شبکه برق آمریکای شمالی - بزرگترین دستگاه جهان.

شبکه برق آمریکای شمالی، که شامل پنج شبکه کوچکتر است، بزرگترین ماشینی محسوب می‌شود که بشر تاکنون ساخته است.

خطوط انتقال برق در ایالات متحده. عکس: پاپیولار ساینس — خطوط انتقال برق در ایالات متحده. عکس: *پاپیولار ساینس*

ایالات متحده به تنهایی ۹۶۵۶۰۶ کیلومتر خط انتقال و ۸.۸ میلیون کیلومتر خط توزیع دارد. به گفته مجله پاپیولار ساینس ، این از هر نظر یک دستاورد تکنولوژیکی است. این دستگاه از یک نیروگاه کوچک در شهر نیویورک به یک ابرپروژه در سراسر قاره تبدیل شده است.

ساعت ۳ بعد از ظهر ۴ سپتامبر ۱۸۸۲، مهندسی که در یک نیروگاه در مرکز منهتن کار می‌کرد، کلید قطع مدار را به کار انداخت. در عرض چند ثانیه، شش ژنراتور ۱۰۰ کیلوواتی ۲۷ تنی زغال‌سنگی شروع به کار کردند. نیروگاه خیابان پرل توماس ادیسون که جریان مستقیم (DC) را برای ساکنان در شعاع ۴۰۰ متری تأمین می‌کرد، اولین نیروگاه جهان بود که برق ۴۰۰ چراغ را برای ۸۵ مشتری اولیه خود تأمین می‌کرد. این آغاز شبکه برق آمریکا بود.

اگرچه پست برق خیابان پرل عصر جدیدی را آغاز کرد و فناوری جریان مستقیم ادیسون ارزش خود را ثابت کرد، اما نمی‌توانست برق را در فواصل طولانی منتقل کند، زیرا مهندسان در آن زمان نمی‌توانستند ولتاژ را پس از تولید برق افزایش دهند. به دلیل این محدودیت، نیاز بود که پست‌های برق به طور گسترده، مانند صندوق‌های پستی، در سراسر شهرها و شهرستان‌ها ساخته شوند.

با این حال، با حمایت تاجر جورج وستینگهاوس، مخترع دیگری و کارمند سابق ادیسون به نام نیکولا تسلا یک موتور الکتریکی القایی با استفاده از جریان متناوب (AC) توسعه داد که ساخت آن آسان‌تر بود و تلفات انرژی کمتری داشت زیرا ولتاژ آن می‌توانست با استفاده از ترانسفورماتور افزایش/کاهش یابد.

رقابت بین دو طرف تا اواخر دهه ۱۸۸۰ ادامه داشت و در این میان جریان متناوب (AC) به آرامی دست بالا را پیدا کرد. در دهه ۱۸۹۰، چندین نیروگاه جریان متناوب (AC) در کلرادو، اورگان و کالیفرنیا شروع به انتقال برق در فواصل طولانی به ساکنان کردند. با نزدیک شدن به پایان جنگ جریان‌ها، نیروگاه‌های بیشتری در سراسر ایالات متحده پدیدار شدند و برق مورد نیاز برای اختراعات جدید مانند فرغون را تأمین کردند.

مردی که شبکه برق آمریکا را به آینده هدایت کرد، تاجری به نام ساموئل اینسول بود. وقتی اینسول در سال ۱۸۹۲ به شیکاگو رسید، این شهر به برق ۲۰ شرکت مختلف متکی بود. اینسول پس از ریاست شرکت شیکاگو ادیسون، به سرعت ضریب بار را افزایش داد، از توربین‌های بخار کارآمدتر استفاده کرد و شرکت‌های دیگری را برای تبدیل نیروگاه‌های رقیب به پست‌های برق خریداری کرد. در عرض ۱۵ سال، اینسول بیش از دوازده تأسیسات تولید برق را خریداری کرد و نام شرکت را به کامنولث ادیسون تغییر داد.

بسیاری از کسب‌وکارها به سرعت از موفقیت اینسول تقلید کردند و نگرانی‌هایی را در مورد انحصار بالقوه ایجاد کردند. دولت ایالات متحده آژانس‌های هماهنگ‌کننده محلی و فدرال متعددی تأسیس کرد. همزمان با افزایش برق‌رسانی به کشور توسط آمریکا، رئیس جمهور فرانکلین روزولت مجموعه‌ای از سیاست‌های تشویق‌کننده رقابت و گسترش دسترسی به مناطق روستایی را اجرا کرد.

سرانجام، قبل از جنگ جهانی دوم، شبکه برق مدرن آمریکا شروع به شکل‌گیری کرد. برای جلوگیری از قطع برق، دولت فدرال نیاز به اتصال متقابل بین شرکت‌های برق داشت. این بدان معنا بود که اگر در بوستون، ماساچوست، قطعی برق رخ می‌داد، برق تولید شده در اوهایو می‌توانست کمبود را جبران کند. تا دهه ۱۹۶۰، شبکه‌های شرقی و غربی بیشتر برق ایالات متحده را تأمین می‌کردند. اگرچه این دو شبکه بزرگ هماهنگ شده بودند، اما اتصالات بین آنها محدود بود.

در طول قرن دهم، پیشرفت‌هایی در افزایش و کاهش ولتاژ DC پدیدار شد. در سال ۱۹۹۰، اولین سیستم جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) در مقیاس بزرگ، برق را به نیوانگلند تأمین کرد. سیستم‌های HVDC به دلیل نیاز به مبدل‌ها در نیروگاه و پست برق گران‌تر هستند، اما برق را می‌توان بیشتر و کارآمدتر از سیستم‌های AC ولتاژ بالا (HVAC) منتقل کرد. امروزه، HVDC برای انتقال برق در فواصل نزدیک به ۶۵۰ کیلومتر ترجیح داده می‌شود.

آن خنگ (طبق گفته پاپیولار مکانیکس )

لینک منبع