Wodór stosowany jest do chłodzenia generatorów przede wszystkim ze względu na doskonałe właściwości przenoszenia ciepła i niską gęstość w porównaniu z powietrzem. Wodór charakteryzuje się wysoką przewodnością cieplną, co oznacza, że może skutecznie odprowadzać ciepło powstające podczas pracy dużych generatorów. Ta wydajna wymiana ciepła pomaga utrzymać niższe temperatury robocze elementów generatora, zmniejszając naprężenia termiczne i poprawiając ogólną wydajność i niezawodność. Dodatkowo niska gęstość wodoru zmniejsza straty nawiewu, gdzie minimalizowany jest opór powietrza wewnątrz generatora, co pozwala na płynniejszą pracę i mniejsze straty energii.
Wodór jest uważany za lepszy środek chłodzący dla dużych generatorów ze względu na kilka zalet w porównaniu z wodą lub powietrzem. W przeciwieństwie do wody, która może powodować korozję i wymaga skomplikowanych mechanizmów uszczelniających, aby zapobiec wyciekom, wodór nie powoduje korozji i nie powoduje z czasem degradacji elementów generatora. Jego niska lepkość i wysoka dyfuzyjność umożliwiają penetrację wodoru i chłodzenie obszarów generatora, do których tradycyjne chłodziwa mogłyby nie dotrzeć skutecznie. Co więcej, systemy chłodzenia wodorem zazwyczaj wymagają mniej energii do obiegu w porównaniu do systemów chłodzonych wodą, co przyczynia się do ogólnej wydajności i oszczędności kosztów operacyjnych.
W dużych alternatorach chłodzenie wodorem ma kilka zalet, które sprawiają, że jest ono lepsze od chłodzenia wodą. Po pierwsze, wysoka przewodność cieplna wodoru pozwala na bardziej efektywne odprowadzanie ciepła, utrzymanie niższych temperatur roboczych i zmniejszenie naprężeń termicznych elementów generatora. Wydajność ta przyczynia się do dłuższej żywotności sprzętu i zwiększonej niezawodności. Po drugie, niekorozyjny charakter wodoru eliminuje ryzyko uszkodzenia elementów wewnętrznych w wyniku korozji spowodowanej przez chłodziwo, zapewniając ciągłą pracę bez pogorszenia wydajności. Ponadto wodorowe układy chłodzenia są z natury bezpieczniejsze w przypadku wycieku, ponieważ wodór szybko się rozprasza i nie stwarza takich samych zagrożeń dla środowiska ani bezpieczeństwa jak chłodziwa na bazie wody lub oleju.
Porównanie generatorów chłodzonych wodorem z generatorami chłodzonymi wodą zależy od konkretnych wymagań aplikacji i warunków pracy. Ogólnie rzecz biorąc, generatory chłodzone wodorem oferują takie zalety, jak wyższa wydajność dzięki lepszemu przenoszeniu ciepła, niższe koszty konserwacji ze względu na mniejsze problemy z korozją i zwiększoną niezawodność. Generatory chłodzone wodą, choć skuteczne w wielu zastosowaniach, mogą wymagać szerszej konserwacji i ochrony przed korozją, szczególnie w środowiskach o zmiennej temperaturze i wilgotności. Dlatego w przypadku wytwarzania energii na dużą skalę, gdzie wydajność, niezawodność i długoterminowa wydajność mają kluczowe znaczenie, chłodzenie wodorem często zapewnia doskonałe korzyści.
Proces chłodzenia wodoru w generatorach prądu przemiennego polega na cyrkulacji gazowego wodoru przez specjalnie zaprojektowane kanały chłodzące wewnątrz generatora. Wodór jest zazwyczaj oczyszczany i suszony w celu usunięcia zanieczyszczeń i wilgoci, zapewniając optymalną wydajność i bezpieczeństwo. Wodór przepływający przez te kanały pochłania ciepło wytwarzane przez opór elektryczny w uzwojeniach generatora i innych elementach. Ogrzany wodór jest następnie schładzany poprzez wymienniki ciepła, gdzie nadmiar ciepła przekazywany jest do wtórnego czynnika chłodzącego lub rozpraszany do atmosfery. Proces ten utrzymuje stabilną temperaturę roboczą wewnątrz generatora, zapobiegając przegrzaniu i zapewniając wydajne wytwarzanie energii. Ogólnie rzecz biorąc, systemy chłodzenia wodorem w generatorach prądu przemiennego odgrywają kluczową rolę w zwiększaniu wydajności, niezawodności i trwałości w zastosowaniach związanych z wytwarzaniem energii na dużą skalę.