היסטוריית פיתוח של גנרטור טורבינות הידרו Ⅱ

כידוע לכולנו, ניתן לחלק גנרטורים לגנרטורים DC וגנרטורים AC. כיום, אלטרנטור נמצא בשימוש נרחב, וכך גם גנרטור הידרואלקטרי. אבל בשנים הראשונות, גנרטורים DC תפסו את כל השוק, אז איך גנרטורים AC תפסו את השוק? מה הקשר בין גנרטורים הידרואלקטריים כאן? מדובר בקרב בין AC ל-DC לבין גנרטור ההידרואלקטרי בהספק 5000 כ"ס של תחנת הכוח אדמס במפלי הניאגרה.

לפני שנציג את גנרטור ההידרואלקטרי של מפלי ניאגרה, עלינו להתחיל עם מלחמת AC/DC חשובה מאוד בהיסטוריה של פיתוח החשמל.

אדיסון הוא ממציא אמריקאי מפורסם. הוא נולד בעוני ולא היה לו השכלה רשמית. עם זאת, הוא השיג כמעט 1300 פטנטים על המצאות בחייו הודות לאינטליגנציה יוצאת הדופן שלו ורוח המאבק האישית שלו. ב-21 באוקטובר 1879 הוא הגיש בקשה לפטנט על המצאת מנורת ליבון בעלת פילמנט פחמן (מס' 22898); בשנת 1882 הוא ייסד את חברת מנורות החשמל אדיסון לייצור מנורות ליבון וגנרטורים DC שלהן. באותה שנה הוא בנה את תחנת הכוח התרמית בקנה מידה גדול הראשונה בעולם בניו יורק. הוא מכר יותר מ-200,000 נורות תוך שלוש שנים והשתלט על כל השוק. גנרטורים DC של אדיסון נמכרים היטב גם ביבשת אמריקה.

בשנת 1885, כאשר אדיסון היה בשיאו, חברת סטיינהאוס האמריקאית הבחינה בחריפות במערכת אספקת החשמל AC החדשה שנולדה. בשנת 1885, ווסטינגהאוס רכש את הפטנט על מערכת תאורת AC ושנאי שיישמו גאולרד וגיבס בארצות הברית ב-6 בפברואר 1884 (מספר פטנט אמריקאי n0.297924). בשנת 1886, ווסטינגהאוס וסטנלי (W. Stanley, 1856-1927) הצליחו להגביר את מתח החשמל החד-פאזי ל-3000 וולט באמצעות שנאי בגרייט ברינגטון, מסצ'וסטס, ארה"ב, שהעביר 4000 רגל, ולאחר מכן הוריד את המתח ל-500 וולט. עד מהרה, ווסטינגהאוס ייצרה ומכרה מספר מערכות תאורת AC. בשנת 1888, ווסטינגהאוס רכשה את הפטנט של טסלה, "גאון חשמלאי", על מנוע AC, ושכרה את טסלה לעבוד בווסטינגהאוס. החברה הייתה מחויבת לפיתוח מנוע AC ולקידום השימוש במנוע AC, והשיגה הצלחה. הניצחונות הרצופים של ווסטינגהאוס בפיתוח זרם חילופין משכו את קנאתם של אדיסון הבלתי מנוצח ואחרים. אדיסון, ה.פ. בראון ואחרים פרסמו מאמרים בעיתונים ובכתבי עת, ניצלו את פחד הציבור מחשמל באותה תקופה, פרסמו באופן מכוער את סכנת הזרם החילופין, וטענו כי "כל החיים הסמוכים למוליך זרם חילופין אינם יכולים לשרוד". שאף יצור חי לא יוכל לשרוד בסכנת מוליכים הנושאים זרם חלופי. במאמרו, הוא תקף את השימוש בזרם חילופין בניסיון לחנוק את זרם החילופין בינקותו. לנוכח מתקפתם של אדיסון ואחרים, ווסטינגהאוס ואחרים כתבו גם מאמרים להגנת זרם החילופין. כתוצאה מהוויכוח, הצד של זרם החילופין ניצח בהדרגה. הצד של זרם ישר לא היה מוכן להפסיד, ה.פ. בראון (כשהיה עוזר המעבדה של אדיסון). הוא גם עודד ותמך באסיפה המדינתית לחוקק צו על ביצוע עונש מוות בהתחשמלות, ובמאי 1889 הוא רכש שלושה אלטרנטורים שיוצרו על ידי ווסטינגהאוס ומכר אותם לכלא כספק כוח לכיסא ההתחשמלות. בעיני אנשים רבים, זרם חילופין הוא שם נרדף לאל המוות. במקביל, הקונגרס העממי בצד של אדיסון יצר דעת קהל: "הכיסא החשמלי הוא ההוכחה לכך שזרם חילופין גורם לאנשים למות בקלות." בתגובה, ווסטינגהאוס כינס מסיבת עיתונאים הדדית. טסלה קשר באופן אישי את החוטים בכל גופו וחיבר אותם לשרשרת של נורות. כאשר הזרם החילופין הופעל, האור החשמלי היה בהיר, אך טסלה היה בטוח. במצב של כשל דעת הקהל, הצד של הזרם החילופין ניסה להפסיק את זרם החילופין באופן חוקי.

באביב 890, כמה חברי קונגרס בווירג'יניה הציעו הצעה בנושא "למניעת סכנה מזרמים חשמליים". בתחילת אפריל, הפרלמנט הקים חבר מושבעים לקיום דיון. אדיסון ומורטון, המנכ"ל של החברה, ול.ב. סטילוול, מהנדס של ווסטינגהאוס (1863-1941) ועורך הדין ה. לויס נכחו בדיון. הגעתו של אדיסון המפורסם חסמה את אולם הפרלמנט. אדיסון אמר בצורה סנסציונית בדיון: "זרם ישר הוא כמו 'נהר הזורם בשלווה אל הים', וזרם חילופין הוא כמו 'נחלים הרריים הסורקים צוקים באלימות' (זרם השוצף באלימות מעל צוק). מורטון גם ניסה כמיטב יכולתו לתקוף את זרם החילופין, אך עדותם הייתה חסרת טעם ולא משכנעת, מה שהביא את הקהל והשופטים להסתבך. העדים מווסטינגהאוס ומחברות תאורת חשמל רבות הפריכו את הטענה שזרם חילופין מסוכן מאוד בשפה טכנית תמציתית וברורה ובנוהג של תאורת חשמל 3000V בהם נעשה שימוש נרחב. לבסוף, חבר המושבעים העביר החלטה לאחר דיון, לאחר שווירג'יניה, אוהיו ומדינות אחרות דחו במהרה בקשות דומות. מאז, מיזוג אוויר התקבל בהדרגה על ידי העם, ו-Westinghouse זכה למוניטין הולך וגדל במלחמת התקשורת (לדוגמה, בשנת 1893, היא קיבלה חוזה הזמנה של 250,000 נורות ביריד שיקגו). חברת Edison Electric Light Company, שהובסה במלחמת AC/DC, הוכרעה כחסרת אמינות ולא הייתה בת קיימא. בשנת 1892 היא נאלצה להתמזג עם חברת Thomson Houston כדי להקים את חברת General Electric (GE). מיד עם הקמת החברה, היא זנחה את רעיון אדיסון להתנגד לפיתוח ציוד מיזוג אוויר, ירשה את עבודת ייצור ציוד מיזוג האוויר של חברת Thomson Houston המקורית, וקידמה במרץ את פיתוח ציוד מיזוג האוויר.

האמור לעיל הוא קרב חשוב בין זרם חילופין לזרם ישר בהיסטוריה של פיתוח המנוע. המחלוקת הגיעה לבסוף למסקנה שנזקו של זרם חילופין אינו מסוכן כפי שטענו תומכי זרם ישר. לאחר החלטה זו, האלטרנטור החל לבשר את אביב הפיתוח, ומאפייניו ויתרונותיו החלו להיות מובנים ומקובלים בהדרגה על ידי אנשים. זה היה גם מאוחר יותר במפלי ניאגרה. בין הגנרטורים ההידרואלקטריים בתחנת הכוח ההידרואלקטרית, האלטרנטור הוא גורם לניצחון שוב.