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爱迪生的复仇:直流电崛起

导读: 里德说:“很肯定,在未来的20年内,直流电的消耗将占据总电力负荷的50%。其增长速度之快甚至超出我们的想象。” 他表示,随着产生和使用直流电的设备的数量日益增加,将给节能带来很大的机会。通过把直流电配送给直流设备,而非沿途转换成交流电,就有可能避免每次电流转换过程中产生的巨大能量损耗。

  1903年,为了保住直流电作为全美配电标准的地位,托马斯·爱迪生(Thomas Edison)最后一搏,他导演了一出臭名昭著的事件以此在某种程度上证明交流电的危险性,即:使用6600伏交流电,对一头被认为威胁人类的马戏团大象Topsy实施电刑。爱迪生的这一招纯粹是为了散布恐慌(高压直流电同样危险),但以失败告终:我们今天的电网主要使用交流电。

  然而在Topsy倒下的一个多世纪后,交流电的地位看上去越来越不稳定了。由于各种各样的数码设备的耗电量日益增长,直流电这次凭借自身的优势,又杀回来了。任何使用晶体管的设备都要靠直流电,即电流方向不变。这解释了为什么台式机、iPhone和平板电视机都必须配备转换盒,转换盒可将墙上插座孔中的交流电(电流方向每秒钟改变120次)转换为直流电。

  托马斯·爱迪生坐在一台留声机旁。这位发明家也是早期电力系统的先驱人物,曾大力倡导直流电。

  直流电需求呈直线上升

  根据匹兹堡大学(University of Pittsburgh)电力与能源倡议计划的负责人格雷格·里德(Greg Reed)的说法,现今这类数码消费设备的耗电量占到总耗电量的五分之一。他表示,直流电的需求量呈直线上升不只是因为电脑,还因为发光二级管(LED)和太阳能板等设备的广泛应用。里德说:“很肯定,在未来的20年内,直流电的消耗将占据总电力负荷的50%。其增长速度之快甚至超出我们的想象。” 他表示,随着产生和使用直流电的设备的数量日益增加,将给节能带来很大的机会。通过把直流电配送给直流设备,而非沿途转换成交流电,就有可能避免每次电流转换过程中产生的巨大能量损耗。

  现在,一些重型电子设备厂正在开发全直流的“微电网”(microgrid)向用户输电。以中国厦门大学于今年3月发布的直流微电网计划为例,它是一个独立电网,范围覆盖三座校园大楼,将150千瓦的屋顶太阳能阵列与LED照明系统和计算机服务器机房连接起来。

  电动汽车的普及也可能会使直流电变得更加重要:电动汽车使用直流电充电,而且需要巨大的能量。科罗拉多大学波德分校(University of Colorado in Boulder)的电力电子学专家德拉甘·马克西莫维奇(Dragan Maksimovic)估计,他的团队正在开发的太阳能汽车充电器应该可以使电池板产生的10%的能量损失降至2%。马克西莫维奇正与电力变换器制造商Satcon合作,并且已从夏威夷可再生能源开发公司(Hawaii Renewable Energy Development Venture)获得了资金。该团队计划于今年春季在夏威夷拉奈岛上的一个旅游胜地安装太阳能充电器。

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