Năm 1979, trước yêu cầu có nguồn điện nạp ắc quy cho động cơ xe tăng để phục vụ chiến đấu bảo vệ biên giới phía Bắc, Tổng cục Hậu cần (Bộ Quốc phòng) được giao nhiệm vụ xây dựng hệ thống nhà máy thủy điện nhỏ. Nhưng do Tổng cục Hậu cần không có cán bộ chuyên môn thực hiện, Bộ Quốc phòng đã giao nhiệm vụ nghiên cứu cho Tổng cục Kỹ thuật. Năm 1979, Thiếu tá Lê Văn Minh – khi đó đang là Phân viện phó Phân viện Thiết kế công trình công nghiệp quốc phòng, được Thiếu tướng Vũ Văn Đôn – Phó chủ nhiệm Tổng cục Kỹ thuật trực tiếp giao nhiệm vụ này.
Sau khi nhận nhiệm vụ, ông Lê Văn Minh sang làm việc với Tổng cục Hậu cần để nắm tình hình. PGS Lê Văn Minh chia sẻ: Tôi phải tìm hiểu xem đông tây kim cổ, thế giới làm như thế nào và thực tế ở Việt Nam ra sao[1] trong việc xây dựng thủy điện nhỏ. Ông tham khảo tài liệu ở Bộ Điện than (nay là Bộ Công thương). Đồng thời, ông nghiên cứu tài liệu của Pháp, đặc biệt là tài liệu về thủy điện nhỏ được ông Nguyễn Ngọc Trân[2] trong thời kỳ học tại ĐH Sorbonne (Paris) Pháp. Qua đó, ông Lê Văn Minh nhận thấy rằng: Thủy điện nhỏ có nhiều loại, từ vài KW đến vài chục KW; có loại từ trên 100KW đến dưới 1000KW[3]. Song song với việc nghiên cứu tài liệu, ông tổ chức đoàn đi khảo sát các sông suối ở Hòa Bình, Yên Bái, Cao Bằng, Lào CaiCùng đồng nghiệp, ông tìm hiểu kỹ một số trạm bơm thủy luân ở Hòa Bình do Trung Quốc giúp xây dựng trước đó. Trạm thủy luân có công năng chắn một số dòng sông, suối, tạo độ chênh để lấy nước tưới và kết hợp làm một số máy phát điện nhỏ. Qua nghiên cứu tài liệu và thực địa, PTS Lê Văn Minh đánh giá tình hình, khả năng thực hiện việc xây dựng thủy điện. Sau đó, ông trực tiếp đến các quân khu để tìm hiểu các vấn đề cụ thể.
Ông Lê Văn Minh lên Thái Nguyên gặp Tư lệnh kiêm Chính ủy Quân khu 1 – Trung tướng Đàm Quang Trung. Sau khi tham khảo thực tế, trao đổi, họ nhận thấy những khó khăn khi xây dựng thủy điện: thứ nhất, việc xây dựng một trạm thủy điện cỡ vừa cần phải có tài liệu nghiên cứu thủy văn khu vực hàng trăm năm; thứ hai, mùa khô thì không hoạt động được vì thiếu nước, còn mùa mưa thì dễ bị lũ cuốn trôi. Với sự tư vấn của Trung tướng Đàm Quang Trung, ông Lê Văn Minh hình thành ý tưởng xây dựng một trạm thủy điện nhỏ cơ động, khi đủ nguồn nước thì hoạt động phát điện, mùa lũ thì có thể di chuyển hệ thống máy lên khu đất cao. Để xây dựng trạm thủy điện cơ động, áp dụng độ chênh lệch từ các công trình thủy luân và để đảm bảo thuận lợi cho việc xây dựng, ông cho đắp đập đất tạo độ cao từ 5-6m và chế tạo một tuabin phát điện đảm bảo tính cơ động như ý tưởng ban đầu.
Việc nghiên cứu chế tạo tuabin trong một thời gian ngắn là điều khó có thể thực hiện, nhưng với những tìm tòi trong quá trình khảo sát về trạm bơm thủy luân, PTS Lê Văn Minh đã có sáng kiến sử dụng vỏ máy bơm công suất 1000m3 nước/h của nhà máy bơm Hải Dương làm thân tuabin, chỉ cần thiết kế lại bánh xe công tác, cánh quạt cũng như hệ thống ống dẫn nước cho phù hợp với tuabin. Để nghiên cứu về cánh quạt tuabin (dạng cánh xoắn), ông tìm đọc tài liệu ở thư viện và tham khảo ý kiến ông Đinh Ngọc Ái – một chuyên gia về máy thủy lực đang công tác tại bộ môn Máy và Tự động thủy khí, trường Đại học Bách khoa. Lúc này, những kiến thức được học tại trường ĐH Kỹ thuật Quốc gia Moskva Bauman ở Liên Xô (1968-1972) đã giúp ông Lê Văn Minh rất nhiều trong việc tính công suất thiết kế, rồi ông trực tiếp chỉ đạo bộ phận thiết kế của Phân viện Thiết kế công trình công nghiệp quốc phòng vẽ chi tiết từng bộ phận. Sau khi hoàn thành, bản vẽ thiết kế được chuyển đến Nhà máy Z133 ở Gia Lâm để chế tạo, gia công.
Tổng cục Hậu cần cung cấp máy phát điện cho nhóm nghiên cứu, PTS Lê Văn Minh và cộng sự thiết kế thêm bộ phận puli để kết nối máy phát điện với tuabin. Nhà máy Z155 ở Sơn Tây giúp nhóm nghiên cứu chế tạo bảng điều khiển hệ thống điện.
Khi các khâu chuẩn bị đã hoàn tất với đầy đủ các bộ phận của tuabin, hệ thống ống, máy phát điện, PTS Lê Văn Minh chỉ đạo lắp đặt trạm thủy điện. Trước đó, ông cùng trợ lý đã lên Cao Bằng làm việc với các đơn vị bộ đội về việc huy động sức người đắp đập, trong vòng một tuần việc đắp đập tạo độ chênh đã hoàn thành. Trạm thủy điện nhỏ đầu tiên được lắp đặt nhanh chóng và thuận lợi vào cuối năm 1979 tại Cao Bằng. Tuabin và máy phát điện chạy ổn định với công suất phát điện từ 5-10kw, đủ cấp điện cho một trạm nạp ắc quy cho xe tăng.
[1] TL ghi âm PGS.TS Lê Văn Minh, ngày 22-3-2016, lưu trữ tại Trung tâm Di sản các nhà khoa học Việt Nam.