当前的战争:为什么西屋电气(AC)打败了爱迪生(DC)?

2019年10月31日|上午9:37
1893年芝加哥世界博览会的彩色印版国会图书馆,没有已知的出版限制。
马克Specht
西部各州能源经理/高级分析师

由于加州各地的社区面临着大范围的停电,以及关于如何保持电网可靠的争论,我决定去看一些关于我们电网的历史背景的电影,看看《当前战争:导演剪辑版首演之夜。由于演员阵容都很大牌,我对这部电影寄予了很高的希望,但这部电影也只是一般而已。

很遗憾,这部电影不够吸引人,因为这是一个值得更多关注的迷人故事。这部电影描绘了19世纪晚期th乔治·威斯汀豪斯和托马斯·爱迪生之间的世纪“战争”,最终决定了我们今天使用的电网的基础是使用哪些技术。当爱迪生支持直流电(DC)系统时,西屋电气则推广交流电(AC)系统,两者之间的竞争非常激烈。

走出剧院时,我一直在想:为什么西屋电气的交流电系统能战胜爱迪生的直流系统?

在做了一些调查之后,我找到了答案。

警告:这篇文章包含剧透,如果有这样的历史电影。

交直流对比

的基本区别交流电和直流电之间的区别是,直流电稳定地朝一个方向流动(因此是“直流电”),不随时间变化,而交流电来回振荡(因此是“交流电”),并随着时间不断变化。

交流电随着时间的推移来回交替,而直流电保持不变。

这部电影解释说,爱迪生的直流电的主要挑战是它不能远距离传输。因此,爱迪生的系统需要每一英里左右就有一个发电厂。虽然这在人口密集的地区,如纽约市(美国的第一座发电厂但这种模式在农村地区非常昂贵,而且不切实际。

但我也知道,今天,世界上一些最长的输电线路使用直流电。

那么是什么原因呢?如果直流电是现代长距离输电线路的一个很好的选择,为什么爱迪生不能把直流电传输得更远呢?

《变形金刚》让AC成为赢家

答案其实没那么重要交流和直流的区别这更多地与我们电网中一个鲜为人知的部件有关:变压器。

无论你做什么,电力的传输都涉及能量损失。(除非你有超导体!)但是你可以通过在更高的电压下传输电力来减少这些损失。电压可以被认为是移动带电粒子并产生电流的“推力”——你推得越用力,损失的能量就越少。变压器是用来改变电压的关键技术,这样你就可以在传输电力时更用力地推(并损失更少的能量)。

电力的产生和消耗都是在较低的电压下进行的,变压器用于在传输之前提高电压(以减少能量损失),并在电力消耗之前降低电压。

你可以把高压输电线路想象成空荡荡的高速公路,汽车高速行驶;你可以把低压输电线路想象成小巷,汽车行驶得慢得多。变压器是高压和低压线之间的连接,或者在高速公路的类比中,它是连接侧道和高速公路的高速公路上和下匝道。

变压器是电网的重要组成部分——它们在远距离输电前增加电压(“升压变压器”),在将电力分配给客户使用前降低电压(“降压变压器”)。以更高的电压传输电力有助于最大限度地减少能源损失。

19世纪末的发明家th世纪公司知道如何制造变形金刚,但关键是变压器只能用交流电.回到我之前解释的交流电和直流电之间的根本区别,变压器需要一个随时间变化的电压才能工作,由于直流电是恒定的,而交流电是随时间变化的,变压器只能在交流电下工作。

当时,在那里这可不是什么简单的方法改变直流电的电压,这就是(暂时)注定了直流电。由于在传输之前没有办法提高直流电的电压,直流电无法在没有重大损失的情况下传播很远,使得直流电系统不如交流系统。

高压直流输电线路通过太平洋DC Intertie在华盛顿/俄勒冈州边界和南加州之间输送电力。

但是DC卷土重来了

直到很久以后,工程师们才开发出可以有效地将交流电转换为直流电的技术,这有助于开启高压直流输电线路的时代。由于高压直流输电在很长的距离上比交流输电有更低的能量损失世界上最长的输电线路使用直流电。例如,美国有一个846英里的高压直流输电线路连接华盛顿和俄勒冈州边界和南加州。

威斯汀豪斯获胜

影片的高潮出现在西屋电气(Westinghouse)和尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla,没错,这家电动汽车公司就是以他的名字命名的)打台球的时候。电话响了,威斯汀豪斯得知他为1893年芝加哥世界博览会供电的申请被接受了。

现在,爱迪生的游戏结束了。威斯汀豪斯和他的交流电力系统赢了。

坦白说,我一直都支持威斯汀豪斯

在结束这篇文章之前,我必须承认,我在整部电影中都支持西屋电气。碰巧我祖父的整个职业生涯都在西屋电气公司工作。我祖父甚至专利许多发明(其中许多是变压器的新技术),西屋电气公司拥有这些专利。

但让事情变得更复杂的是,我妻子的祖父曾在通用电气(通用电气是爱迪生的继任者)工作。所以我想我妻子没有和我一起去看这部电影是件好事!

发布:188开奖网app

标签:加州能源

作者简介

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马克·斯佩克特是忧思科学家联盟西部州能源经理/气候与能源项目高级分析师。188金宝博在他的职位上,他领导了加州和其他西部州的研究和宣传工作,以推进向低污染和低碳密集型能源系统的过渡。