כיצד לשפר את האמינות והעמידות של גנרטור הידרואלקטרי

גנרטור הידרו מורכב מרוטור, סטטור, מסגרת, מיסב דחף, מיסב מדריך, מצנן, בלם ורכיבים עיקריים אחרים (ראה איור). הסטטור מורכב בעיקר ממסגרת, ליבת ברזל, סלילה ורכיבים אחרים. ליבת הסטטור עשויה מלוחות פלדת סיליקון מגולגלים בקור, שניתן ליצור אותם למבנה אינטגרלי ומפוצל בהתאם לתנאי הייצור וההובלה. גנרטור טורבינת המים מקורר בדרך כלל על ידי מחזור אוויר סגור. יחידות בעלות קיבולת גדולה במיוחד נוטות להשתמש במים כמדיום קירור לקירור ישיר של הסטטור. כאשר הסטטור והרוטור מקוררים בו זמנית, מדובר במערכת גנרטור עם קירור פנימי כפול של מים.

על מנת לשפר את קיבולת היחידה הבודדת של גנרטור הידרואלקטרי ולפתח אותו ליחידה ענקית, אומצו טכנולוגיות חדשות רבות במבנה על מנת לשפר את אמינותו ועמידותו. לדוגמה, על מנת לפתור את בעיית ההתפשטות התרמית של הסטטור, נעשה שימוש במבנה צף של הסטטור ותמיכה משופעת, והרוטור מאמץ מבנה דיסק. על מנת לפתור את בעיית הרפיון של סליל הסטטור, נעשה שימוש ברצועת ריפוד מתחת לטריז אלסטי כדי למנוע שחיקה של בידוד מוט התיל. משפרים את מבנה האוורור ומפחיתים את אובדן הרוח ואת אובדן זרמי המערבולת הסופיים כדי לשפר עוד יותר את יעילות היחידה.

עם התפתחות טכנולוגיית ייצור טורבינות משאבה, גם המהירות והקיבולת של מנועי גנרטור גדלות, ומתפתחות להספק גדול ומהירות גבוהה. תחנות כוח לאגירת אנרגיה שנבנו בעולם, המצוידות במנועים לייצור חשמל בעלי קיבולת גדולה ומהירות גבוהה, כוללות את תחנת הכוח לאגירת שאיבה דינווויק (330000 קילוואט, 500 סל"ד) בבריטניה.

באמצעות קירור פנימי כפול של מנוע הגנרטור, סליל הסטטור, סליל הרוטור וליבת הסטטור מקוררים באופן פנימי ישירות באמצעות מים יוניים, מה שיכול לשפר את מגבלת הייצור של מנוע הגנרטור. מנוע הגנרטור (425000 קילוואט, 300 סל"ד) של תחנת הכוח לאגירת שאיבה לקונגשאן בארצות הברית מאמץ גם קירור פנימי כפול של מים.

יישום של מיסב דחף מגנטי. עם העלייה בקיבולת ובמהירות מנוע הגנרטור, עומס הדחף ומומנט ההתנעה של היחידה עולים גם הם. לאחר השימוש במיסב דחף מגנטי, עומס הדחף מוסיף את המשיכה המגנטית בכיוון ההפוך של כוח הכבידה, מה שמפחית את העומס של מיסב הדחף, מפחית את אובדן התנגדות פני השטח של הציר, מפחית את טמפרטורת המיסב ומשפר את יעילות היחידה, וגם מומנט התנגדות ההתנעה מצטמצם. מיסב דחף מגנטי מאומץ עבור מנוע הגנרטור (335000 קילוואט, 300 סל"ד) של תחנת הכוח שאובה סנגלנג'ינג בדרום קוריאה.