La transmisión de energía eléctrica , las herramientas y medios para mover la electricidad lejos de donde se genera, se remontan a finales del siglo XIX. Incluyen el movimiento de electricidad a granel (formalmente denominado " transmisión ") y la entrega de electricidad a clientes individuales (" distribución "). Al principio ambos términos se utilizaban indistintamente.
Antes de la electricidad, se utilizaban varios sistemas para transmitir energía a grandes distancias. Las principales eran las transmisiones telodinámicas (cable en movimiento), neumáticas (aire presurizado) e hidráulicas (líquido presurizado). [1] Los teleféricos fueron el ejemplo más frecuente de transmisión telodinámica, cuyas líneas podían extenderse por varios kilómetros en un solo tramo. La transmisión neumática se utilizó a principios del siglo XX en sistemas de transmisión de energía urbana en París, Birmingham, Rixdorf, Offenbach, Dresde y Buenos Aires. Las ciudades del siglo XIX también utilizaban transmisión hidráulica mediante tuberías de agua a alta presión para suministrar energía a los motores de las fábricas. El sistema de Londres entregaba 7.000 caballos de fuerza (5,2 MW) a través de una red de tuberías de 180 millas (290 km) que transportaban agua a 800 libras por pulgada cuadrada (5,5 MPa). Estos sistemas fueron reemplazados por sistemas eléctricos más baratos y versátiles, pero a finales del siglo XIX, los urbanistas y financieros eran muy conscientes de los beneficios, la economía y el proceso de establecer sistemas de transmisión de energía.
En los primeros días del uso de la energía eléctrica, la transmisión generalizada de energía eléctrica tenía dos obstáculos. En primer lugar, los dispositivos que requerían diferentes voltajes requerían generadores especializados con sus propias líneas separadas. Las farolas, los motores eléctricos de las fábricas, la energía para los tranvías y las luces de los hogares son ejemplos de la diversidad de dispositivos con voltajes que requieren sistemas separados. En segundo lugar, los generadores tenían que estar relativamente cerca de sus cargas (una milla o menos para dispositivos de bajo voltaje). Se sabía que la transmisión a mayor distancia era posible cuanto mayor era el voltaje, por lo que ambos problemas podrían resolverse si se pudiera transformar los voltajes desde una única línea eléctrica universal de manera eficiente.
Gran parte de la electricidad primitiva era corriente continua , cuyo voltaje no podía aumentarse o disminuirse fácilmente ni para transmisiones a larga distancia ni para compartir una línea común para ser utilizada con múltiples tipos de dispositivos eléctricos. Las empresas simplemente tenían diferentes líneas para las diferentes clases de cargas que requerían sus inventos. Por ejemplo, los sistemas de lámparas de arco de Nueva York de Charles Brush requerían hasta 10 kV para muchas lámparas en un circuito en serie, las luces incandescentes de Edison usaban 110 V, los tranvías construidos por Siemens o Sprague requerían motores grandes en el rango de 500 voltios, [2] mientras que los motores industriales en las fábricas utilizaban otros voltajes. [3] Debido a esta especialización de las líneas, y debido a que la transmisión era tan ineficiente, parecía en ese momento que la industria se convertiría en lo que ahora se conoce como un sistema de generación distribuida con una gran cantidad de pequeños generadores ubicados cerca de sus cargas. [4]
El alto voltaje fue de interés para los primeros investigadores que trabajaron en el problema de la transmisión a distancia. Sabían, por el principio elemental de la electricidad, que se podía transferir la misma cantidad de energía a través de un cable duplicando el voltaje y reduciendo a la mitad la corriente. Debido a la Ley de Joule , también sabían que la potencia perdida por el calor en un cable es proporcional al cuadrado de la corriente que viaja por él, independientemente del voltaje, por lo que al duplicar el voltaje, el mismo cable sería capaz de transmitir lo mismo. cantidad de energía cuatro veces la distancia.
En la Exposición de París de 1878 , se instaló iluminación de arco eléctrico a lo largo de la Avenue de l'Opera y la Place de l'Opera, utilizando lámparas de arco eléctrico Yablochkov , alimentadas por dinamos de corriente alterna de Zénobe Gramme . [5] [6] [7] Las velas Yablochkov requerían alto voltaje, y no pasó mucho tiempo antes de que los experimentadores informaran que las lámparas de arco podían alimentarse en un circuito de 14 kilómetros (8,7 millas). [8] Dentro de una década, decenas de ciudades tendrían sistemas de iluminación utilizando una planta de energía central que proporcionaría electricidad a múltiples clientes a través de líneas de transmisión eléctrica. Estos sistemas competían directamente con las empresas de iluminación de gas dominantes de la época. [9]
La idea de invertir en una planta central y una red para entregar la energía producida a los clientes que pagan una tarifa recurrente por el servicio era un modelo de negocio familiar para los inversores: era idéntico al lucrativo negocio de la iluminación a gas o a los sistemas de transmisión de energía hidráulica y neumática. La única diferencia era que el producto que se entregaba era electricidad, no gas, y las "tuberías" utilizadas para la entrega eran más flexibles.
La California Electric Company (ahora PG&E) en San Francisco utilizó en 1879 dos generadores de corriente continua de la empresa de Charles Brush para suministrar energía a varios clientes para sus lámparas de arco. Este sistema de San Francisco fue el primer caso de una empresa de servicios públicos que vendió electricidad desde una planta central a múltiples clientes a través de líneas de transmisión . [11] La CEC pronto abrió una segunda planta con 4 generadores adicionales. Los cargos por servicio de luz desde la puesta del sol hasta la medianoche eran de 10 dólares por lámpara por semana. [9] [12]
Grand Rapids Electric Light & Power Company, establecida en marzo de 1880 por William T. Powers y otros, inició la operación de la primera central hidroeléctrica comercial del mundo, el sábado 24 de julio de 1880, obteniendo energía de la turbina hidráulica de Wolverine Chair and Furniture Company. . Operaba una dinamo eléctrica Brush de 16 luces que iluminaba varios escaparates en Grand Rapids, Michigan. [13] [14] Es el primer predecesor de Consumers Energy de Jackson, Michigan.
En diciembre de 1880, Brush Electric Company instaló una estación central para suministrar iluminación de arco a una longitud de 3,2 km (2 millas) de Broadway. A finales de 1881, Nueva York, Boston, Filadelfia, Baltimore, Montreal, Buffalo, San Francisco, Cleveland y otras ciudades tenían sistemas de lámparas de arco Brush, que produjeron luz pública hasta bien entrado el siglo XX. [15] En 1893 había 1500 lámparas de arco iluminando las calles de Nueva York. [dieciséis]
Las primeras luces de arco eran extremadamente brillantes y los altos voltajes presentaban un riesgo de chispas o incendio, lo que las hacía demasiado peligrosas para usarlas en interiores. [17] En 1878, el inventor Thomas Edison vio un mercado para un sistema que podía llevar iluminación eléctrica directamente al negocio o al hogar de un cliente, un nicho al que no llegaban los sistemas de iluminación de arco. [18] Después de idear una bombilla incandescente comercialmente viable en 1879, Edison desarrolló la primera " servicio público " de iluminación eléctrica a gran escala propiedad de un inversor en el bajo Manhattan, que eventualmente sirvió una milla cuadrada con 6 "dinamos gigantes" ubicadas en Pearl Street. Estación . [7] [9] [19] [20] Cuando comenzó el servicio en septiembre de 1882, había 85 clientes con 400 bombillas. Cada dinamo producía 100 kW, suficiente para 1.200 lámparas incandescentes, y la transmisión se realizaba a 110 V a través de conductos subterráneos. La construcción del sistema costó 300.000 dólares y la instalación de 100.000 pies (30.000 m) de conductos subterráneos fue una de las partes más caras del proyecto. Los gastos operativos excedieron los ingresos en los primeros dos años y un incendio destruyó la planta en 1890. [21] Además, Edison tenía un sistema de tres cables para poder suministrar 110 V o 220 V para alimentar algunos motores.
La disponibilidad de grandes cantidades de energía desde diversos lugares sería posible después de que Charles Parsons produjera turbogeneradores a partir de 1889. La producción de los turbogeneradores saltó rápidamente de 100 kW a 25 megavatios en dos décadas. [22] Antes de los turbogeneradores eficientes, los proyectos hidroeléctricos eran una fuente importante de grandes cantidades de energía que requerían infraestructura de transmisión.
Cuando George Westinghouse se interesó en la electricidad, concluyó rápida y correctamente que los bajos voltajes de Edison eran demasiado ineficientes para ampliarlos para la transmisión necesaria en sistemas grandes. Comprendió además que la transmisión a larga distancia necesitaba alto voltaje y que la tecnología de conversión económica solo existía para corriente alterna. Los transformadores jugarían un papel decisivo en la victoria de la corriente alterna sobre la corriente continua en los sistemas de transmisión y distribución. [23] En 1876, Pavel Yablochkov patentó su mecanismo de uso de bobinas de inducción para servir como transformador elevador antes de la Exposición de París, donde demostró sus lámparas de arco. En 1881, Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs desarrollaron un dispositivo más eficiente al que denominaron generador secundario, es decir, uno de los primeros transformadores reductores cuya relación se podía ajustar configurando las conexiones entre una serie de bobinas cableadas alrededor de un eje, del que partía una plancha. El núcleo se puede agregar o quitar según sea necesario para variar la potencia de salida. El dispositivo fue objeto de varias críticas y en ocasiones se malinterpretó como si solo proporcionara una relación de giro de 1:1. [7] [24] [25]
La primera línea AC demostrativa de larga distancia (34 km, 21 millas) se construyó para la Exposición Internacional de Turín, Italia de 1884 . Estaba alimentado por un alternador Siemens & Halske de 2 kV y 130 Hz y presentaba varios generadores secundarios Gaulard con sus devanados primarios conectados en serie, que alimentaban lámparas incandescentes. El sistema demostró la viabilidad de la transmisión de energía eléctrica de CA a largas distancias. [7] Entre 1884 y 1885, los ingenieros húngaros Zipernowsky , Bláthy y Déri de la empresa Ganz de Budapest crearon las eficientes bobinas de núcleo cerrado "ZBD", así como el moderno sistema de distribución eléctrica . Los tres habían descubierto que todos los dispositivos anteriores, sin núcleo o de núcleo abierto, eran incapaces de regular el voltaje y, por lo tanto, no eran prácticos. Su patente conjunta describía dos versiones de un diseño sin polos: el " transformador de núcleo cerrado " y el "transformador de núcleo envolvente". [26] [27] Ottó Bláthy sugirió el uso de núcleos cerrados, Károly Zipernowsky el uso de conexiones en derivación y Miksa Déri realizó los experimentos. [7] [28] Los nuevos transformadores ZBD eran 3,4 veces más eficientes que los dispositivos bipolares de núcleo abierto de Gaulard y Gibbs. [29]
En el transformador de núcleo cerrado, el núcleo de hierro es un anillo cerrado alrededor del cual se enrollan las dos bobinas. En el transformador tipo carcasa, los devanados pasan a través del núcleo. En ambos diseños, el flujo magnético que une los devanados primario y secundario viaja casi en su totalidad dentro del núcleo de hierro, sin ningún recorrido intencional a través del aire. El núcleo está formado por hebras o láminas de hierro. Estos elementos de diseño revolucionarios harían finalmente viable técnica y económicamente proporcionar energía eléctrica para la iluminación de hogares, empresas y espacios públicos. [30] Ottó Bláthy también descubrió la fórmula del transformador, Vs/Vp = Ns/Np. [31] Los sistemas eléctricos y electrónicos de todo el mundo se basan en los principios de los transformadores Ganz originales . A los inventores también se les atribuye el primer uso de la palabra "transformador" para describir un dispositivo para alterar la EMF de una corriente eléctrica. [30] [32]
En 1885 se puso en servicio la primera línea de CA operativa en via dei Cerchi, Roma, Italia , para alumbrado público. Estaba propulsado por dos alternadores Siemens & Halske de 30 hp (22 kW), 2 kV a 120 Hz y utilizaba 200 transformadores reductores Gaulard de 2 kV/20 V conectados en serie provistos de un circuito magnético cerrado, uno para cada lámpara. Pocos meses más tarde le siguió el primer sistema de aire acondicionado británico, que se puso en servicio en la Grosvenor Gallery de Londres. También incluía alternadores Siemens y transformadores reductores de 2,4 kV/100 V, uno por usuario, con primarios conectados en derivación. [33]
El concepto que es la base de la transmisión moderna utilizando transformadores elevadores y reductores económicos fue implementado por primera vez por Westinghouse, William Stanley, Jr. y Franklin Leonard Pope en 1886 en Great Barrington, Massachusetts , recurriendo también a tecnología europea. [34] [35] En 1888, Westinghouse también obtuvo la licencia del motor de inducción de Nikola Tesla , que eventualmente desarrollarían hasta convertirlo en un motor de CA (bifásico) utilizable. El moderno sistema trifásico fue desarrollado por Mikhail Dolivo-Dobrovolsky y Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft y Charles Eugene Lancelot Brown en Europa, a partir de 1889. [3] [33]
La Exposición Internacional Electrotécnica de 1891 , en Frankfurt , Alemania , presentó la transmisión a larga distancia de corriente eléctrica trifásica de alta potencia. Se celebró entre el 16 de mayo y el 19 de octubre en el lugar en desuso de las tres antiguas “Westbahnhöfe” (estaciones de ferrocarril del oeste) en Frankfurt am Main . La exposición presentó la primera transmisión a larga distancia de corriente eléctrica trifásica de alta potencia, que se generó a 175 km de distancia, en Lauffen am Neckar . Manejó con éxito motores y luces en la feria. Al finalizar la exposición, la central eléctrica de Lauffen seguía en funcionamiento, suministrando electricidad a la capital administrativa, Heilbronn, y convirtiéndose en el primer lugar equipado con corriente alterna trifásica. Asistieron muchos representantes técnicos corporativos (incluido EW Rice de Thomson-Houston Electric Company (lo que se convirtió en General Electric)). [36] Los asesores técnicos y representantes quedaron impresionados. Como resultado de la exitosa prueba de campo, la corriente trifásica se convirtió para Alemania en el medio más económico para transmitir energía eléctrica.
La simplicidad de los generadores y motores polifásicos significaba que, además de su eficiencia, podían fabricarse de forma económica y compacta y requerían poca atención para su mantenimiento. Una simple economía llevaría a las costosas, voluminosas y mecánicamente complejas dinamos de corriente continua a su extinción definitiva. Al final resultó que, el factor decisivo en la guerra de las corrientes fue la disponibilidad de transformadores elevadores y reductores de bajo costo, lo que significaba que todos los clientes, independientemente de sus requisitos de voltaje especializados, podían recibir servicio con un costo mínimo de conversión. Este "sistema universal" se considera hoy como una de las innovaciones más influyentes en el uso de la electricidad. [3]
Los argumentos a favor de la corriente alterna no estaban claros a principios de siglo y los sistemas de transmisión de corriente continua de alto voltaje se instalaron con éxito sin el beneficio de transformadores. René Thury , que había pasado seis meses en las instalaciones de Edison en Menlo Park , comprendió su problema con la transmisión y estaba convencido de que era posible transportar electricidad a grandes distancias utilizando corriente continua. Estaba familiarizado con el trabajo de Marcel Deprez , quien realizó sus primeros trabajos sobre transmisión de alto voltaje después de inspirarse en la capacidad de los generadores de lámparas de arco para soportar luces a grandes distancias. [37] [38] Deprez evitó los transformadores colocando generadores y cargas en serie [37] como lo hicieron los sistemas de lámparas de arco de Charles F. Brush . Thury desarrolló esta idea hasta convertirla en el primer sistema comercial para transmisión de CC de alto voltaje. Al igual que las dinamos de Brush, la corriente se mantiene constante y cuando el aumento de la carga exige más presión, el voltaje aumenta. El sistema Thury se utilizó con éxito en varios proyectos de transmisión de CC desde generadores hidráulicos. El primero en 1885 fue un sistema de baja tensión en Bözingen , [39] y el primer sistema de alta tensión entró en servicio en 1889 en Génova , Italia , por la empresa Acquedotto de Ferrari-Galliera . Este sistema transmitía 630 kW a 14 kV CC en un circuito de 120 km de longitud. [40] [41] El sistema Thury más grande fue el proyecto Lyon Moutiers , que tenía 230 km de longitud y finalmente entregó 20 megavatios, a 125 kV. [37] [38] [42]
En última instancia, la versatilidad del sistema Thury se vio obstaculizada por la fragilidad de la distribución en serie y la falta de una tecnología de conversión de CC confiable que no aparecería hasta la década de 1940 con mejoras en las válvulas de arco de mercurio . El "sistema universal" de CA ganó por la fuerza de los números, proliferando sistemas con transformadores tanto para acoplar generadores a líneas de transmisión de alto voltaje como para conectar la transmisión a circuitos de distribución locales. Mediante una elección adecuada de la frecuencia del servicio público , se podrían atender tanto las cargas de iluminación como de motor. Los convertidores rotativos y, posteriormente, las válvulas de arco de mercurio y otros equipos rectificadores permitieron que la carga de CC fuera atendida mediante conversión local cuando fuera necesario. Incluso las estaciones generadoras y los consumidores que utilizan diferentes frecuencias también podrían interconectarse mediante convertidores rotativos. Al utilizar plantas generadoras comunes para cada tipo de carga, se lograron importantes economías de escala , se requirió una menor inversión de capital general, se incrementó el factor de carga en cada planta, lo que permitió una mayor eficiencia, un menor costo de energía para el consumidor y un aumento general. uso de energía eléctrica.
Al permitir la interconexión de múltiples plantas generadoras en un área amplia, se redujo el costo de producción de electricidad. Se podrían utilizar las plantas disponibles más eficientes para suministrar las diferentes cargas durante el día. Se mejoró la confiabilidad y se redujo el costo de inversión de capital, ya que la capacidad de generación de reserva podría compartirse entre muchos más clientes y un área geográfica más amplia. Se podrían explotar fuentes de energía remotas y de bajo costo, como la energía hidroeléctrica o el carbón de boca de mina, para reducir el costo de producción de energía. [43]
La primera transmisión de corriente alterna trifásica mediante alto voltaje tuvo lugar en 1891 durante la Exposición Internacional de Electricidad de Frankfurt . Una línea de transmisión de 15 kV conectaba Lauffen en Neckar y Frankfurt am Main, a 175 km (109 millas) de distancia. [33] [44]
En 1882, la transmisión de energía alemana Miesbach-Munich utilizó 2 kV CC en 57 km (35 millas). En 1889, la primera transmisión de electricidad CC de larga distancia en los Estados Unidos se encendió en la estación Willamette Falls , en Oregon City, Oregon . [45] En 1890, una inundación destruyó la central eléctrica. Este desafortunado evento allanó el camino para la primera transmisión de electricidad de CA a larga distancia en el mundo cuando la compañía Willamette Falls Electric instaló generadores de CA experimentales de Westinghouse en 1890.
Ese mismo año, Niagara Falls Power Company (NFPC) y su filial Cataract Company formaron la Comisión Internacional del Niágara compuesta por expertos, para analizar propuestas para aprovechar las Cataratas del Niágara para generar electricidad. La comisión estuvo dirigida por Sir William Thomson (más tarde Lord Kelvin) e incluía a Eleuthère Mascart de Francia, William Unwin de Inglaterra, Coleman Sellers de Estados Unidos y Théodore Turrettini de Suiza. Fue respaldado por empresarios como JP Morgan , Lord Rothschild y John Jacob Astor IV . Entre las 19 propuestas, incluso consideraron brevemente el aire comprimido como medio de transmisión de energía , pero prefirieron la electricidad. No pudieron decidir qué método sería mejor en general.
En 1893, la Niagara Falls Power Company había rechazado las propuestas restantes de media docena de empresas y había adjudicado el contrato de generación a Westinghouse y más líneas de transmisión y contratos de transformadores adjudicados a General Electric. [46] [47] El trabajo comenzó en 1893 en el proyecto de generación de las Cataratas del Niágara: se debían generar y transmitir 5.000 caballos de fuerza (3.700 kW) como corriente alterna , a una frecuencia de 25 Hz para minimizar las pérdidas de impedancia en la transmisión (cambiada a 60 Hz). en la década de 1950).
Westinghouse también tuvo que desarrollar un sistema basado en convertidores rotativos que les permitiera suministrar todos los estándares de energía necesarios, incluida CA y CC monofásica y polifásica para tranvías y motores de fábrica. El cliente inicial de Westinghouse para la energía de los generadores hidroeléctricos de la estación Edward Dean Adams en Niágara en 1895 fueron las plantas de Pittsburgh Reduction Company , que necesitaban grandes cantidades de electricidad barata para fundir aluminio. [48] El 16 de noviembre de 1896, la energía eléctrica transmitida a Buffalo comenzó a impulsar sus tranvías. Las plantas generadoras fueron construidas por Westinghouse Electric Corporation . A la escala del proyecto también contribuyó General Electric, construyendo líneas de transmisión y equipos. [48] Ese mismo año, Westinghouse y General Electric firmaron un acuerdo para compartir patentes, poniendo fin a unas 300 demandas en las que estaban involucradas las empresas sobre sus patentes eléctricas competidoras, y otorgándoles control monopolístico sobre la industria de energía eléctrica de Estados Unidos en los años venideros. [49]
Inicialmente, las líneas de transmisión estaban sostenidas por aisladores de porcelana de pasador y manguito similares a los utilizados para telégrafos y líneas telefónicas . Sin embargo, estos tenían un límite práctico de 40 kV. En 1907, la invención del aislador de disco por Harold W. Buck de Niagara Falls Power Corporation y Edward M. Hewlett de General Electric permitió construir aisladores prácticos de cualquier longitud para voltajes más altos.
Los voltajes utilizados para la transmisión de energía eléctrica aumentaron a lo largo del siglo XX. [50] La primera central eléctrica de CA de "alto voltaje", de 4 MW, 10 kV y 85 Hz, fue puesta en servicio en 1889 por Sebastian Ziani de Ferranti en Deptford , Londres. [33] La primera línea de transmisión de energía eléctrica en América del Norte operó a 4000 V. Se puso en línea el 3 de junio de 1889, con las líneas entre la estación generadora en Willamette Falls en Oregon City, Oregon , y Chapman Square en el centro de Portland, Oregon. extendiéndose alrededor de 13 millas. [51] En 1914, cincuenta y cinco sistemas de transmisión que operaban a más de 70.000 V estaban en servicio, y el voltaje más alto utilizado entonces era de 150 kV. [52] La primera transmisión de energía de corriente alterna trifásica a 110 kV tuvo lugar en 1907 entre Croton y Grand Rapids , Michigan . Las tensiones de 100 kV y más no se establecieron como tecnología hasta unos cinco años después, por ejemplo con la primera línea de 110 kV en Europa entre Lauchhammer y Riesa , Alemania, en 1912.
A principios de la década de 1920 se construyó la línea Pit River – Cottonwood – Vaca-Dixon para transportar energía de 220 kV desde las centrales hidroeléctricas de Sierra Nevada hasta el área de la Bahía de San Francisco , al mismo tiempo que se modernizaron las líneas Big Creek – Los Ángeles a la línea Pit River – Cottonwood – Vaca-Dixon. mismo voltaje. Ambos sistemas entraron en servicio comercial en 1923. El 17 de abril de 1929 se completó la primera línea de 220 kV en Alemania, que iba desde Brauweiler cerca de Colonia , pasando por Kelsterbach cerca de Frankfurt, Rheinau cerca de Mannheim y Ludwigsburg -Hoheneck cerca de Austria . Esta línea comprende la interconexión Norte-Sur , en ese momento uno de los sistemas eléctricos más grandes del mundo. Los mástiles de esta línea fueron diseñados para una eventual actualización a 380 kV. Sin embargo, la primera transmisión a 380 kV en Alemania tuvo lugar el 5 de octubre de 1957 entre las subestaciones de Rommerskirchen y Ludwigsburg-Hoheneck.
La primera línea eléctrica de 380 kV del mundo se construyó en Suecia , la línea Harsprånget - Hallsberg de 952 km en 1952. En 1965, se realizó la primera transmisión de muy alta tensión a 735 kV en una línea de transmisión Hydro-Québec . [53] En 1982 la primera transmisión a 1200 kV fue en la Unión Soviética .
La rápida industrialización del siglo XX hizo que las líneas y redes de transmisión eléctrica fueran una parte crítica de la infraestructura económica en la mayoría de las naciones industrializadas. La interconexión de plantas de generación local y pequeñas redes de distribución fue impulsada en gran medida por las necesidades de la Primera Guerra Mundial , donde los gobiernos construyeron grandes plantas de generación eléctrica para suministrar energía a las fábricas de municiones; posteriormente estas plantas fueron conectadas para abastecer carga civil mediante transmisión de larga distancia. [54]
Las pequeñas empresas eléctricas municipales no necesariamente deseaban reducir el costo de cada unidad de electricidad vendida; hasta cierto punto, especialmente durante el período 1880-1890, la iluminación eléctrica se consideraba un producto de lujo y la energía eléctrica no sustituía a la energía de vapor. Ingenieros como Samuel Insull en Estados Unidos y Sebastian Z. De Ferranti en el Reino Unido contribuyeron decisivamente a superar las dificultades técnicas, económicas, regulatorias y políticas en el desarrollo de la transmisión de energía eléctrica a larga distancia. Con la introducción de redes de transmisión de energía eléctrica, en la ciudad de Londres el coste del kilovatio-hora se redujo a un tercio en un período de diez años. [55]
En 1926 las redes eléctricas del Reino Unido comenzaron a interconectarse en el National Grid , funcionando inicialmente a 132 kV.
La electrónica de potencia es la aplicación de la electrónica de estado sólido al control y conversión de energía eléctrica. La electrónica de potencia comenzó con el desarrollo del rectificador de arco de mercurio . Inventado por Peter Cooper Hewitt en 1902, se utilizaba para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). A partir de la década de 1920, continuaron las investigaciones sobre la aplicación de tiratrones y válvulas de arco de mercurio controladas por rejilla a la transmisión de energía. Uno Lamm desarrolló una válvula de mercurio con electrodos de clasificación que los hace adecuados para la transmisión de energía de corriente continua de alto voltaje . En 1933 se inventaron los rectificadores de selenio. [56]
A los 27 años, George Roe había fundado la primera empresa eléctrica del árbol genealógico de PG&E. En septiembre [1879] se completó un pequeño edificio en Fourth y Market y se instalaron dos pequeñas dinamos de luz de arco Brush. Juntos podrían suministrar 21 luces. Los clientes se sintieron atraídos por la descarada oferta de servicio desde el atardecer hasta la medianoche (excepto domingos y días festivos) por 10 dólares por lámpara a la semana. Sin embargo, en San Francisco, un país hambriento de luz, los clientes llegaron clamando. A principios del año siguiente, se habían añadido cuatro generadores más con capacidad para más de 100 luces. La electricidad había llegado a Occidente.
Transformador coltman 1988.