Lịch sử lưới điện

Khái niệm lưới điện xuất hiện từ cuối thế kỷ 19, nhưng ban đầu, chúng chỉ là các hệ thống truyền tải theo kiểu điểm-điểm, cung cấp điện từ nhà máy đến các địa điểm gần đó bằng dòng điện một chiều (Direct Current - DC).

Bước ngoặt quan trọng trong quá trình phát triển của lưới điện là sự ra đời của máy biến áp, cho phép thay đổi hiệu điện thế một cách hiệu quả. Nó đã mở đường cho việc áp dụng rộng rãi dòng điện xoay chiều (Alternating Current - AC). Điện xoay chiều có khả năng truyền năng lượng đi xa hơn và ít tốn kém hơn so với điện một chiều. Nhờ việc tăng điện áp lên mức cao ở đầu nguồn và giảm điện áp xuống mức thấp ở cuối nguồn, người ta có thể phân phối điện an toàn cho người dùng.

Việc mở rộng lưới điện là một câu chuyện về những đột phá không ngừng để đáp ứng cho nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của nhân loại. Đầu thế kỷ 20, xuất hiện những nhà máy phát điện lớn đầu tiên, đặc biệt là các nhà máy thủy điện. Các nhà máy này cần được kết nối với các khu vực tiêu thụ điện lớn, dẫn đến sự ra đời của các lưới điện khu vực đầu tiên. Do công nghệ truyền tải điện còn hạn chế, các lưới điện này chỉ hoạt động trong phạm vi nhất định.

Đến giữa thế kỷ 20, công nghệ truyền tải điện phát triển vượt bậc, cho phép xây dựng các đường dây truyền tải điện siêu cao áp, kết nối các khu vực bị cô lập trước đây thành một lưới điện quốc gia hoặc thậm chí xuyên lục địa. Đây là một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử phát triển của lưới điện, mở ra khả năng cung cấp điện cho tất cả mọi người, từ vùng xa xôi đến biên giới, hải đảo. Xu hướng mở rộng này vẫn tiếp tục cho đến ngày nay với các đề xuất dự án đang diễn ra như Siêu lưới điện châu Á kết nối Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản, hoặc Siêu lưới điện châu Âu kết nối các nước châu Âu, Bắc Phi và Trung Đông.

Các công nghệ liên quan là công nghệ truyền tải dòng điện xoay chiều điện áp cao (HVAC), công nghệ truyền tải dòng điện một chiều điện áp cao (HVDC), công nghệ truyền tải điện siêu dẫn (dùng vật liệu siêu dẫn), v.v

Vào đầu thế kỷ 21, xu hướng lưới điện “thông minh” đã trở nên rõ nét. Đây là một sự phát triển năng động từ mô hình lưới điện tập trung trước kia, nhưng tận dụng các công nghệ thông tin và truyền thông hai chiều cùng với các hệ thống điều khiển tiên tiến. Những tiến bộ này cho phép giám sát điện theo thời gian thực, điều chỉnh tự động và tích hợp các nguồn năng lượng đa dạng vào lưới, bao gồm cả năng lượng tái tạo vốn bất ổn.

Người tiêu dùng giờ đây không còn thụ động: các đồng hồ thông minh lắp tại nhà sẽ cung cấp dữ liệu về việc sử dụng năng lượng, cho phép họ đưa ra những quyết định tốt hơn. Bản thân lưới điện cũng trở nên bền vững hơn, nhờ khả năng tự phục hồi nhanh chóng và cô lập các sự cố để giảm thiểu tình trạng mất điện.

Các công nghệ liên quan là công nghệ lưới điện thông minh (smartgrid), công nghệ lưới điện vi mô (microgrid),v.v

Lưới điện hiện nay ở các nước trên thế giới không giống nhau mà phụ thuộc vào nhu cầu và nguồn lực cụ thể tại mỗi nơi. Một số quốc gia có hệ thống lưới điện kết nối với nhau, cho phép trao đổi năng lượng hiệu quả và dễ dàng tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo. Trong khi đó, một số nước lại có các lưới điện biệt lập, vận hành như những hòn đảo điện độc lập.

Trang Linh lược dịch (Theo Hitachi Energy)