Son yazımızda, doğru akım (DC) ve alternatif akım (AC) arasındaki bir çatışmayı ele almıştık. "Savaş", AC'nin zaferiyle sonuçlandı. Bu nedenle, AC piyasa gelişiminde ivme kazandı ve daha önce DC'nin işgal ettiği pazarı ele geçirmeye başladı. Bu "savaştan" sonra, DC ve AC, Niagara Şelaleleri'ndeki Adams hidroelektrik santralinde rekabet etti.
1890 yılında Amerika Birleşik Devletleri, Niagara Şelaleleri Adams hidroelektrik santralini inşa etti. Çeşitli alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) sistemlerini değerlendirmek amacıyla ulusal ve uluslararası bir Niagara Enerji Komisyonu kuruldu. Westinghouse ve GE bu yarışmaya katıldı. Sonunda, AC/DC savaşındaki zaferinden sonra yükselen itibarı ve Tesla gibi mükemmel bilim insanlarından oluşan bir grubun yetenekleri, ayrıca 1886'da Great Barrington'da AC iletiminin başarılı bir şekilde test edilmesi ve Almanya'daki Larffen enerji santralinde alternatörün başarılı bir şekilde çalıştırılması sayesinde Westinghouse, 10 adet 5000 P AC hidro jeneratörünün üretim sözleşmesini kazandı. 1894 yılında, Niagara Şelaleleri Adams enerji santralinin ilk 5000 P hidro jeneratörü Westinghouse tarafından üretildi. 1895 yılında ise ilk ünite işletmeye alındı. 1896 sonbaharında, jeneratör tarafından üretilen iki fazlı alternatif akım, Scot transformatörü aracılığıyla üç faza dönüştürüldü ve daha sonra üç fazlı iletim sistemi üzerinden 40 km uzaklıktaki Baffalo'ya iletildi.
Niagara Şelaleleri'ndeki Adams enerji santralinin hidro jeneratörü, Westinghouse'un baş mühendisi B. G. Lamme (1884-1924) tarafından Tesla'nın patentine göre tasarlanmıştır ve kız kardeşi B. Lamme de tasarımda yer almıştır. Ünite, dört pervaneli türbin (çift çarklı, emme borusuz) ile çalıştırılır ve jeneratör, 5000 hp, 2000 V, 25 Hz, 250 dev/dak debiye sahip dikey iki fazlı senkron jeneratördür. Jeneratörün özellikleri şunlardır:
(1) Büyük kapasite ve uzun boyut. Bundan önce, hidroelektrik santralinin tek ünite kapasitesi 1000 HPA'yı geçmiyordu. Niagara Şelaleleri'ndeki Adar hidroelektrik santralinin 5000 bp'lik hidroelektrik santralinin, o dönemde dünyadaki tek ünite kapasitesine sahip en büyük hidroelektrik santrali olmakla kalmayıp, aynı zamanda hidroelektrik santralinin küçükten büyüğe doğru gelişiminde atılan kilit ilk adım olduğu söylenebilir.
(2) Armatür iletkeni ilk defa mika ile yalıtıldı.
(3) Günümüzdeki hidro jeneratörlerin bazı temel yapısal biçimleri benimsenmiştir, örneğin dikey şemsiye kapalı yapı. İlk 8 set, manyetik kutupların dışarıda sabit olduğu (pivot tipi) yapıdadır ve son iki set, manyetik kutupların içeride döndüğü (alan tipi) mevcut genel yapıya dönüştürülmüştür.
(4) Benzersiz uyarma modu. Birincisi, uyarma için yakındaki DC buhar türbini jeneratörü tarafından üretilen DC gücü kullanır. İki veya üç yıl sonra, tüm üniteler uyarıcı olarak küçük DC hidro jeneratörleri kullanacaktır.
(5) 25 Hz frekansı benimsendi. O zamanlar Amerika Birleşik Devletleri'nin Ying oranı 16,67 Hz'den 1000 Hz'ye kadar çok değişkendi. Analiz ve uzlaşmadan sonra 25 Hz benimsendi. Bu frekans, Amerika Birleşik Devletleri'nin bazı bölgelerinde uzun süre standart frekans haline geldi.
(6) Geçmişte, elektrik üretim ekipmanları tarafından üretilen elektrik esas olarak aydınlatma için kullanılırken, Niagara Şelaleleri Adams elektrik santrali tarafından üretilen elektrik esas olarak endüstriyel enerji için kullanılıyordu.
(7) Üç fazlı AC'nin uzun mesafeli ticari iletimi ilk kez gerçekleştirilmiş olup, üç fazlı AC'nin iletimi ve yaygın uygulaması konusunda örnek teşkil etmiştir. 10 yıllık işletme sonrasında, Adams hidroelektrik santralinin 10 adet 5000 bp'lik su türbin jeneratör ünitesi kapsamlı bir şekilde güncellenmiş ve dönüştürülmüştür. 10 ünitenin tamamı 1000 HP ve 1200 V'luk yeni ünitelerle değiştirilmiş ve ayrıca 5000 P'lik yeni bir ünite daha kurulmuştur, böylece santralin toplam kurulu kapasitesi 105000 hp'ye ulaşmıştır.
Hidrojeneratörlerde doğru akım (DC) ile yapılan savaş sonunda alternatif akım (AC) tarafından kazanıldı. O zamandan beri DC'nin canlılığı büyük ölçüde zarar gördü ve AC piyasada yükselişe geçerek gelecekteki hidrojeneratörlerin gelişimine de yön verdi. Ancak, başlangıç aşamasının dikkat çekici bir özelliği, DC hidrojeneratörlerin yaygın olarak kullanılmasıydı. O zamanlar iki tür DC hidromotor vardı. Birincisi düşük voltajlı jeneratördü. İki jeneratör seri olarak bağlanır ve tek bir türbin tarafından tahrik edilir. İkincisi ise yüksek voltajlı jeneratördü; tek bir şaftı paylaşan çift pivotlu ve çift kutuplu bir jeneratördü. Detaylar bir sonraki yazıda ele alınacaktır.
Yayın tarihi: 13 Eylül 2021
