ระบบโครงข่ายไฟฟ้าของอเมริกาเหนือ - เครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุดในโลก

โครงข่ายไฟฟ้าของอเมริกาเหนือ ซึ่งประกอบด้วยโครงข่ายย่อย 5 แห่ง ถือเป็นเครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุดที่มนุษยชาติเคยสร้างขึ้นมา

สายส่งไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกา ภาพ: นิตยสาร Popular Science

เฉพาะสหรัฐอเมริกาประเทศเดียวมีสายส่งไฟฟ้าแรงสูงถึง 965,606 กิโลเมตร และสายจำหน่ายไฟฟ้า 8.8 ล้านกิโลเมตร นิตยสาร Popular Science ระบุว่า นี่คือความสำเร็จทางเทคโนโลยีอย่างแท้จริง เครื่องจักรนี้ได้พัฒนาจากโรงไฟฟ้าขนาดเล็กในนครนิวยอร์กไปสู่โครงการขนาดใหญ่ที่ครอบคลุมทั้งทวีป

เวลา 15.00 น. ของวันที่ 4 กันยายน ค.ศ. 1882 วิศวกรคนหนึ่งที่ทำงานอยู่ที่โรงไฟฟ้าใจกลางแมนฮัตตันได้เปิดสวิตช์ตัดวงจร ภายในไม่กี่วินาที เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานถ่านหินขนาด 100 กิโลวัตต์ น้ำหนัก 27 ตัน จำนวน 6 เครื่องก็เริ่มทำงาน โรงไฟฟ้าเพิร์ลสตรีทของโทมัส เอดิสัน ซึ่งจ่ายกระแสไฟฟ้าตรง (DC) ให้แก่ผู้อยู่อาศัยในรัศมี 400 เมตร นับเป็นโรงไฟฟ้าแห่งแรก ของโลก ที่ให้ไฟฟ้าแก่หลอดไฟ 400 ดวงแก่ลูกค้า 85 รายแรก นี่ถือเป็นจุดเริ่มต้นของโครงข่ายไฟฟ้าของอเมริกา

แม้ว่าสถานีไฟฟ้าเพิร์ลสตรีทจะเปิดศักราชใหม่และเทคโนโลยีไฟฟ้ากระแสตรงของเอดิสันจะพิสูจน์คุณค่าของมันได้ แต่ก็ไม่สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ในระยะทางไกล เนื่องจากวิศวกรในสมัยนั้นไม่สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าหลังจากการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ด้วยข้อจำกัดนี้ สถานีไฟฟ้าจึงจำเป็นต้องถูกสร้างขึ้นอย่างกว้างขวาง เหมือนกับตู้ไปรษณีย์ ทั่วเมืองและชุมชนต่างๆ

อย่างไรก็ตาม ด้วยการสนับสนุนจากนักธุรกิจ จอร์จ เวสติงเฮาส์ นักประดิษฐ์อีกคนหนึ่งและอดีตพนักงานของเอดิสัน ชื่อ นิโคลา เทสลา ได้พัฒนามอเตอร์ไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำโดยใช้กระแสสลับ (AC) ซึ่งผลิตได้ง่ายกว่าและมีการสูญเสียพลังงานน้อยกว่า เนื่องจากสามารถเพิ่ม/ลดแรงดันไฟฟ้าได้โดยใช้หม้อแปลง

การแข่งขันระหว่างสองฝ่ายดำเนินไปจนถึงปลายทศวรรษ 1880 โดยที่ไฟฟ้ากระแสสลับค่อยๆ ได้เปรียบมากขึ้น ในทศวรรษ 1890 โรงไฟฟ้ากระแสสลับหลายแห่งในโคโลราโด โอเรกอน และแคลิฟอร์เนีย เริ่มส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลไปยังผู้อยู่อาศัย เมื่อสงครามกระแสไฟฟ้าใกล้จะสิ้นสุดลง โรงไฟฟ้าจำนวนมากก็ผุดขึ้นทั่วสหรัฐอเมริกา ให้กระแสไฟฟ้าสำหรับสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ เช่น รถเข็นล้อเดียว

ชายผู้ที่นำพาโครงข่ายไฟฟ้าของอเมริกาไปสู่อนาคตคือนักธุรกิจชื่อซามูเอล อินซัลล์ เมื่ออินซัลล์เดินทางมาถึงชิคาโกในปี 1892 เมืองนี้ต้องพึ่งพาไฟฟ้าจากบริษัทต่างๆ ถึง 20 แห่ง หลังจากดำรงตำแหน่งประธานบริษัทชิคาโก เอดิสัน อินซัลล์ได้เพิ่มอัตราการใช้กำลังการผลิตอย่างรวดเร็ว ใช้กังหันไอน้ำที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และเข้าซื้อกิจการบริษัทอื่นๆ เพื่อเปลี่ยนโรงไฟฟ้าของคู่แข่งให้เป็นสถานีจ่ายไฟย่อย ภายใน 15 ปี อินซัลล์ได้เข้าซื้อโรงไฟฟ้ามากกว่าสิบแห่งและเปลี่ยนชื่อบริษัทเป็นคอมมอนเวลธ์ เอดิสัน

ธุรกิจจำนวนมากเลียนแบบความสำเร็จของอินซัลล์อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่จะเกิดการผูกขาด รัฐบาล สหรัฐฯ จึงจัดตั้งหน่วยงานประสานงานระดับท้องถิ่นและระดับรัฐบาลกลางขึ้นมากมาย ในขณะที่อเมริกาขยายระบบไฟฟ้าไปทั่วประเทศมากขึ้น ประธานาธิบดีแฟรงคลิน รูสเวลต์ ได้ดำเนินนโยบายหลายชุดเพื่อส่งเสริมการแข่งขันและขยายการเข้าถึงพื้นที่ชนบท

ในที่สุด ก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง ระบบโครงข่ายไฟฟ้าสมัยใหม่ของอเมริกาเริ่มเป็นรูปเป็นร่างขึ้น เพื่อป้องกันไฟฟ้าดับ รัฐบาลกลางกำหนดให้มีการเชื่อมต่อระหว่างบริษัทผลิตไฟฟ้าต่างๆ ซึ่งหมายความว่า หากเกิดไฟฟ้าดับในบอสตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ ไฟฟ้าที่ผลิตในโอไฮโอสามารถชดเชยส่วนที่ขาดหายไปได้ ในช่วงทศวรรษ 1960 โครงข่ายไฟฟ้าตะวันออกและตะวันตกได้จัดหาไฟฟ้าส่วนใหญ่ให้กับสหรัฐอเมริกา แม้ว่าโครงข่ายขนาดใหญ่ทั้งสองนี้จะทำงานประสานกัน แต่การเชื่อมต่อระหว่างกันนั้นมีจำกัด

ตลอดศตวรรษที่ 10 ความก้าวหน้าในการเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้เกิดขึ้นมากมาย ในปี 1990 ระบบไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูง (HVDC) ขนาดใหญ่ระบบแรกได้เริ่มจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับนิวอิงแลนด์ ระบบ HVDC มีราคาแพงกว่าเนื่องจากต้องใช้ตัวแปลงทั้งที่โรงไฟฟ้าและสถานีย่อย แต่สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ไกลและมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงสูง (HVAC) ปัจจุบัน HVDC เป็นที่นิยมสำหรับการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางเกือบ 650 กิโลเมตร

อันคัง (อ้างอิงจาก Popular Mechanics )

ลิงก์แหล่งที่มา: https://vnexpress.net/luoi-dien-bac-my-co-may-lon-nhat-the-gioi-4616191.html