Prvá vodná elektráreň na svete bola postavená vo Francúzsku v roku 1878 a na výrobu elektriny využívala vodné generátory. Doteraz sa výroba vodných generátorov nazývala „korunou“ francúzskej výroby. Ale už v roku 1878 mal vodný generátor predbežný návrh. V roku 1856 sa objavil komerčný jednosmerný generátor značky Lianlian Alliance. V roku 1865 Francúz Casseven a Talian Marko predstavili kombináciu jednosmerného generátora a vodnej turbíny na výrobu elektriny. V roku 1874 navrhol aj Piroski z Ruska návrh na premenu vodnej energie na elektrickú energiu. V roku 1878 boli v Gragside Manor v Anglicku a Sirmite neďaleko Paríža vo Francúzsku postavené prvé vodné elektrárne na svete a objavila sa prvá várka jednosmerných vodných generátorov. V roku 1891 sa v spoločnosti Ruitu Olican Company zrodil prvý moderný vodný generátor (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator). Od roku 1891 až do súčasnosti sa v technológii vodných generátorov dosiahol obrovský pokrok za viac ako 100 rokov.
Počiatočná fáza (1891 – 1920)
V počiatočnom období vzniku vodných generátorov ľudia pripájali bežný generátor jednosmerného prúdu alebo alternátor k vodnej turbíne, čím vytvorili sústavu vodných generátorov. V tom čase neexistoval žiadny špeciálne navrhnutý vodný generátor. Keď bola v roku 1891 postavená vodná elektráreň Lauffen, objavil sa špeciálne navrhnutý vodný generátor. Keďže prvé vodné elektrárne boli malé, izolované elektrárne s malým rozsahom napájania, parametre generátorov boli veľmi chaotické, s rôznym napätím a frekvenciami. Konštrukčne sú vodné generátory prevažne horizontálne. Okrem toho väčšina vodných generátorov v počiatočnej fáze sú generátory jednosmerného prúdu a neskôr sa objavujú jednofázové, trojfázové a dvojfázové striedavé hydrogenerátory.
Medzi známejšie spoločnosti vyrábajúce hydrogenerátory v počiatočnej fáze patria BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison a General Motors (GE) atď. a reprezentatívne hydroturbínové generátory. Medzi tieto stroje patrí trojfázový striedavý turbogenerátor s výkonom 300 koní z vodnej elektrárne Laufen (1891), trojfázový striedavý generátor s výkonom 750 kW z vodnej elektrárne Folsom v Spojených štátoch (vyrobený spoločnosťou GE Corporation, 1893) a dvojfázový striedavý hydroelektráreň Adams na americkej strane Niagarských vodopádov (Niagarské vodopády) s výkonom 5000 koní (1894), horizontálne hydroelektrárne s výkonom 12 MNV?A a 16 MV?A (1904 – 1912) v elektrárni Ontario na kanadskej strane Niagarských vodopádov a stojan s výkonom 40 MV?A vyrobený spoločnosťou GE v roku 1920. Vodná elektráreň Hellsjön vo Švédsku bola postavená v roku 1893. Elektráreň bola vybavená štyrmi trojfázovými horizontálnymi hydrogenerátormi na striedavý prúd s výkonom 344 kV?A. Generátory vyrobila švédska spoločnosť General Electric Company (ASEA).
V roku 1891 sa vo Frankfurte nad Mohanom konala Svetová výstava. Aby organizátori konferencie na stretnutí demonštrovali prenos a použitie striedavého prúdu, nainštalovali sadu hydrogenerátorov v portlandskej cementárni v Larffene v Nemecku, vzdialenej 175 km. Tieto generátory slúžili na osvetlenie výstavy a pohon trojfázového asynchrónneho motora s výkonom 100 koní. Hydrogenerátor elektrárne Laufen navrhol Brown, hlavný inžinier spoločnosti Ruitu Oerlikon, a vyrobila ho spoločnosť Oerlikon. Generátor je trojfázový horizontálny, s výkonom 300 koní, 150 otáčkami za minútu, 32 pólmi, frekvenciou 40 Hz a fázovým napätím 55 ~ 65 V. Vonkajší priemer generátora je 1752 mm a dĺžka železného jadra je 380 mm. Počet drážok statora generátora je 96, uzavretých drážok (vtedy nazývaných otvory), každý pól a každá fáza je z medenej tyče, drážka drôtenej tyče je izolovaná 2 mm azbestovou doskou a koniec je z holého medeného prútu; rotor je zapustený krúžok s čeľusťovými pólmi vinutia poľa. Generátor je poháňaný vertikálnou hydraulickou turbínou cez dvojicu kužeľových ozubených kolies a je budený ďalším malým jednosmerným hydraulickým generátorom. Účinnosť generátora dosahuje 96,5 %.
Úspešná prevádzka a prenos hydrogenerátorov z elektrárne Laufen do Frankfurtu je prvým priemyselným testom trojfázového prenosu prúdu v dejinách ľudstva. Je to prelom v praktickom využití striedavého prúdu, najmä trojfázového striedavého prúdu. Generátor je tiež prvým trojfázovým hydrogenerátorom na svete.
Vyššie uvedený príklad predstavuje návrh a vývoj vodných elektrární v prvých tridsiatich rokoch. V skutočnosti, ak sa pozrieme na proces vývoja technológie vodných elektrární, vodné elektrárne vo všeobecnosti prechádzajú vývojovou fázou každých 30 rokov. To znamená, že obdobie od roku 1891 do roku 1920 bolo počiatočnou fázou, obdobie od roku 1921 do roku 1950 bolo fázou technologického rastu, obdobie od roku 1951 do roku 1984 bolo fázou rýchleho rozvoja a obdobie od roku 1985 do roku 2010 bolo fázou stabilného rozvoja.
Čas uverejnenia: 9. septembra 2021
