يقال إن شبكة الطاقة في أمريكا الشمالية، والتي تتكون من خمس شبكات أصغر، هي أكبر آلة تم إنشاؤها على الإطلاق بواسطة البشرية.
خطوط نقل الطاقة في الولايات المتحدة. الصورة: مجلة العلوم الشعبية
تمتلك الولايات المتحدة وحدها 600,000 ميل من خطوط النقل و5.5 مليون ميل من خطوط التوزيع. ويُعتبر هذا إنجازًا هندسيًا بكل المقاييس، وفقًا لمجلة Popular Science . فقد تطور من محطة طاقة صغيرة في مدينة نيويورك إلى مشروع ضخم يمتد عبر قارة بأكملها.
في الساعة الثالثة من عصر يوم 4 سبتمبر 1882، شغّل مهندس يعمل في محطة كهرباء بوسط مانهاتن مفتاح التشغيل. وفي غضون ثوانٍ، بدأت ستة مولدات تيار مستمر، كل منها بقوة 100 كيلوواط، تزن 27 طنًا وتعمل بالفحم، بالعمل. كانت محطة توماس إديسون في شارع بيرل، التي وفرت طاقة التيار المستمر (DC) لسكان دائرة نصف قطرها 400 متر، أول محطة في العالم تُشغّل 400 مصباح لعملائها الـ 85 الأوائل. كانت هذه بداية الشبكة الكهربائية الأمريكية.
على الرغم من أن محطة شارع بيرل قد دشنت عصرًا جديدًا، وأثبتت تقنية التيار المستمر التي ابتكرها إديسون جدارتها، إلا أنه لم يكن من الممكن نقلها لمسافات طويلة، لأن المهندسين آنذاك لم يتمكنوا من زيادة الجهد بعد توليد الكهرباء. وبسبب هذا القيد، كان لا بد من بناء محطات توليد الطاقة على نطاق واسع، كامتداد صناديق البريد في المدن والبلدات.
ومع ذلك، بدعم من رجل الأعمال جورج وستنجهاوس، قام مخترع آخر وموظف سابق لدى إديسون يدعى نيكولا تيسلا بتطوير محرك تحريضي يستخدم التيار المتناوب (AC) والذي كان من الأسهل تصنيعه وكان فقدانه للطاقة أقل لأن جهده يمكن أن يزداد/ينقص بواسطة محول.
استمر التنافس بين الطرفين حتى أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر، حيث سيطر التيار المتردد تدريجيًا. وبحلول تسعينيات القرن التاسع عشر، بدأت بعض محطات توليد التيار المتردد في كولورادو وأوريغون وكاليفورنيا بنقل الكهرباء لمسافات طويلة إلى السكان. ومع اقتراب حرب التيارات من نهايتها، انتشرت محطات توليد الطاقة في جميع أنحاء البلاد، موفرة الطاقة لاختراعات جديدة مثل عربة الترام.
كان رجل الأعمال صموئيل إنسول هو من قاد شبكة الكهرباء الأمريكية نحو المستقبل. عندما وصل إنسول إلى شيكاغو عام ١٨٩٢، كانت المدينة تحصل على الكهرباء من ٢٠ شركة مختلفة. بعد توليه رئاسة شركة شيكاغو إديسون، سارع إنسول إلى زيادة عوامل الحمل، واستخدم توربينات بخارية أكثر كفاءة، واشترى شركات أخرى لتحويل محطات الطاقة المنافسة إلى محطات تحويل. على مدار الخمسة عشر عامًا التالية، استحوذ إنسول على أكثر من اثنتي عشرة محطة طاقة، وأعاد تسمية الشركة إلى كومنولث إديسون.
سارعت العديد من الشركات إلى تقليد نجاح إنسول، مما أثار مخاوف بشأن قوة الاحتكار. أنشأت الحكومة الأمريكية عددًا من الهيئات التنظيمية المحلية والفيدرالية. ازداد اعتماد البلاد على الكهرباء، وأقرّ الرئيس فرانكلين روزفلت سلسلة من السياسات لتشجيع المنافسة وتوسيع نطاق الكهرباء ليشمل المناطق الريفية.
أخيرًا، قبل الحرب العالمية الثانية، بدأت شبكة الكهرباء الأمريكية الحديثة بالتبلور. ولتجنب انقطاعات الكهرباء، اشترطت الحكومة الفيدرالية ربط شركات الكهرباء ببعضها. هذا يعني أنه في حال انقطاع الكهرباء في بوسطن، ماساتشوستس، فإن الكهرباء المُنتجة في أوهايو قادرة على تعويض النقص. في ستينيات القرن الماضي، كانت الشبكتان الشرقية والغربية تُوفران الجزء الأكبر من كهرباء أمريكا. ورغم تزامن هاتين الشبكتين الرئيسيتين، إلا أن الاتصال بينهما كان محدودًا.
طوال القرن العاشر، شهدنا تطورات في رفع وخفض جهد التيار المستمر. في عام ١٩٩٠، بدأ أول نظام كبير للتيار المستمر عالي الجهد (HVDC) بتزويد نيو إنجلاند بالطاقة. تُعدّ أنظمة التيار المستمر عالي الجهد أكثر تكلفةً لأنها تتطلب محولات في كلٍّ من محطة الطاقة والمحطة الفرعية، ولكن يمكن نقل الطاقة لمسافات أبعد وبكفاءة أعلى من أنظمة التيار المتردد عالي الجهد (HVAC). واليوم، يُفضّل استخدام التيار المستمر عالي الجهد عند الحاجة إلى نقل الطاقة لمسافات تقارب ٤٠٠ ميل.
أن كانغ (وفقًا لمجلة Popular Mechanics )
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)