Das nordamerikanische Stromnetz, das aus fünf kleineren Netzen besteht, gilt als die größte Maschine, die die Menschheit je geschaffen hat.
Stromübertragungsleitungen in den USA. Foto: Popular Science
Allein in den Vereinigten Staaten gibt es 965.606 km Übertragungsleitungen und 8,8 Millionen km Verteilungsleitungen. Laut Popular Science ist dies in jeder Hinsicht eine technologische Meisterleistung. Aus einem kleinen Kraftwerk in New York City hat sich ein Megaprojekt entwickelt, das sich über den gesamten Kontinent erstreckt.
Am 4. September 1882 um 15:00 Uhr schaltete ein Ingenieur in einem Kraftwerk im Zentrum Manhattans den Leistungsschalter ein. Innerhalb weniger Sekunden liefen sechs kohlebefeuerte Generatoren mit je 100 Kilowatt Leistung und einem Gewicht von 27 Tonnen an. Das Kraftwerk von Thomas Edison in der Pearl Street, das Gleichstrom für die Bewohner im Umkreis von 400 Metern lieferte, war das weltweit erste Kraftwerk und versorgte seine anfänglichen 85 Kunden mit Strom für 400 Lampen. Dies markierte den Beginn des amerikanischen Stromnetzes.
Obwohl das Umspannwerk Pearl Street eine neue Ära einleitete und Edisons Gleichstromtechnologie ihren Wert unter Beweis stellte, konnte sie Strom nicht über weite Strecken übertragen, da die Ingenieure damals die Spannung nach der Stromerzeugung nicht erhöhen konnten. Aufgrund dieser Einschränkung mussten Umspannwerke flächendeckend, ähnlich wie Briefkästen, in Städten und Gemeinden errichtet werden.
Mit Unterstützung des Geschäftsmanns George Westinghouse entwickelte jedoch ein anderer Erfinder und ehemaliger Edison-Mitarbeiter namens Nikola Tesla einen Induktionsmotor, der mit Wechselstrom (AC) betrieben wurde. Dieser war einfacher herzustellen und wies geringere Energieverluste auf, da seine Spannung mithilfe eines Transformators erhöht bzw. verringert werden konnte.
Der Wettstreit zwischen den beiden Seiten dauerte bis Ende der 1880er Jahre an, wobei der Wechselstrom allmählich die Oberhand gewann. In den 1890er Jahren begannen mehrere Wechselstromkraftwerke in Colorado, Oregon und Kalifornien, Strom über weite Strecken an die Bevölkerung zu liefern. Mit dem Ende des Stromkriegs entstanden in den gesamten Vereinigten Staaten immer mehr Kraftwerke, die Strom für neue Erfindungen wie die Schubkarre lieferten.
Der Mann, der das amerikanische Stromnetz in die Zukunft führte, war der Geschäftsmann Samuel Insull. Als Insull 1892 in Chicago ankam, bezog die Stadt ihren Strom von 20 verschiedenen Unternehmen. Nachdem er Präsident der Chicago Edison Company geworden war, steigerte Insull rasch die Auslastung, setzte effizientere Dampfturbinen ein und kaufte andere Unternehmen auf, um konkurrierende Kraftwerke in Umspannwerke umzuwandeln. Innerhalb von 15 Jahren erwarb Insull mehr als ein Dutzend Kraftwerke und benannte das Unternehmen in Commonwealth Edison um.
Viele Unternehmen ahmten Insulls Erfolg rasch nach, was Befürchtungen hinsichtlich eines möglichen Monopols aufkommen ließ. Die US- Regierung richtete zahlreiche lokale und bundesstaatliche Koordinierungsbehörden ein. Mit der zunehmenden Elektrifizierung der USA setzte Präsident Franklin Roosevelt eine Reihe von Maßnahmen um, die den Wettbewerb förderten und den Zugang zu ländlichen Gebieten erweiterten.
Schließlich, noch vor dem Zweiten Weltkrieg, nahm das moderne amerikanische Stromnetz Gestalt an. Um Stromausfälle zu vermeiden, schrieb die Bundesregierung Querverbindungen zwischen den Energieversorgungsunternehmen vor. Das bedeutete, dass bei einem Stromausfall in Boston, Massachusetts, der in Ohio erzeugte Strom den Ausfall ausgleichen konnte. In den 1960er-Jahren deckten die östlichen und westlichen Stromnetze den Großteil des Strombedarfs der Vereinigten Staaten. Obwohl diese beiden großen Netze synchronisiert waren, waren die Verbindungen zwischen ihnen begrenzt.
Im Laufe des 10. Jahrhunderts wurden Fortschritte bei der Gleichspannungsanhebung und -absenkung erzielt. 1990 nahm das erste großflächige Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystem (HGÜ) die Stromversorgung Neuenglands in Betrieb. HGÜ-Systeme sind aufgrund der benötigten Umrichter sowohl im Kraftwerk als auch im Umspannwerk teurer, ermöglichen aber eine größere Reichweite und effizientere Stromübertragung als Hochspannungs-Wechselstromsysteme (HVAC). Heute wird HGÜ bevorzugt für die Stromübertragung über Entfernungen von bis zu 650 km eingesetzt.
An Khang (laut Popular Mechanics )
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