Ingegneria energetica

L’elettricità divenne oggetto di interesse scientifico alla fine del xvii secolo. Nel corso dei due secoli successivi sono state fatte una serie di importanti scoperte tra cui la lampadina a incandescenza e la pila voltaica. Probabilmente la più grande scoperta per quanto riguarda l’ingegneria energetica è venuto da Michael Faraday che nel 1831 ha scoperto che un cambiamento nel flusso magnetico induce una forza elettromotrice in un ciclo di filo—un principio noto come induzione elettromagnetica che aiuta a spiegare come funzionano generatori e trasformatori.

Nel 1881 due elettricisti costruirono la prima centrale elettrica al mondo a Godalming in Inghilterra. La stazione impiegava due ruote idrauliche per produrre una corrente alternata che veniva utilizzata per fornire sette lampade ad arco Siemens a 250 volt e trentaquattro lampade ad incandescenza a 40 volt. Tuttavia la fornitura era intermittente e nel 1882 Thomas Edison e la sua compagnia, la Edison Electric Light Company, svilupparono la prima centrale elettrica a vapore su Pearl Street a New York City. La Pearl Street Station era composta da diversi generatori e inizialmente alimentava circa 3.000 lampade per 59 clienti. La centrale elettrica utilizzava corrente continua e funzionava a una singola tensione. Poiché la potenza in corrente continua non poteva essere facilmente trasformata alle tensioni più elevate necessarie per ridurre al minimo la perdita di potenza durante la trasmissione, la distanza possibile tra i generatori e il carico era limitata a circa mezzo miglio (800 m).

Quello stesso anno a Londra Lucien Gaulard e John Dixon Gibbs dimostrarono il primo trasformatore adatto all’uso in un vero sistema di alimentazione. Il valore pratico del trasformatore di Gaulard e Gibbs è stato dimostrato nel 1884 a Torino, dove il trasformatore è stato utilizzato per illuminare quaranta chilometri (25 miglia) di ferrovia da un singolo generatore di corrente alternata. Nonostante il successo del sistema, la coppia ha commesso alcuni errori fondamentali. Forse il più grave è stato il collegamento dei primari dei trasformatori in serie in modo che l’accensione o lo spegnimento di una lampada influisse su altre lampade più in basso. In seguito alla dimostrazione George Westinghouse, un imprenditore americano, importò un certo numero di trasformatori insieme a un generatore Siemens e mise i suoi ingegneri a sperimentare con loro nella speranza di migliorarli per l’uso in un sistema di alimentazione commerciale.

Uno degli ingegneri di Westinghouse, William Stanley, riconobbe il problema del collegamento dei trasformatori in serie anziché in parallelo e si rese conto anche che rendere il nucleo di ferro di un trasformatore un anello completamente chiuso migliorerebbe la regolazione della tensione dell’avvolgimento secondario. Usando questa conoscenza costruì il primo sistema di alimentazione a corrente alternata basato su trasformatore pratico al mondo a Great Barrington, Massachusetts nel 1886. Nel 1885 il fisico e ingegnere elettrico italiano Galileo Ferraris dimostrò un motore a induzione e nel 1887 e nel 1888 l’ingegnere serbo-americano Nikola Tesla depositò una serie di brevetti relativi ai sistemi di alimentazione tra cui uno per un pratico motore a induzione bifase che Westinghouse concesse in licenza per il suo sistema AC.

Nel 1890 l’industria elettrica era fiorita e le compagnie elettriche avevano costruito migliaia di sistemi di alimentazione (sia a corrente continua che alternata) negli Stati Uniti e in Europa – queste reti erano effettivamente dedicate alla fornitura di illuminazione elettrica. Durante questo periodo una feroce rivalità negli Stati Uniti conosciuta come la “guerra delle correnti” emerse tra Edison e Westinghouse su quale forma di trasmissione (corrente continua o alternata) era superiore. Nel 1891, Westinghouse installato il primo grande sistema di alimentazione che è stato progettato per guidare un motore elettrico e non solo fornire illuminazione elettrica. L’installazione alimentava un motore sincrono da 100 cavalli (75 kW) a Telluride, Colorado, con il motore avviato da un motore asincrono Tesla. Dall’altra parte dell’Atlantico, Oskar von Miller ha costruito una linea di trasmissione trifase da 20 kV a 176 km da Lauffen am Neckar a Francoforte sul Meno per la Fiera di ingegneria elettrica di Francoforte. Nel 1895, dopo un lungo processo decisionale, l’Adams No. la stazione di generazione 1 a Niagara Falls ha iniziato a trasmettere corrente alternata trifase a Buffalo a 11 kV. Dopo il completamento del progetto Niagara Falls, i nuovi sistemi di alimentazione hanno scelto sempre più la corrente alternata anziché la corrente continua per la trasmissione elettrica.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.