Rozdział I – Narodziny energii elektrycznej

Od bursztynu do burzy

Słowo elektryczność ma korzenie w starożytnej Grecji – od greckiego ἤλεκτρον (ēlektron), oznaczającego bursztyn. Już Tales z Miletu (VI w. p.n.e.) zauważył, że potarty bursztyn przyciąga lekkie przedmioty, jak pióra czy słomki. Nie wiedział jeszcze, że chodzi o ruch ładunków elektrycznych, ale to była pierwsza „iskra" naszej wiedzy.

Potem długo uważano elektryczność za zjawisko magiczne – dopiero XVIII i XIX wiek przyniosły naukowe uporządkowanie. Benjamin Franklin bawił się latawcem podczas burzy, Alessandro Volta zbudował pierwsze ogniwo galwaniczne, a Michael Faraday odkrył, że ruch magnesu w pobliżu drutu potrafi wywołać prąd.

To właśnie odkrycie Faradaya – indukcja elektromagnetyczna – stało się podstawą wszystkich nowoczesnych generatorów.

Dynamo – serce elektrowni

Pierwsze praktyczne źródło prądu to dynamo, zbudowane w połowie XIX wieku. Nazwa pochodzi od greckiego δύναμις (dynamis) – „siła". Urządzenie opiera się na prostym fakcie: jeśli przewodnik (np. miedziany drut) porusza się w polu magnetycznym, wytwarza się w nim napięcie.

Wystarczyło więc połączyć ruch (np. obrotowy wał napędzany wodą czy parą) z polem magnetycznym – i powstawała energia elektryczna. Tak zaczęła się era elektrowni.

Pierwsze elektrownie i „wojna prądów"

Pod koniec XIX wieku Thomas Edison w Nowym Jorku uruchomił pierwszą publiczną elektrownię, opartą na prądzie stałym (DC – direct current). Jednak prąd stały miał poważną wadę – nie dało się go przesyłać na dalekie odległości bez gigantycznych strat.

Na scenę wkroczył Nikola Tesla i George Westinghouse, promując prąd przemienny (AC – alternating current), który łatwo dało się transformować na wyższe i niższe napięcia. „Wojna prądów" zakończyła się zwycięstwem AC – do dziś to właśnie on płynie w naszych gniazdkach.

Co ciekawe, dziś prąd stały wraca do łask, ale w zupełnie innym kontekście – w sieciach wysokiego napięcia (HVDC), które lepiej sprawdzają się w przesyle na tysiące kilometrów czy podmorskich kablach.

Fabryki energii – różne drogi do tego samego celu

Dziś prąd powstaje w najróżniejszych elektrowniach. Choć różnią się źródłem energii, łączy je wspólny cel: wprawić w ruch turbinę, a ta napędza generator.

Węglowe i gazowe

Przez ponad wiek były fundamentem systemu. Spalanie paliwa podgrzewa wodę, para obraca turbinę. Proste, ale z ogromnym śladem węglowym.

Wodne

Wykorzystują siłę spadającej wody. Nazwa „hydroelektrownia" od greckiego hydro (woda). Ogromne tamy, jak Hoover Dam, wytwarzają gigawaty energii, ale zmieniają całe ekosystemy.

Atomowe

Zamiast spalania mamy rozszczepianie jąder atomowych. Energia cieplna uwalniana w reaktorze podgrzewa wodę i napędza turbinę. To czysta (w sensie emisji CO₂), ale kontrowersyjna technologia.

Wiatrowe

Tutaj sam wiatr kręci turbiną. Nowoczesne wiatraki mają skrzydła długości boeinga 747 i generują energię dla tysięcy domów.

Słoneczne

Nie kręcą turbiną, tylko zamieniają światło w prąd dzięki zjawisku fotowoltaicznemu, odkrytemu w XIX wieku przez Becquerela. Dziś panele pokrywają dachy, pola, a nawet pustynie.

Geotermalne

Para z wnętrza Ziemi, dosłownie energia wnętrza planety, też może napędzać turbiny. Islandia korzysta z tego na szeroką skalę.

Warto zauważyć, że wszystkie te różne technologie sprowadzają się do jednej idei: porusz magnes względem przewodnika albo przewodnik względem magnesu – i masz prąd.

Dlaczego różnorodność?

To, z czego korzysta dany kraj, zależy od geografii, historii i polityki:

• Francja postawiła na atom (ok. 70% energii)
• Norwegia na hydro (ponad 90%)
• Polska wciąż na węgiel
• Niemcy intensywnie rozwijają wiatr i słońce

Każdy system to kompromis między dostępnością zasobów, bezpieczeństwem energetycznym, ekologią i kosztami.

Podsumowanie rozdziału

Prąd nie bierze się „z gniazdka", lecz z długiego łańcucha przekształceń energii. Od bursztynu i eksperymentów z iskrami, przez dynama, wojny prądów i narodziny elektrowni, aż po współczesne farmy wiatrowe i panele słoneczne – historia pokazuje, że ludzkość nauczyła się ujarzmiać różne siły natury, by wszystkie zamieniać w ten sam, uniwersalny język elektronów.