De oorlog der stromen

Dit artikel is het eerste uit een serie van twee artikelen. Het onderwerp van deze twee gaat over het elektriciteitsnet, het ontstaan, de uitvinders, en welke veranderingen er voor de deur staan. Dit eerste artikel gaat voornamelijk over het ontstaan van het elektriciteitsnet en over de uitvinders die belangrijkste bijdragen geleverd hebben die gezorgd hebben voor het ontstaan van het huidige elektriciteitsnet. 

Het allereerste openbare elektriciteitsnet werd gebouwd in het Verenigd Koninkrijk in 1882, zo'n 82 jaar nadat de Italiaanse fysicus, Alessandro Volta er voor het eerst in slaagde om elektriciteit te produceren. Dit deed hij door gebruik te maken van een batterij met daarin een aantal chemische stoffen. Zijn toestel, samengesteld uit een aantal kommen gevuld met een zoutoplossing die waren verbonden met koperen en zinken draden, was het allereerste toestel dat in staat was om een ononderbroken elektrische stroom te leveren. Later maakte hij nog een eenvoudiger ontwerp die uit plaatjes koper en zink bestond. Het duurde wel nog een hele tijd na deze uitvinding voordat men het eerste elektriciteitsnet aanlegde. Het was in de  stad Godalming in Surrey in het Zuid Oosten van Engeland, dat zich het eerste elektriciteitsnet bevond.

Het voornaamste doel van dit elektriciteitsnet was voor de verlichting in de woningen en andere gebouwen. Dit elektriciteitsnet werd niet voorzien van elektriciteit via het verbranden van fossiele brandstoffen, maar er werd gebruik gemaakt van waterkracht. Namelijk werd de elektriciteit opgewekt in de lokale waterkrachtcentrale langs de Wey rivier. In deze waterkrachtcentrale stond er Siemens alternator en deze wekte voldoende elektriciteit op om een reeks lichten te doen branden in het dorp. Een jaar, in 1882, na het eerste elektriciteitsnet in Godalming, onthulde Thomas Edison 's werelds eerste elektriciteitsnet waarbij de elektriciteit opgewekt wordt door een generator aangedreven door een stoomturbine. Thomas Edison was een Amerikaanse uitvinder en zakenman, die zijn fortuin maakte door uitvindingen op te kopen en de octrooien op zijn eigen naam vast te leggen. Als deze succesvol bleken, perfectioneerde hij ze en nam ze in productie. Edison was een lange tijd recordhouder voor het grootste aantal octrooien toegekend aan een persoon, namelijk had hij er rond de 1400.  De elektriciteit opgewekt in deze centrale was geen wisselstroom zoals we dat nu kennen, maar toen was de elektriciteit op het elektriciteitsnet gelijkstroom. Thomas Edison's elektriciteitscentrale bevond zich in Holborn Viaduct in London en hij had toen een contract met de stad om voor drie maanden lang elektriciteit te leveren aan de stad voor de straatverlichting.

Thomas Edison, de Amerikaanse uitvinder en zakenman, 

die voorstander was van een elektriciteitsnet dat gelijk-

stroom vervoerd

Het volgend jaar, in 1883, opende Edison z'n twee elektriciteitscentrale maar nu niet meer in Euopa maar nu in de VS. Namelijk in New York City opende hij Pearl Street Power Station en ook hier was de opgewekte stroom gelijkstroom. Doordat de opgewekte stroom gelijkstroom is, koos Edison er steeds voor om elektriciteit op te wekken op of heel er dicht bij de locatie waar het gebruikt wordt. Dit omdat er bij Edison elektriciteitsnet, met gelijkstroom, geen mogelijkheid was om de spanning van de elektriciteit aan te passen. De voltage die men kiest bij het opwekken is steeds een compromis tussen twee verschillende zaken. Namelijk hoe hoger de spanning, hoe lager de stroom moet zijn om een bepaalde hoeveelheid vermogen over te brengen. Daarnaast zijn de verliezen lager bij een lagere stroom. Maar een hogere spanningen brengt wel een aantal gevaren met zich mee en moeten de kabels veel sterker geïsoleerd zijn.

Nikola Tesla, was een Servisch-Amerikaanse uitvinder, elektrotechnicus en natuurkundige. Hij wordt gezien als een van de grootste ingenieurs en uitvinders aller tijden. Hij staat bij het grote publiek vooral bekend als de uitvinder van de wisselstroomgenerator en de wisselstroommotor. Maar daarnaast is hij ook de uitvinder geweest van de voornaamste componenten van het elektriciteitsnet. Hij heeft ook een korte tijd gewerkt voor het bedrijf van Thomas Edison, en hij is degene die uiteindelijk eigenlijk gezorgd heeft voor de opkomst van een elektriciteitsnet op wisselstroom. Edison kreeg een bepaald probleem met één van 'zijn' uitvindingen niet opgelost en beloofde een flinke beloning te betalen aan degene die dat voor hem kon doen. Tesla, als werknemer van Edison, nam de uitdaging aan en vond binnen een relatief korte tijd de oplossing. Maar Edison weigerde echter de beloofde beloning te betalen aan Tesla en antwoorde: 'Je begrijpt onze Amerikaanse humor niet, Tesla!" Kort nadien weigerde Edison om Tesla's weeksalaris van $18 te verhogen tot $20, waarop Tesla ontslag nam en zijn eigen bedrijf begon.

Tesla was al altijd erg gefascineerd door wisselstroom. En uiteindelijk ontdekte hij dat met wisselstroom het mogelijk is om de spanning van de elektriciteit te gaan aanpassen naargelang de applicatie. Zo kon men elektriciteit met een hoge spanning vervoeren en eenmaal op de gewenste locatie kan deze spanning omlaag gebracht worden met een transformator. Uiteindelijk was zijn ontwerp voor het elektriciteitsnet een stuk veiliger en veel efficiënter dan dat van Edison. Tesla was altijd al erg geïnteresseerd in wisselstroom en zijn toepassing, zo is hij ook de uitvinder van de wisselstroommotor maar ook nog een heleboel andere zaken. Telsa ontwierp de algemene theorie voor een dergelijk systeem zodat het voor alle toepassingen en toestellen gebruikt zou kunnen worden.

George Westinghouse, Amerikaanse onder-

nemer en ingenieur. Samen met Nikola Tesla

was hij groot voorstander van een elektriciteits-

net dat wisselstroom vervoerd

En in 1888 toonde George Westinghouse, wie een patent had op het type transformator die een belangrijk element was in het ontwerp van Tesla, interesse in z'n theorie. Dit heeft er uiteindelijk voor gezorgd dat hij samen met Tesla is begonnen met Tesla's bedrijf uit te bouwen. Deze samenwerking tussen Tesla en Westinghouse is er gekomen doordat Tesla het patent had op de wisselstroommotor en Westinghouse had het patent op de transformator. George Westinghouse gebruikte zijn uitvinding op dat moment al in praktijk, namelijk was hij beheerder van een wisselstroom elektriciteitsnet in Massachusetts. Maar de wisselstroom van Westinghouse's elektriciteitsnet kon toen enkel maar gebruikt worden voor verlichting. Dit omdat er nog geen wisselstroommotoren op de markt te verkrijgen waren. En dus doordat Westinghouse en Telsa allebei cruciale patenten hadden omtrent apparaten voor in een wisselstroom elektriciteitsnet, zijn ze gaan samen werken. En zo hebben ze samen gezorgd voor het succes van het wisselstroom elektriciteitsnet.

In 1886 installeerden Westinghouse en Stanley, een andere Amerikaanse uitvinder, het eerste Amerikaanse wisselstroom-energienetwerk in Great Barrington. Een door waterkracht aangedreven generator, die 500 volt wisselspanning produceerde, voorzag dit netwerk van energie. De spanning werd tot 3000 volt gebracht voor de transport en werd dan lokaal weer tot 100 volt gebracht. Dit om de verliezen tijdens het transport zoveel mogelijk te beperken. Tijdens de wereldtentoonstelling van 1893 in Chicago waren elektriciteit en kunstlicht nieuwe fascinerende uitvindingen. De tentoonstelling, die uiteindelijk 27 miljoen bezoekers zou lokken, werd geopend met de onthulling van een gigantische gloeilamp van 2,5 meter hoog. Deze bevond zich op het paviljoen van Edison, dat zelfs zijn eigen gelijkstroomgenerator had. Maar deze gigantische gloeilamp was meteen ook de enigste gloeilamp van Edison op de wereldtentoonstelling. De 180.000 lampen, van normale grootte, die de rest van het enorme terrein verlichten, waren ontwikkeld en geleverd door Westinghouse. Deze lampen waren aangesloten op wisselstroomgeneratoren uitgevonden door Nikola Tesla.

De elektrische stoel uitgevonden door één 

van een ingenieur ingehuurd door Edison's 

bedrijf.

Op dat ogenblik in geschiedenis was de oorlog der stromen aan de gang. Aan de ene zijde had je Thomas Edison en zijn bedrijf die voorstander waren van de invoering van een elektriciteitsnet dat gelijkstroom vervoerde. En langs de andere kant had je Westinghouse en Tesla die voor de invoering waren van een elektriciteitsnet dat wisselstroom vervoerde. Deze twee kampen zorgde ervoor dat er tussen beide fabrikanten en uitvinders een hevige concurrentiestrijd ontstond dat ook wel de 'War of Currents' genoemd wordt. De strijd bereikte een absurd hoogtepunt in 1887 toen een groep afgevaardigen van de staat New York vroeg aan Edison  vroeg of elektriciteit gebruikt kon worden als executiemethode. Hoewel Edison hier eerst niets van wilde weten, gaf hij toch toe. Met één kanttekening: "Dan moet je wel de stroom van mijn concurrent, 'Westinghouse', gebruiken want deze is veel dodelijker". Edison nam dus de opdracht aan om reclame te kunnen maken voor zijn bedrijf en uitvindingen en om die van Westinghouse in een slecht daglicht te zetten.  En Edison hoopte zelfs op deze manier Westinghouse uit te schakelen door 'zijn' wisselstroom te associëren met de dood.

Maar ondanks alle pogingen van Edison om wisselstroom in diskrediet te brengen, mislukte dit uiteindelijk omdat het steeds duidelijker werd dat de voordelen van een elektriciteitsnet dat wisselstroom vervoerd groter waren dan van Edison dat gelijkstroom vervoerd.

Geschreven door Emile Glorieux