Waterstof wordt voornamelijk gebruikt voor het koelen van generatoren vanwege de uitstekende warmteoverdrachtseigenschappen en de lage dichtheid in vergelijking met lucht. Waterstof heeft een hoge thermische geleidbaarheid, wat betekent dat het de warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van grote generatoren efficiënt kan afvoeren. Deze efficiënte warmteoverdracht helpt lagere bedrijfstemperaturen in de generatorcomponenten te handhaven, waardoor de thermische stress wordt verminderd en de algehele efficiëntie en betrouwbaarheid worden verbeterd. Bovendien vermindert de lage dichtheid van waterstof windverliezen, waarbij de luchtweerstand in de generator wordt geminimaliseerd, wat een soepelere werking en minder energieverlies mogelijk maakt.
Waterstof wordt beschouwd als een superieur koelmiddel voor grote generatoren vanwege verschillende voordelen ten opzichte van water of lucht. In tegenstelling tot water, dat corrosie kan veroorzaken en complexe afdichtingsmechanismen vereist om lekken te voorkomen, is waterstof niet corrosief en tast het de onderdelen van de generator na verloop van tijd niet aan. Dankzij de lage viscositeit en hoge diffusiviteit kan waterstof gebieden binnen de generator binnendringen en afkoelen waar traditionele koelvloeistoffen moeilijk effectief kunnen bereiken. Bovendien hebben waterstofkoelsystemen doorgaans minder energie nodig om te circuleren in vergelijking met watergekoelde systemen, wat bijdraagt aan de algehele efficiëntie en operationele kostenbesparingen.
Bij grote dynamo’s biedt waterstofkoeling verschillende voordelen waardoor dit de voorkeur verdient boven waterkoeling. Ten eerste zorgt de hoge thermische geleidbaarheid van waterstof voor een efficiëntere warmteafvoer, waardoor lagere bedrijfstemperaturen worden gehandhaafd en de thermische belasting op generatorcomponenten wordt verminderd. Deze efficiëntie draagt bij aan een langere levensduur van de apparatuur en een grotere betrouwbaarheid. Ten tweede elimineert de niet-corrosieve aard van waterstof het risico op schade aan interne componenten als gevolg van koelvloeistofgerelateerde corrosie, waardoor een continue werking wordt gegarandeerd zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties. Bovendien zijn waterstofkoelsystemen inherent veiliger in het geval van een lek, omdat waterstof zich snel verspreidt en niet dezelfde milieu- of veiligheidsrisico’s met zich meebrengt als koelmiddelen op water- of oliebasis.
Het vergelijken van waterstofgekoelde generatoren met watergekoelde generatoren hangt af van specifieke toepassingsvereisten en operationele omstandigheden. Over het algemeen bieden waterstofgekoelde generatoren voordelen zoals een hoger rendement dankzij verbeterde warmteoverdracht, lagere onderhoudskosten vanwege verminderde corrosieproblemen en verbeterde betrouwbaarheid. Watergekoelde generatoren zijn weliswaar effectief in veel toepassingen, maar vereisen mogelijk uitgebreider onderhoud en bescherming tegen corrosie, vooral in omgevingen met variërende temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden. Daarom biedt waterstofkoeling voor grootschalige energieopwekking, waarbij efficiëntie, betrouwbaarheid en prestaties op de lange termijn van cruciaal belang zijn, vaak superieure voordelen.
Het waterstofkoelproces in wisselstroomgeneratoren omvat het circuleren van waterstofgas door speciaal ontworpen koelkanalen in de generator. De waterstof wordt doorgaans gezuiverd en gedroogd om onzuiverheden en vocht te verwijderen, waardoor optimale prestaties en veiligheid worden gegarandeerd. Terwijl de waterstof door deze doorgangen stroomt, absorbeert het warmte die wordt gegenereerd door de elektrische weerstand in de wikkelingen van de generator en andere componenten. De verwarmde waterstof wordt vervolgens gekoeld via warmtewisselaars, waar overtollige warmte wordt overgedragen aan een secundair koelmedium of wordt afgevoerd naar de atmosfeer. Dit proces zorgt voor stabiele bedrijfstemperaturen in de generator, waardoor oververhitting wordt voorkomen en een efficiënte energieopwekking wordt gegarandeerd. Over het geheel genomen spelen waterstofkoelsystemen in AC-generatoren een cruciale rol bij het verbeteren van de prestaties, betrouwbaarheid en levensduur bij grootschalige energieopwekkingstoepassingen.