Lo básico es acerca de cómo generar electricidad y cómo enviarla a los usuarios.
No tiene que transmitir grandes distancias si genera en el sitio (como el panel fotovoltaico de la azotea). Pero como la central eléctrica centralizada, como la central eléctrica de carbón, suele ser más barata, la transmisión a larga distancia es necesaria.
La transmisión de electricidad fue el problema principal cuando se inventaron las dinamos / turbinas eléctricas. La primera planta de generación de electricidad, Pearl Street Station, solo puede atender a varios cientos de clientes. No es suficiente para una ciudad entera. (Edison usó un cable de corriente continua aislado con caucho que pasa por una línea troncal subterránea [2])
Lo creas o no, George Westinghouse sugirió inicialmente transferir energía a la ciudad de Buffalo mediante el uso de aire comprimido o hidráulica [1]. Imagina si usáramos eso en lugar de cables eléctricos.
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Pero Nikola Tesla pudo transferir energía a distancias más largas mediante el uso de corriente alterna (CA). Esto se debe a que es posible aumentar el voltaje utilizando transformadores (que solo funcionan para corriente alterna). El alto voltaje permite que la electricidad supere la resistencia del cable de transmisión largo (recuerde la ley de ohmios).
Esta es la razón por la que ve subestaciones cerca de su área residencial (consulte la Fig. 1 ) que hace el trabajo de reducir el voltaje (los electrodomésticos no requieren un voltaje tan alto)
Fig. 1 Fuente: subestación eléctrica
Y si visita plantas de energía, verá un área designada para aumentar el voltaje. La red de transmisión general se parece a la Fig.2. A través del sistema real es más complejo. Puede haber una línea de transmisión principal y una línea de subtransmisión y múltiples operaciones de reducción.
Fig. 2 Fuente Transmisión de energía eléctrica
Debido a la capacidad de alto voltaje, la corriente alterna se convierte en el estándar para la red de transmisión. La planta de energía Tesla-Westinghouse se encuentra en las Cataratas del Niágara y la energía se genera a través de la energía hidroeléctrica.
Con la invención de dispositivos electrónicos de potencia como las válvulas de arco de mercurio en los años 70, es posible aumentar el voltaje de corriente continua (CC) y usarlo en la transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC). Un ejemplo de HVDC es la Intertie de DC del Pacífico de California (ver Fig. 3 )
Fig. 3 Fuente: Pacific DC Intertie
No toda la transmisión se realiza a través de cables aéreos (lo que requiere torres para sostenerla). También hay cable subterráneo. Aquí hay algunas fuentes que puede leer:
- http://www.puc.state.nh.us/%5C/2…
- http://www.50hertz.com/en/Grid-E…
- http://dls.virginia.gov/commissi…
Para la corriente alterna, también hay una frecuencia de servicio y un sistema polifásico (como la energía eléctrica trifásica) que puede necesitar saber. Para la frecuencia de servicios públicos, hay regiones de 50 Hz y 60 Hz como se muestra en la Fig. 4. Sé que usted pregunta por EE. UU., Pero las tres regiones en EE. UU. Usan 60 Hz (Lea: Interconexión occidental, Interconexión oriental, Interconexión de Texas). Y también hay un artículo interesante sobre las consecuencias del formato que vale la pena leer: las dos redes eléctricas incompatibles de Japón dificultan la recuperación ante desastres
Fig. 4 Fuente: sector eléctrico en Japón
Las líneas de transmisión en California se parecen a la Fig. 5 y las estaciones generadoras de electricidad se encuentran en la Fig. 6
Fig. 5 Fuente: Mapas de energía de California
Fig. 6 Fuente: Mapas de energía de California
La figura 6 es un poco engañosa porque no toda la electricidad en California se suministra desde centrales eléctricas ubicadas en California. Por ejemplo, la presa Hoover y la estación de energía Mohave (cerrada en 2005) utilizan la línea de transmisión Path 46 para suministrar energía a las ciudades de California.
Fuente: Lista de centrales eléctricas en California
Otros temas relacionados: –
- apagón continuo como el apagón del noreste de 1965 (relevante para la red de transmisión)
- Crisis de electricidad de California
REFERENCIAS: –
[1] La historia de la electricidad
[2] Transmisión y distribución eléctrica subterránea por EB Meyer, página 118, Transmisión y distribución eléctrica subterránea