Az „áramok háborúja”: Tesla és Edison rivalizálása
Thomas Edison és Nikola Tesla neve alighanem mindenki számára ismerősen cseng: mindketten korszakalkotó feltalálók és számos szabadalom birtokosai voltak. A 19. század végén, amikor megkezdődött az elektromos világítás és a villamosenergia-hálózatok szélesebb körű kiépítése, komoly vita bontakozott ki arról, milyen rendszerrel érdemes áramot eljuttatni az otthonokba és az üzemekbe. Edison az egyenáram alkalmazását támogatta, míg Tesla a váltakozó áram mellett érvelt. A hozzájuk és az őket támogató vállalatokhoz kötődő, jelentős médiafigyelemmel kísért üzleti és technológiai küzdelem „az áramok háborúja” néven vált ismertté.
Thomas Alva Edison amerikai feltaláló, kutató és sikeres üzletember volt, akinek nevéhez több mint ezer szabadalom kapcsolódik. Olyan találmányok fejlesztésében és elterjesztésében vett részt, mint a fonográf és a mozgókép korai technológiái. Menlo Park-i laboratóriumában nagyszámú munkatárssal dolgozott, ezért gyakran a modern ipari kutatás egyik úttörőjeként emlegetik.
Nikola Tesla szerb származású amerikai feltaláló és mérnök volt, akit rendkívüli képzelőereje és korát megelőző elképzelései tettek híressé. Élete során számos találmányon dolgozott, és több száz szabadalmat jegyeztek be a nevére. Különc személyisége, látványos bemutatói és merész jövőképe miatt már saját korában is legendás alaknak számított.
Edison: egyenáram (DC)
Az egyenáramnál az elektromos töltés mindig ugyanabba az irányba halad, ezzel szemben a váltakozó áram folyamatosan irányt vált. Magyarországon a hálózati áram másodpercenként 50-szer változtat irányt, ezért mondjuk, hogy a frekvenciája 50 Hz. Az elektronok gyakorlatilag rezegnek a vezetékben.
Egy elem vagy egy akkumulátor egyenáramot szolgáltat, de a napelemek is egyánáramot állítanak elő, illetve a telefonok és laptopok működéséhez is ez kell. A falban futó vezetékben miért folyik mégis váltakozó áram? A kérdés megválaszolásához vissza kell kicsit mennünk az időben.
Edison az 1880-as évek elejére már egy teljes DC-rendszert épített ki: erőműveket, vezetékeket, mérőket és izzólámpákat. 1882-ben megnyitotta New York-ban az első egyenáramú erőművét (Pearl Street), ami a közelében lévő épületeket tudta ellátni elektromossággal. A gőzturbinák segítségével generált áramot rézvezetékeken szállították el a fogyasztókhoz kb. 800 méteres körzetben.
Tesla: váltakozó áram (AC)
Tesla az 1880-as évek elején utazott az Egyesült Államokba Edison cégének hívására. Felismerte és folyamatosan hangoztatta az egyenáramú rendszerek legnagyobb hátrányát: nehéz gazdaságosan szállítani. Alacsony feszültségen a nagyobb távolságra történő szállításhoz ugyanis nagyon vastag rézvezetékekre volt szükség, továbbá sok energia hő formájában elveszett. Magasabb frekvenciára alakítás pedig abban az időben még nem állt rendelkezésre, emiatt Edison rendszeréhez néhány utcánként erőművekre lett volna szükség. Ezzel szemben Tesla a váltakozó áramú (AC) rendszereket preferálta és kutatta.
Az AC rendszerek nagy előnye, hogy transzformátorokkal könnyedén magasabb frekvenciára alakíthatták, ezáltal sokkal kisebb veszteséggel lehetett szállítani. 1888-ban egy amerikai üzletember, George Westinghouse megvásárolta Tesla váltóáramú szabadalmi jogait, és gyártókapacitása, valamint üzleti hálózata segítségével elkezdték a rendszert terjeszteni.
Az „áramok háborúja”
Edison cégei eddigre már rengeteg pénzt fektettek a DC infrastruktúrába és a hozzá kapcsolódó szabadalmakba. Az AC elterjedése ezért nemcsak műszaki nézeteltérés, hanem komoly üzleti fenyegetés volt. Westinghouse Edisonénál alacsonyabb árakon vállalta az erőművek építését, aminek következtében Edison negatív kampányt indított. Ebben az AC rendszerek veszélyeire próbálta felhívni a figyelmet. Állítólag kóbor kutyákat fogtak be, és végeztek ki nézők szeme láttára váltakozó árammal, bizonyítva annak rendkívüli veszélyességét.
Mi döntötte el a versenyt?
Két látványos siker:
- Az 1893-as chicagói világkiállítás. Westinghouse cége AC-rendszerrel világította ki a kiállítást, ráadásul Edison rendszerénél alacsonyabb ajánlati áron. A hatalmas, fényárban úszó kiállítás megmutatta, hogy a váltakozó áram nagy léptékben is működőképes.
- A Niagara-vízesés erőműve. A Tesla–Westinghouse-féle többfázisú AC-rendszerrel a vízesés energiáját mintegy 26 mérföldre, Buffalo városáig továbbították. Buffalo 1896-ban kapott áramot a Niagara-erőműből, ami gyakorlatilag bebizonyította az AC hosszútávú előnyeit.
Edisonék cégei tehát ezt a műszaki/üzleti versenyt elvesztették, de ez nem jelenti azt, hogy az egyenáram „rossz” lett volna: az akkumulátorok, számítógépek, mobiltelefonok, elektromos autók mind-mind DC alapúak.