Едісон мав рацію: За постійний струм!

У наші будинки подається змінний струм напругою 220 вольт. При безпосередньому впливі він становить серйозну небезпеку для життя і здоров'я. А між тим, помітна частина побутової електроніки споживає постійний струм низької напруги. Виникає питання, а чи не пора нам впровадити новий стандарт харчування, наприклад, 12 вольт постійного струму. З такою пропозицією виступають, зокрема, інженери Google.


Великий винахідник Томас Альва Едісон ратував за постійний струм, стверджуючи, що з ним набагато зручніше працювати. Однак у підсумку всесвітнім стандартом став змінний струм високої частоти і високих напружень, за який виступав геніальний Нікола Тесла за підтримки великого магната Джорджа Вестінгауза. Змінний струм гарний, перш за все, тим, що його напругу можна змінювати відносно легко, за допомогою простих котушкових трансформаторів. Перетворювати постійний струм суттєво важче - тут потрібна хитра напівпровідникова електроніка. Втім, сучасні напівпровідникові перетворювачі і дешеві, і ефективні, так що в наші дні і це не проблема. Ну а висока напруга вигідна насамперед тому, що вона дозволяє передавати більшу потужність по проводах меншого перерізу.

Сучасна енергетична система побудована наступним чином. Електростанції виробляють струм напругою в сотні тисяч вольт. На рівні розподілу по вулицях і кварталах напругу струму скидають до 22 тис. вольт, ну а в окремі квартири йде струм напругою в 220 вольт. Це не так вже й багато, однак опір шкіри подібне напруження «пробиває» в легку. Іншими словами, струм, який подається в будинки і квартири, небезпечний для життя через занадто високу напругу. Подивимося, що з ним відбувається далі.

Більшість сучасних побутових приладів мають невеликий вбудований або зовнішній трансформатор, який перетворює змінний 220-вольтний струм з розетки в постійний струм низької напруги. Ми живемо в століття електроніки, а електронні пристрої живляться саме таким струмом і взагалі споживають дуже мало потужності. Звичайно, в кожній квартирі існує кілька потужних споживачів - пилосос, пральна машинка, електричний чайник та інша кухонна техніка - однак вони знаходяться в явній меншості. Найбільш ефективні сучасні джерела освітлення, світлодіодні лампи також працюють від постійного струму і не потребують високої напруги. Відповідно, виробники змушені постачати вбудованими трансформаторами і їх. Адже при перетворенні струму частина енергії неминуче витрачається даремно.

Ті, хто використовує альтернативні джерела енергії - сонячні батареї і вітряки, - як правило, накопичують дарову електрику в 12-вольтових автомобільних акумуляторах. Щоб підключити їх до домашньої мережі, потрібно використовувати трансформатори, що перетворюють постійний струм на змінний і задирають напругу до стандартних 220 вольт. При цьому велика частина кінцевих пристроїв-споживачів здійснює зворотне перетворення.

Виникає розумне питання - чи не краще відразу подавати в розетки постійний струм з низькою напругою? По-перше, це дозволить уникнути непотрібних втрат, пов'язаних із зайвими перетвореннями. По-друге, подібна мережа буде абсолютно безпечна - скільки ні суй пальці в розетку, нічого не станеться.

Подібне рішення було використано архітектором Енді Томсоном (Andy Thomson) в проекті екологічно доброзичливого котеджу MiniHome - всі побутові прилади в цьому будинку, крім мікрохвильової печі, харчуються від мережі з постійним струмом напругою в 12 вольт.

Інженери компанії Google також згодні з тим, що підключати комп'ютери та інші електронні пристрої до мережі 220 вольт - «або дурість, або шкідництво». Більш того, вони розробили і винесли на широке обговорення цілий проект з «впровадження високоефективних систем харчування для домашніх комп'ютерів і серверів», засновану на 12-вольтовому стандарті. Ось що потрібно зробити найближчим часом, на їхню думку:

1. Розробити загальний стандарт живлення електронних пристроїв, заснований на постійному струмі напругою в 12 вольт.

2. Розробити стандартний роз'єм живлення для 12-вольтових електричних мереж (кумедно, що єдиним загальновизнаним варіантом 12-вольтової розетки є автомобільний прикурювач).

3. Забезпечити всі споруджувані будинки додатковою електричною мережею на основі 12-вольтового стандарту живлення.

4. Переглянути стандарти прокладання електромереж для того, щоб знизити кількість 220-вольтових розеток до необхідного мінімуму.

Над питанням про те, який саме струм оптимальний для побутових потреб, колись було зламано чимало копій. Читайте про протистояння Томаса Едісона і Нікола Тесли: «Битва електричних королів».

Публікація TreeHugger