5개의 소규모 전력망으로 구성된 북미 전력망은 인류가 만들어낸 가장 거대한 기계로 여겨진다.
미국의 송전선로. 사진: Popular Science
미국은 단독으로 965,606km의 송전선과 880만km의 배전선을 보유하고 있습니다. Popular Science 에 따르면 이는 모든 면에서 기술적 성과입니다. 이 거대한 시스템은 뉴욕시의 작은 발전소에서 시작하여 대륙 전체에 걸쳐 있는 초대형 프로젝트로 발전했습니다.
1882년 9월 4일 오후 3시, 맨해튼 중심부에 위치한 발전소에서 일하던 엔지니어가 차단기를 켰습니다. 몇 초 만에 100킬로와트, 27톤 무게의 석탄 화력 발전기 6대가 가동되기 시작했습니다. 토머스 에디슨의 펄 스트리트 발전소는 반경 400미터 이내 주민들에게 직류(DC)를 공급하며 세계 최초의 발전소로 자리매김했습니다. 초기 고객 85명에게 400개의 전등에 전기를 공급한 이 발전소는 미국 전력망의 시작을 알리는 계기가 되었습니다.
펄 스트리트 변전소는 새로운 시대를 열었고 에디슨의 직류 기술은 그 가치를 입증했지만, 당시 엔지니어들은 발전 후 전압을 높일 수 없었기 때문에 장거리 송전에는 한계가 있었습니다. 이러한 제약 때문에 도시와 마을 곳곳에 마치 우체통처럼 변전소를 광범위하게 건설해야 했습니다.
하지만 사업가 조지 웨스팅하우스의 지원을 받아 또 다른 발명가이자 에디슨 사의 전 직원이었던 니콜라 테슬라는 교류(AC)를 사용하는 유도 전동기를 개발했습니다. 이 전동기는 제조가 더 용이하고 변압기를 사용하여 전압을 높이거나 낮출 수 있어 에너지 손실이 적었습니다.
양측의 경쟁은 1880년대 후반까지 지속되었고, 교류(AC)가 서서히 우위를 점하게 되었습니다. 1890년대에는 콜로라도, 오리건, 캘리포니아에 있는 여러 교류 발전소에서 장거리 송전을 통해 주민들에게 전기를 공급하기 시작했습니다. 전류 전쟁이 끝나갈 무렵, 미국 전역에 더 많은 발전소가 들어서면서 손수레와 같은 새로운 발명품에 필요한 전기를 공급하게 되었습니다.
미국 전력망을 미래로 이끈 인물은 사업가 새뮤얼 인설이었습니다. 인설이 1892년 시카고에 도착했을 당시, 시카고는 20개가 넘는 각기 다른 전력 회사에 의존하고 있었습니다. 시카고 에디슨 사의 사장이 된 인설은 전력 부하율을 빠르게 높이고, 더욱 효율적인 증기 터빈을 도입했으며, 경쟁 발전소들을 인수하여 변전소로 전환했습니다. 15년 만에 인설은 12개가 넘는 발전 시설을 인수하고 회사 이름을 커먼웰스 에디슨으로 변경했습니다.
많은 기업들이 인설의 성공을 재빨리 모방하면서 잠재적인 독점에 대한 우려가 제기되었습니다. 이에 미국 정부는 여러 지방 및 연방 조정 기관을 설립했습니다. 미국 전역에 전기가 보급되면서 프랭클린 루즈벨트 대통령은 경쟁을 장려하고 농촌 지역의 전기 접근성을 확대하는 일련의 정책을 시행했습니다.
마침내 제2차 세계 대전 이전에 현대적인 미국 전력망이 형태를 갖추기 시작했습니다. 정전을 방지하기 위해 연방 정부는 전력 회사 간의 연계를 의무화했습니다. 이는 매사추세츠주 보스턴에서 정전이 발생할 경우 오하이오주에서 생산된 전기가 부족분을 보충할 수 있음을 의미했습니다. 1960년대에 이르러 동부와 서부 전력망은 미국 전력의 대부분을 공급하게 되었습니다. 이 두 거대 전력망은 서로 동기화되어 있었지만, 그 사이의 연결은 제한적이었습니다.
10세기 동안 직류 전압 승압 및 강압 기술이 발전해 왔습니다. 1990년에는 최초의 대규모 고전압 직류(HVDC) 시스템이 뉴잉글랜드 지역에 전력을 공급하기 시작했습니다. HVDC 시스템은 발전소와 변전소 모두에 변환기가 필요하기 때문에 비용이 더 많이 들지만, 고전압 교류(HVAC) 시스템보다 더 멀리, 더 효율적으로 전력을 전송할 수 있습니다. 오늘날 HVDC는 약 650km에 달하는 장거리 전력 전송에 선호되는 방식입니다.
안캉 ( 포퓰러 메카닉스 에 따르면)
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