這時,電力歷史上另外一個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),愛迪生的低壓直流電網的物理局限是顯而易見的。因為每個直流中心電站只能覆蓋1英里方圓,而在這個區(qū)域內,建筑內使用電燈的用戶越來越多,每個家庭內使用的電燈數(shù)量也會越來越多,因此,中心站很快就不能滿足所覆蓋區(qū)域內的越來越大的電力需求。此外,發(fā)電機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蒸汽機和發(fā)電機,這些機器的聲音如此之大,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,滿地的煤灰則使得院子無法保持整潔,還有討厭的噪音,和冬天溫暖的煙囪管道招來的野貓的嚎叫。
威斯汀豪斯在從交流電的變壓功能想到了一種新的、更經濟有效的輸電方式,這種方式不是到每一盞電燈,而是高壓交流遠距離輸送,再變壓到低壓進入家庭。這當然嚴重影響了愛迪生電燈公司的利益。從此,愛迪生為了交流電還是直流電和威斯汀豪斯之間進行了長達十余年的殘酷競爭,競爭并不像他們表面上看上去那么有紳士風度,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1892年的芝加哥世界博覽會的照明中標和1895年尼亞加拉大瀑布的水電站的建成為標志性勝利,威斯汀豪斯公司終于戰(zhàn)勝了愛迪生的直流系統(tǒng),確立了交流電的主導地位,從那以后,輸變電系統(tǒng)逐步演變成了現(xiàn)代電網的體系。從此以后,電廠的發(fā)電功率越來越大,輸電距離越來越長,輸電電壓越來越高。特高壓、超大功率、超遠距離傳送成為了現(xiàn)代電網的標志和象征。
時代輪回。隨著
光伏等新能源的推廣應用,光伏電源成為了隨處可得的電源,它沒有噪音,沒有污染,也沒有討厭的黑煙。既然自己的屋頂就能夠產生電力,為什么還要遠距離送電?當然,已經建成的輸電體系還是有它的用途,例如,上海這樣的大都會城市,寶鋼這樣的鋼鐵廠,都需要。但是,對于農村,對于新城鎮(zhèn),對于農業(yè)生產,對于大量用電量不大、卻有著大面積的屋頂?shù)墓S,為什么還要采用骨干電網來輸電?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,電腦,LED電燈。而那些大功率的家電,如空調、冰箱、電飯鍋,其實也完全可以采用直流電。那么,直流電和交流電會不會發(fā)生第二次大戰(zhàn),這一次的勝利者會是哪一個呢?
可以確定的是,隨著
光伏發(fā)電等新能源的大量應用,直流電網很可能再次興起,并在家庭和辦公場所占據(jù)上風。但是,這絕對不會是倒退,而是一種進步,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,直流與交流的轉化都是通過電力電子的方式進行變換,不需要發(fā)電機和整流器;不同新能源與就地的負載共同組成了微電網,而且會逐漸出現(xiàn)交直流并存的混合電網。而且,現(xiàn)代的光伏與當年的中心站也不同,愛迪生的中心站依然是一點發(fā)電對多點用電的放射性結構,而現(xiàn)在的光伏完全是在每個屋頂上的多點發(fā)電對多點用電(更像是peer to peer的結構),因此,電力傳輸距離很短。
今后,對于那些用電功率不是那么大的場、設施和建筑,完全可以采用新能源以微電網的形式進行供電。你可以稱之為“分布式發(fā)電”,但這個叫法并不嚴謹。“微電網”是更科學的叫法。各種新能源對所在的電力負載進行就地供電,電源與負載共同組成了一個微電網。網內的負載增加與電源的增加完全可以同步,不存在容量限制的問題。因為,新房子必然有新屋頂。然后,大量的微電網將通過智能技術互聯(lián),而那些載能大的用戶則可以依然采用現(xiàn)有的電網體系進行輸配電,微電網將與骨干電網融合到一起,組成一個遍布全地區(qū)、全國乃至全球的能源互聯(lián)網。
微電網大量誕生后,大家會意識到,原來光伏發(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人類早就做好的一個恰到好處的、美妙的安排。