這時(shí),電力歷史上另外一個(gè)重要的人物威斯汀豪斯(Westing House,他用自己的名字命名的公司,被音譯為西屋公司)出現(xiàn)了。威斯汀豪斯發(fā)現(xiàn),愛(ài)迪生的低壓直流電網(wǎng)的物理局限是顯而易見(jiàn)的。因?yàn)槊總€(gè)直流中心電站只能覆蓋1英里方圓,而在這個(gè)區(qū)域內(nèi),建筑內(nèi)使用電燈的用戶(hù)越來(lái)越多,每個(gè)家庭內(nèi)使用的電燈數(shù)量也會(huì)越來(lái)越多,因此,中心站很快就不能滿(mǎn)足所覆蓋區(qū)域內(nèi)的越來(lái)越大的電力需求。此外,發(fā)電機(jī)的噪聲使得附近居民不堪其擾。著名的摩根公司總裁摩根先生在自己的地下室里安裝了一臺(tái)蒸汽機(jī)和發(fā)電機(jī),這些機(jī)器的聲音如此之大,使得他的鄰居詹姆斯-布朗太太非常抱怨,不僅她的整個(gè)房子都在一致發(fā)抖,而且討厭的濃煙使得她的銀器褪色,滿(mǎn)地的煤灰則使得院子無(wú)法保持整潔,還有討厭的噪音,和冬天溫暖的煙囪管道招來(lái)的野貓的嚎叫。
威斯汀豪斯在從交流電的變壓功能想到了一種新的、更經(jīng)濟(jì)有效的輸電方式,這種方式不是到每一盞電燈,而是高壓交流遠(yuǎn)距離輸送,再變壓到低壓進(jìn)入家庭。這當(dāng)然嚴(yán)重影響了愛(ài)迪生電燈公司的利益。從此,愛(ài)迪生為了交流電還是直流電和威斯汀豪斯之間進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)十余年的殘酷競(jìng)爭(zhēng),競(jìng)爭(zhēng)并不像他們表面上看上去那么有紳士風(fēng)度,惡意中傷、爾虞我詐、賄賂、間諜等多種卑鄙手段都出現(xiàn)了。最終,通過(guò)1892年的芝加哥世界博覽會(huì)的照明中標(biāo)和1895年尼亞加拉大瀑布的水電站的建成為標(biāo)志性勝利,威斯汀豪斯公司終于戰(zhàn)勝了愛(ài)迪生的直流系統(tǒng),確立了交流電的主導(dǎo)地位,從那以后,輸變電系統(tǒng)逐步演變成了現(xiàn)代電網(wǎng)的體系。從此以后,電廠(chǎng)的發(fā)電功率越來(lái)越大,輸電距離越來(lái)越長(zhǎng),輸電電壓越來(lái)越高。特高壓、超大功率、超遠(yuǎn)距離傳送成為了現(xiàn)代電網(wǎng)的標(biāo)志和象征。
時(shí)代輪回。隨著
光伏等新能源的推廣應(yīng)用,光伏電源成為了隨處可得的電源,它沒(méi)有噪音,沒(méi)有污染,也沒(méi)有討厭的黑煙。既然自己的屋頂就能夠產(chǎn)生電力,為什么還要遠(yuǎn)距離送電?當(dāng)然,已經(jīng)建成的輸電體系還是有它的用途,例如,上海這樣的大都會(huì)城市,寶鋼這樣的鋼鐵廠(chǎng),都需要。但是,對(duì)于農(nóng)村,對(duì)于新城鎮(zhèn),對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對(duì)于大量用電量不大、卻有著大面積的屋頂?shù)墓S(chǎng),為什么還要采用骨干電網(wǎng)來(lái)輸電?如果再考慮深一步,我們家庭的電器,都完全可以采用直流電,而且大部分必須采用直流電。例如,電視,電話(huà),電腦,LED電燈。而那些大功率的家電,如空調(diào)、冰箱、電飯鍋,其實(shí)也完全可以采用直流電。那么,直流電和交流電會(huì)不會(huì)發(fā)生第二次大戰(zhàn),這一次的勝利者會(huì)是哪一個(gè)呢?
可以確定的是,隨著
光伏發(fā)電等新能源的大量應(yīng)用,直流電網(wǎng)很可能再次興起,并在家庭和辦公場(chǎng)所占據(jù)上風(fēng)。但是,這絕對(duì)不會(huì)是倒退,而是一種進(jìn)步,是螺旋式的上升。
首先,電源是完全的綠色能源,不再有噪音和污染;其次,直流與交流的轉(zhuǎn)化都是通過(guò)電力電子的方式進(jìn)行變換,不需要發(fā)電機(jī)和整流器;不同新能源與就地的負(fù)載共同組成了微電網(wǎng),而且會(huì)逐漸出現(xiàn)交直流并存的混合電網(wǎng)。而且,現(xiàn)代的光伏與當(dāng)年的中心站也不同,愛(ài)迪生的中心站依然是一點(diǎn)發(fā)電對(duì)多點(diǎn)用電的放射性結(jié)構(gòu),而現(xiàn)在的光伏完全是在每個(gè)屋頂上的多點(diǎn)發(fā)電對(duì)多點(diǎn)用電(更像是peer to peer的結(jié)構(gòu)),因此,電力傳輸距離很短。
今后,對(duì)于那些用電功率不是那么大的場(chǎng)、設(shè)施和建筑,完全可以采用新能源以微電網(wǎng)的形式進(jìn)行供電。你可以稱(chēng)之為“分布式發(fā)電”,但這個(gè)叫法并不嚴(yán)謹(jǐn)。“微電網(wǎng)”是更科學(xué)的叫法。各種新能源對(duì)所在的電力負(fù)載進(jìn)行就地供電,電源與負(fù)載共同組成了一個(gè)微電網(wǎng)。網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載增加與電源的增加完全可以同步,不存在容量限制的問(wèn)題。因?yàn)?,新房子必然有新屋頂。然后,大量的微電網(wǎng)將通過(guò)智能技術(shù)互聯(lián),而那些載能大的用戶(hù)則可以依然采用現(xiàn)有的電網(wǎng)體系進(jìn)行輸配電,微電網(wǎng)將與骨干電網(wǎng)融合到一起,組成一個(gè)遍布全地區(qū)、全國(guó)乃至全球的能源互聯(lián)網(wǎng)。
微電網(wǎng)大量誕生后,大家會(huì)意識(shí)到,原來(lái)光伏發(fā)電的能量密度低,也未必是一件壞事,反而可能是上天為我們?nèi)祟?lèi)早就做好的一個(gè)恰到好處的、美妙的安排。