L’hydrogène est utilisé pour le refroidissement des générateurs principalement en raison de ses excellentes propriétés de transfert de chaleur et de sa faible densité par rapport à l’air. L’hydrogène a une conductivité thermique élevée, ce qui signifie qu’il peut évacuer efficacement la chaleur générée lors du fonctionnement des grands générateurs. Ce transfert de chaleur efficace permet de maintenir des températures de fonctionnement plus basses dans les composants du générateur, réduisant ainsi le stress thermique et améliorant l’efficacité et la fiabilité globales. De plus, la faible densité de l’hydrogène réduit les pertes par vent, où la résistance de l’air à l’intérieur du générateur est minimisée, permettant un fonctionnement plus fluide et une réduction des pertes d’énergie.
L’hydrogène est considéré comme un agent de refroidissement supérieur pour les grands générateurs en raison de plusieurs avantages par rapport à l’eau ou à l’air. Contrairement à l’eau, qui peut provoquer de la corrosion et nécessite des mécanismes d’étanchéité complexes pour éviter les fuites, l’hydrogène n’est pas corrosif et ne dégrade pas les composants du générateur au fil du temps. Sa faible viscosité et sa diffusivité élevée permettent à l’hydrogène de pénétrer et de refroidir les zones du générateur où les liquides de refroidissement traditionnels pourraient avoir du mal à atteindre efficacement. De plus, les systèmes de refroidissement à hydrogène nécessitent généralement moins d’énergie pour circuler que les systèmes refroidis à l’eau, ce qui contribue à l’efficacité globale et aux économies de coûts d’exploitation.
Dans les grands alternateurs, le refroidissement à l’hydrogène offre plusieurs avantages qui le rendent préférable au refroidissement à l’eau. Premièrement, la conductivité thermique élevée de l’hydrogène permet une dissipation thermique plus efficace, maintenant des températures de fonctionnement plus basses et réduisant les contraintes thermiques sur les composants du générateur. Cette efficacité contribue à prolonger la durée de vie de l’équipement et à accroître sa fiabilité. Deuxièmement, la nature non corrosive de l’hydrogène élimine le risque de dommages aux composants internes dus à la corrosion liée au liquide de refroidissement, garantissant ainsi un fonctionnement continu sans compromettre les performances. De plus, les systèmes de refroidissement à hydrogène sont intrinsèquement plus sûrs en cas de fuite, car l’hydrogène se disperse rapidement et ne présente pas les mêmes risques environnementaux ou de sécurité que les liquides de refroidissement à base d’eau ou d’huile.
La comparaison des générateurs refroidis à l’hydrogène avec ceux refroidis à l’eau dépend des exigences spécifiques de l’application et des conditions de fonctionnement. En général, les générateurs refroidis à l’hydrogène offrent des avantages tels qu’un rendement plus élevé grâce à un transfert de chaleur amélioré, des coûts de maintenance réduits grâce à une réduction des problèmes de corrosion et une fiabilité accrue. Les générateurs refroidis à l’eau, bien qu’efficaces dans de nombreuses applications, peuvent nécessiter un entretien et une protection plus approfondis contre la corrosion, en particulier dans des environnements présentant des conditions de température et d’humidité variables. Par conséquent, pour la production d’électricité à grande échelle où l’efficacité, la fiabilité et les performances à long terme sont essentielles, le refroidissement à l’hydrogène offre souvent des avantages supérieurs.
Le processus de refroidissement de l’hydrogène dans les générateurs à courant alternatif (courant alternatif) implique la circulation de l’hydrogène gazeux à travers des passages de refroidissement spécialement conçus à l’intérieur du générateur. L’hydrogène est généralement purifié et séché pour éliminer les impuretés et l’humidité, garantissant ainsi des performances et une sécurité optimales. Lorsque l’hydrogène circule dans ces passages, il absorbe la chaleur générée par la résistance électrique des enroulements du générateur et d’autres composants. L’hydrogène chauffé est ensuite refroidi via des échangeurs de chaleur, où l’excès de chaleur est transféré à un fluide de refroidissement secondaire ou dissipé dans l’atmosphère. Ce processus maintient des températures de fonctionnement stables au sein du générateur, évitant ainsi la surchauffe et garantissant une production d’énergie efficace. Dans l’ensemble, les systèmes de refroidissement à hydrogène dans les générateurs CA jouent un rôle essentiel dans l’amélioration des performances, de la fiabilité et de la longévité dans les applications de production d’électricité à grande échelle.