Dünyanın ilk hidroelektrik santrali 1878'de Fransa'da inşa edildi ve elektrik üretmek için hidroelektrik jeneratörleri kullandı. Bugüne kadar hidroelektrik jeneratörlerinin üretimi Fransız üretiminin "tacı" olarak adlandırılmıştır. Ancak 1878 gibi erken bir tarihte bile hidroelektrik jeneratörünün ön tasarımı mevcuttu. 1856'da Lianlian İttifakı markalı ticari doğru akım jeneratörü piyasaya çıktı. 1865'te Fransız Casseven ve İtalyan Marko, elektrik üretmek için bir doğru akım jeneratörü ve bir su türbinini birleştirmeyi tasarladılar. 1874'te Rusya'dan Piroski de su enerjisini elektrik enerjisine dönüştürme tasarımı önerdi. 1878'de dünyanın ilk hidroelektrik santralleri İngiltere'deki Gragside Malikanesi'nde ve Fransa'da Paris yakınlarındaki Sirmite'de inşa edildi ve ilk doğru akım hidroelektrik jeneratörleri ortaya çıktı. 1891'de Ruitu Olican Şirketi'nde ilk modern hidroelektrik jeneratörü (Laufen Hidrojeneratörü) doğdu. 1891'den günümüze kadar, 100 yılı aşkın bir süredir hidroelektrik jeneratör teknolojisinde büyük ilerlemeler kaydedilmiştir.
İlk aşama (1891-1920)
Hidroelektrik jeneratörlerin doğuşunun ilk döneminde, insanlar sıradan bir doğru akım jeneratörünü veya alternatörü bir su türbinine bağlayarak bir hidroelektrik jeneratör seti oluşturuyorlardı. O zamanlar özel olarak tasarlanmış bir hidroelektrik jeneratör yoktu. 1891'de Lauffen hidroelektrik santrali inşa edildiğinde, özel olarak tasarlanmış bir hidroelektrik jeneratör ortaya çıktı. İlk hidroelektrik santralleri küçük, izole edilmiş ve düşük güç aralığına sahip santraller olduğundan, jeneratörlerin parametreleri çeşitli voltaj ve frekanslarla oldukça düzensizdi. Yapısal olarak, hidro jeneratörler çoğunlukla yataydır. Ayrıca, ilk aşamadaki hidro jeneratörlerin çoğu doğru akım jeneratörleridir ve daha sonra tek fazlı alternatif akım, üç fazlı alternatif akım ve iki fazlı alternatif akım hidro jeneratörleri ortaya çıkmıştır.
İlk aşamada daha bilinen hidroelektrik jeneratör üretici şirketleri arasında BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison ve General Motors (GE) vb. yer almaktadır. Temsilci hidro türbinli enerji üretim makineleri arasında Laufen Hidroelektrik Santrali'nin 300 hp üç fazlı AC türbin jeneratörü (1891), Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Folsom Hidroelektrik Santrali'nin 750 kW üç fazlı AC jeneratörü (GE Corporation tarafından üretilmiştir, 1893), Niagara Şelaleleri'nin Amerikan tarafındaki Adams Hidroelektrik Santrali'nin 5000 hp iki fazlı AC hidroelektrik jeneratörü (1894), Niagara Şelaleleri'nin Kanada tarafındaki Ontario Enerji Santrali'nde bulunan 12 MV/A ve 16 MV/A yatay hidroelektrik jeneratörleri (1904-1912) ve GE tarafından 1920 yılında üretilen 40 MV/A stand tipi hidroelektrik jeneratörü sayılabilir. İsveç'teki Hellsjon Hidroelektrik Santrali 1893 yılında inşa edilmiştir. Santral, dört adet 344 kV/A üç fazlı alternatif akım yatay hidro jeneratör seti ile donatılmıştır. Jeneratörler, İsveç'in General Electric Şirketi (ASEA) tarafından üretilmiştir.
1891 yılında Almanya'nın Frankfurt şehrinde Dünya Sergisi düzenlendi. Sergide alternatif akımın iletimini ve uygulamasını göstermek amacıyla, organizatörler 175 km uzaklıktaki Almanya'nın Laufen şehrindeki Portland çimento fabrikasına bir dizi hidro-türbin jeneratörü kurdular. Bu jeneratörler, sergi aydınlatması ve 100 beygir gücündeki üç fazlı bir indüksiyon motorunu çalıştırmak için kullanıldı. Laufen Enerji Santrali'nin hidro-jeneratörü, Ruitu Oerlikon Şirketi'nin baş mühendisi Brown tarafından tasarlandı ve Oerlikon Şirketi tarafından üretildi. Jeneratör, üç fazlı yatay tipte, 300 beygir gücünde, 150 devir/dakika, 32 kutuplu, 40 Hz frekanslı ve faz gerilimi 55~65 V olan bir jeneratördür. Jeneratörün dış çapı 1752 mm, demir çekirdeğinin uzunluğu ise 380 mm'dir. Jeneratör statorunda 96 adet kapalı yuva (o zamanlar delik olarak adlandırılıyordu), her kutup ve her faz bir bakır çubuktan oluşur; tel çubuğun yuvası 2 mm'lik asbest levha ile yalıtılmıştır ve ucu çıplak bakır çubuktur; rotor, alan sargısının pençe kutuplarına gömülü bir halkadır. Jeneratör, bir çift konik dişli aracılığıyla dikey bir hidrolik türbin tarafından tahrik edilir ve başka bir küçük DC hidrolik jeneratör tarafından uyarılır. Jeneratör verimliliği %96,5'e ulaşır.
Laufen Hidroelektrik Santrali'nin hidro jeneratörlerinin Frankfurt'a başarılı bir şekilde çalıştırılması ve iletilmesi, insanlık tarihinde üç fazlı akım iletiminin ilk endüstriyel testidir. Bu, alternatif akımın, özellikle üç fazlı alternatif akımın pratik uygulamasında bir atılımdır. Jeneratör aynı zamanda dünyanın ilk üç fazlı hidro jeneratörüdür.
Yukarıda, hidroelektrik jeneratörlerinin ilk otuz yılındaki tasarım ve geliştirme süreci anlatılmaktadır. Aslında, hidroelektrik jeneratör teknolojisinin gelişim sürecine bakıldığında, hidroelektrik jeneratörler genellikle her 30 yılda bir gelişim aşamasından geçer. Yani, 1891-1920 dönemi başlangıç aşaması, 1921-1950 dönemi teknolojik büyüme aşaması, 1951-1984 dönemi hızlı gelişme aşaması ve 1985-2010 dönemi istikrarlı gelişme aşamasıdır.
Yayın tarihi: 09.09.2021
