5 つの小規模な送電網から構成される北米の電力網は、人類がこれまでに作った最大の機械だと言われています。
米国の送電線。写真:ポピュラーサイエンス
アメリカだけでも、送電線は60万マイル、配電線は550万マイルに及びます。ポピュラーサイエンス誌によると、これはまさに工学上の偉業と言えるでしょう。ニューヨーク市の小さな発電所から大陸をまたぐ巨大プロジェクトへと成長したのです。
1882年9月4日午後3時、マンハッタンのミッドタウンにある発電所で働いていた技師がスイッチを入れた。数秒のうちに、石炭を燃料とする、それぞれ27トンの重さを持つ100キロワットの直流発電機6台が、パチパチと音を立てて始動した。半径400メートル圏内の住民に直流電力を供給したトーマス・エジソンのパールストリート発電所は、世界で初めて85の顧客に400個のランプを供給した。これがアメリカの電力網の始まりであった。
パール・ストリート発電所は新たな時代を切り開き、エジソンの直流技術はその価値を証明しましたが、当時の技術者は発電後に電圧を上げることができなかったため、長距離送電は不可能でした。この制約のため、発電所は都市や町の郵便受けと同じくらい広範囲に建設する必要がありました。
しかし、実業家ジョージ・ウェスティングハウスの支援を受けて、もう一人の発明家で元エジソン社員のニコラ・テスラが交流電流(AC)を使用する誘導モーターを開発しました。このモーターは製造が容易で、変圧器で電圧を増減できるためエネルギー損失が少なくて済みました。
両者の競争は1880年代後半まで続き、交流が徐々に優勢になっていった。1890年代には、コロラド州、オレゴン州、カリフォルニア州のいくつかの交流発電所が、住民に長距離送電を開始した。電流戦争が終結に近づくにつれ、全国各地に発電所が次々と建設され、トロリーのような新しい発明品に電力を供給した。
アメリカの電力網を未来へと導いたのは、実業家サミュエル・インサルでした。1892年にシカゴに着任した当時、シカゴは20もの電力会社から電力を供給されていました。シカゴ・エジソン社の社長に就任したインサルは、急速に電力負荷率を向上させ、より効率の高い蒸気タービンを導入し、競合する発電所を変電所に改造するために他社を買収しました。その後15年間で、インサルは12以上の発電所を買収し、社名をコモンウェルス・エジソンに変更しました。
多くの企業がインサルの成功をすぐに模倣し、独占力への懸念が高まりました。米国政府は地方および連邦の規制機関を数多く設立しました。国内の電化は急速に進み、フランクリン・ルーズベルト大統領は競争を促進し、農村地域への電力供給を拡大するための一連の政策を可決しました。
第二次世界大戦前、ようやく近代的なアメリカの電力網が形を整え始めました。停電を避けるため、連邦政府は電力会社間の相互接続を義務付けました。これは、マサチューセッツ州ボストンで停電が発生した場合、オハイオ州で発電された電力で不足分を補うことができることを意味していました。1960年代には、アメリカの電力の大部分は東部と西部の電力網によって供給されていました。この二つの主要な電力網は同期していましたが、相互接続はほとんどありませんでした。
10世紀を通して、直流電圧の昇圧と降圧は進歩を遂げました。1990年には、ニューイングランドで最初の大規模な高電圧直流(HVDC)システムが電力供給を開始しました。HVDCシステムは、発電所と変電所の両方に変換器が必要なため高価ですが、高電圧交流(HVAC)システムよりも長距離かつ効率的に電力を送電できます。今日では、約400マイル(約640km)の距離に電力を送電する必要がある場合、HVDCが好まれています。
アン・カン(ポピュラーメカニクス誌によると)
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