Dlaczego Brytyjczycy zaadaptowali elektrykę odmienną od europejskiej - historia elektryfikacji Wielkiej Brytanii
Seria artykułów "Fenomeny brytyjskiego mieszkalnictwa" opisuje zagadnienia charakterystyczne dla mieszkalnictwa w Wielkiej Brytanii.
Przedstawione i wyjaśnione zostają w nich najczęściej zadawane pytania odnośnie brytyjskich budynków mieszkalnych - ich architektury, stylów, instalacji czy konstrukcji, które wprawiają w zdumienie, ciekawią i intrygują mieszkańców krajów reszty świata.
Wielka Brytania wybiła się od reszty kontynentu nie tylko swoimi własnymi gniazdkami i wtyczkami; mieszkańcy Wysp stosują także nietypowy układ obiegu kabli w instalacji elektrycznej, a napięcie prądu oraz kolory okablowania dopiero niedawno zostały ujednolicone z resztą Europy. Aby dowiedzieć się dlaczego Brytyjczycy stosują tak swoiste rozwiązania w dziedzinie elektryczności musimy wybrać się w podróż po elektryfikacji Wielkiej Brytanii.
Od bursztynu do elektryczności
Prawie pierwszy Edison
Czy Thomas Edison wynalazł żarówkę?
Owszem...lecz nie jako pierwszy.
W roku 1878 brytyjski wynalazca Joseph Swan z Sunderland opracował pierwsze na świecie oświetlenie żarowe, które z sukcesem wyparło - również elektryczne - lecz niedostosowane do użytku w pomieszczeniach zamkniętych i zbyt ryzykowne dla bezpieczeństwa - oświetlanie za pomocą lamp łukowych.
Na zdjęciu poniżej: Londyn w blasku lamp łukowych, 1881.
Dzięki ujarzmieniu światła w szklanej bańce stało się możliwe umieszczenie lamp elektrycznych wewnątrz budynków. Za sprawą lamp Swana w 1878 roku galeria sztuki w Cragside stała się pierwszym budynkiem na świecie w pełni oświetlonym dzięki żarówkom, a rok później ulica Mosley Street w Newcastle otrzymała tytuł pierwszej ulicy na świecie oświetlonej lampami żarowymi.
W 1881 roku Swan otworzył Benwell Lamps - pierwszą na świecie fabrykę żarówek.
Dlaczego więc to Edisonowi a nie Swanowi przypisujemy wynalezienie słynnej żarówki?
W 1879 roku w USA Thomas Edison wyprodukował swoją własną żarówkę jednak ze względu na pierwszeństwo Swana nie mógł opatentować wynalazku pod własnym nazwiskiem.
Amerykanin doskonale wiedział jaki potencjał niesie ze sobą oświetlanie elektryczne, zaś Swan był świadom, że bez doświadczenia w biznesie, prestiżu i zaplecza finansowego jakim dysponował Edison nie zdziała wiele - tak w 1883 roku w Londynie postała spółka Edison and Swan United Light Company Limited, zwana potocznie jako Ediswan, która opanowała rynek brytyjski.
Od momentu wynalezienia żarowego oświetlenia elektrycznego, które można było w bezpieczny i efektywny sposób stosować w pomieszczeniach zamkniętych popyt na żarówki wzrósł już nie tylko dla zakładów przemysłowych i fabryk, ale też dla pomieszczeń mieszkalnych i tych użytku publicznego.
Jednak sama żarówka nie wystarczała aby rozpędzić proces elektryfikacji Wielkiej Brytanii; trzeba było jeszcze w jakiś sposób dostarczyć do niej energię. Dotychczas używane do wytwarzania prądu baterie elektryczne, generatory i prądnice nie pokryłyby zapotrzebowania na większą skalę.
W 1882 roku w Nowym Yorku Thomas Edison uruchomił pierwszą elektrownię, która była w stanie zasilić ok 7200 żarówek dla mieszkańców, znajdującego się w odległości kilka kilometrów od elektrowni, Manhattanu. Edison i jego produkt - elektrownia przesyłająca prąd stały DC dla klientów posiadających jego żarówki zaczęły podbijać świat.
Co ciekawe, i w tym wypadku Edison nie był pierwszym, który oświetlił za pomocą żarówek domy osób prywatnych. Już w 1881 w brytyjskim Godalming (Surrey) powstała pierwsza publiczna elektrownia, która w ramach eksperymentu za pomocą żarówek Josepha Swana oraz alternatorów innego prekursora z dziedziny elektroniki - Wernera Siemensa zasiliła ulice i domy mieszkańców miasteczka.
To co wyróżniło ten eksperyment to jego publiczny, czyli nieprywatny wymiar; został on bowiem przeprowadzony przez władze miejskie Goldaming Borough Lighting Committee, a nie jak dotychczas przez firmy prywatne.
Wydawać mogłoby się, że to właśnie Wielka Brytania poprowadzi świat w kierunku elektryfikacji, tak jak zrobiła to w przypadku systemu wodociągowego i wodno-kanalizacyjnego, jednakże tym razem to USA zagrały pierwsze skrzypce.
Edison szybko zorientował się, że przesył prądu stałego DC jest nieefektowny - im dalej znajdował się odbiorca tym mniejszą ilość napięcia otrzymywał, co oznaczało, że im dalej na linii umieszczona była żarówka tym słabiej świeciła. W 1887 roku pracownik Edisona Nikola Tesla przedstawił swój pomysł - przesył prądu zmiennego AC - co oznaczało, że prąd zamiast poruszać się jednostronnie, przemieszczałby się nieustannie tam i z powrotem, co zmniejszyłoby straty w jego użyciu. Wynalazek Tesli pozwolił też na wprowadzenie gniazdek elektrycznych. Od tamtego momentu ci dwaj hegemoni elektryczności stali się zaciekłymi rywalami, a ich AC i DC wyraźnie wyznaczyły geopolityczną mapę świata.
Elektryczność podbija Wielką Brytanię
Elektryczność w dość chaotycznym stylu zadomowiła się na Wyspach. Powoli zdominowała rynek nie tylko przez koszta jakie ze sobą niosła, ale też poprzez kampanie gazownicze, które widząc zagrożenie w zastępowaniu lamp gazowych elektrycznymi mocno sprzeciwiały się tej idei.
Jak grzyby po deszczu wyrastały wszelkiego typu, zarówno prywatne jak i stawiane przez władze lokalne, elektrownie dostarczające prąd dla swoich klientów. Każda z nich posiadała swój własny sposób dystrybucji energii, częstotliwość, oraz napięcie co skutkowało tym, że odbiorca musiał posiadać lampy elektryczne kompatybilne z nimi; z reguły dostawcy prądu oferowali swoje własne podłączenie.
Na przełomie wieków energia elektryczna rozszerzała swój zasięg. Największy popyt na prąd był w godzinach wieczornych i nocnych - głównie do oświetlania ulic oraz miejsc pracy w fabrykach i zakładach przemysłowych. Dostawcy energii, poprzez brak popytu na prąd w godzinach dziennych, gromadzili nadprodukcję, która nie przynosiła im żadnych dochodów. Przełom nastąpił w momencie wdrożenia do użytku nowego pojazdu - tramwaju. Dzięki temu innowacyjnemu transportowi publicznemu i dziennej dystrybucji energii na trakcje elektryczność stawała się coraz bardziej ekonomiczna.
Na zdjęciu poniżej: jeden z pierwszych tramwajów elektrycznych w Wielkiej Brytanii, Blackpool, 1885
Pierwsze elektryczne narzędzia i urządzenia domowego użytku posiadały podłączenie zależne od typu elektryczności jaki w danym kraju lub regionie panował. Niemiecki rynek został zdominowany przez firmę AEG, twórcę pierwszej wiertarki elektrycznej. Przedsiębiorstwo preferowało prąd zmienny Tesli o 240V i 50Hz. w rezultacie takie właśnie parametry rozprzestrzeniły się w Niemczech, a później również w innych krajach Europy.
W USA dominację nad edisonowym prądem stałym również przejął prąd zmienny jednak w przeciwieństwie do Europy na amerykańskiej ziemi rozbudowana już została olbrzymia sieć kabli przewodzących napięcie 110V. Na rynku istniało też wiele domowych urządzeń elektrycznych, które przy zmianie parametrów w przewodach uległyby zniszczeniu; zdecydowano by poprowadzić drugą, równoległą linię o wyższym napięciu, tak zaspokojono zapotrzebowanie na prąd przy jednoczesnym pozostaniu przy 110V. Wiodąca na rynku amerykańskim Westinghouse Electric Company ustaliła częstotliwość 60Hz, która jest tam stosowana po dziś dzień.
W Wielkiej Brytanii po I Wojnie Światowej w samym Londynie można było doliczyć się aż kilkadziesiąt różnych systemów w jakich dostarczany był prąd, w tym o 24 różnych napięciach i 10 różnych częstotliwościach co oznaczało, że ewentualna przeprowadzka do innego domu w tym samym mieście wiązałaby się z wymianą wszystkich urządzeń elektrycznych. Elektryczność nie była też luksusem dostępnym dla wszystkich warstw społecznych, cena oświetlania pięciu żarówek równała się wartości przeciętnej tygodniowej pensji.
Na zdjęciu poniżej: dystrybutor energii elektrycznej Wandsworth Power Station, Londyn, 1900
Jednak to nie przez koszta Wielka Brytania pozostała w tyle w światowym biegu elektryfikacji lecz poprzez dominację sprywatyzowania tego sektora na Wyspach i zwłoce w połączeniu go w jeden wspólny system. Niemcy i Francja wytwarzały wówczas dwa razy więcej energii elektrycznej niż Wielka Brytania właśnie dzięki scentralizowaniu swoich elektrowni. Brytyjczykom centralizacja kojarzyła się bardziej z komunizmem niż z wypielęgnowaną przez nich indywidualnością kapitalizmu lecz czas płynął a światła na kontynencie świeciły coraz jaśniej.
W 1926 roku powstał CEB Centralny Zarząd Energetycznty, którego zadaniem było utworzenie National Grid - narodowej sieci energetycznej. Jedno z największych budowalnych przedsięwzięć w historii Wielkiej Brytanii utworzyło 7 niezależnych od siebie sieci, które za pomocą linii przesyłowych wysokiego napięcia zostały połączone z najbardziej wydajnymi dystrybutorami prądu w kraju, dzięki czemu koszt energii elektrycznej zmniejszył się o połowę. W 1936 roku sieć National Grid została ukończona.
W 1938 roku zdecydowano, że z powodu nierównomiernego rozmieszczenia elektrowni elektrycznych między północą a południem kraju, bardziej efektywnym rozwiązaniem będzie połączenie wszystkich 7 indywidualnych sieci w jeden wspólny system.
Na zdjęciach poniżej:
1. pracownicy kładący 33,000. woltowe kable, sierpień 1933, Berkshire
2. pracownicy podnoszący izolator na szczyt słupa elektrycznego, 1935, Ipswich
3. jeden z wielu walijskich słupów energetycznych zniszczonych przez śnieżycę 1937
W czasie II Wojny Światowej, po niemieckim nalocie Blitz na Wyspy, system wspólnej sieci pozwolił na zaopatrywanie w energię najbardziej zapalnych punktów w kraju. Elektryczność została zracjonowania dla każdego konsumenta do 5 godzin na dobę.
Na zdjęciu poniżej: uszkodzone linie energetyczne podczas II Wojny Światowej, Liverpool
Wtyczki, kable, napięcie
Boom gospodarczy lat 60. na Wyspach odzwierciedlił się m.in. w budownictwie. Zapotrzebowanie na nowe budynki mieszkalne pokryło się z zapotrzebowaniem na miedź, której nastąpił deficyt. Elektryczność, która stała się standardem w domach ówczesnych Brytyjczyków, wymagała użycia niezliczonej ilości kabli, czyli miedzi.
Aby poradzić sobie z tą sytuacją Brytyjczycy wynaleźli nowy sposób obiegu kabli. Dotychczas każde gniazdko było bezpośrednio połączone z główną skrzynką bezpieczników, co wymagało użycia dość sporej ilości przewodów. Zastosowano nową metodę - obiegową; od tamtej pory każda z kilku linii kabli obejmować miała kilka gniazdek naraz, co pozwoliło zaoszczędzić ok. 30% materiału. Problem bezpieczników rozwiązano w sposób dość nietypowy, otóż umieszczono je bezpośrednio we wtyczkach. Dodatkowo, każde gniazdko wyposażono w pstryczek włącz/wyłącz (On/Off).
Nowy system okazał się niebywale bezpieczny dla obywateli. Gdy nastąpiła awaria jakiegoś sprzętu elektrycznego np. suszarki, bezpiecznik we wtyczce natychmiastowo odcinał drogę awarii do systemu głównego, dzięki czemu ta metoda jest stosowana po dziś dzień.
W drugiej połowie 20. wieku nadszedł czas na wprowadzenie nowego, bezpieczniejszego rodzaju wtyczki - modelu BS1363.
Typ wtyczki, który królował na Wyspach do lat 50. - znany jako BS546 - już oficjalnie wycofany z użycia, nadal można spotkać. Używany jest m.in. w budynkach chronionych, lub o wartości historycznej np. w muzeach czy teatrach. Wtyczki te, również 3-bolcowe zostały wycofane z powodu niejednolitej mocy jaką dostarczały. Niektóre były dostosowane do 2Amp, a inne do 5Amp lub 15Amp.
Jednakże trzy-bolcowe wtyczki nie były jedynymi jakie panowały na Wyspach; na początku 20.wieku tworzono jedno- oraz dwu-bolcowe. Uziemienie stało się standardem dopiero w drugiej połowie 20.wieku.
Za czasów Imperium Wielka Brytania wprowadziła wtyczki BS 546 do swoich dominium i krajów zależnych. Popularne były m.in. w Pakistanie, RPA, Namibii, Sri Lance, Hong Kongu czy Singapurze, w niektórych z nich np. w Indiach są używane po dziś dzień.
Francuzi, jedni z najlepszych w Europie z wiedzy elektrotechnicznej, połączyli swoje siły z innymi krajami m.in z Niemcami - postawili oni na wtyczki 2-bolcowe. W krajach, w których Francja miała swoje kolonie, głównie afrykańskich np. Maroko, przyjął się europejski model wtyczek.
W dzisiejszym świecie wyraźnie widać jak wojna Edisona z Teslą zaznaczyła swoją geopolityczną granicę elektryczności. Większość krajów obu Ameryk, Japonia i kilka mniejszych wyspiarskich państw stosują napięcie niskie - 100-127V (co prawda u większości z nich jest poprowadzona linia podwójna z AC, wszak wysokie zapotrzebowanie na prąd jest normą w dzisiejszych czasach) natomiast reszta świata preferuje wysokie - 220-240V.
W 2003 roku Unia Europejska narzuciła ujednolicone napięcie prądu dla wszystkich swoich krajów - 230V. Kraje europejskie podwyższyły swój limit z 220V, natomiast UK zmniejszyło z 240V.
W 2004 roku Wielka Brytania wprowadziła zmianę kolorów okablowania w celu zharmonizowania kolorów brytyjskich z unijnymi, jak i w celu zapewnienia spójności i uniknięcia nieporozumień. Standaryzacja kolorów kabli nastąpiła w niedalekiej przeszłości dlatego w dzisiejszych brytyjskich domach bardzo często można spotkać różne oznakowania przewodów (głównie w starym budownictwie) zarówno tych sprzed 2004 roku jak i sprzed 1977 roku.
Dziś brytyjski, jakże odmienny od europejskiego, model instalacji elektrycznej zdumiewa, fascynuje, intryguje, a czasem nawet śmieszy obcokrajowców lecz mimo swoich chaotycznych i nieco mozolnych początków w zaadoptowaniu się na Wyspach wzniósł się do rangi jednego z najbezpieczniejszych systemów instalacji elektrycznych na świecie.
Spodobał Ci się artykuł?
Nie kopiuj! Udostępnij.
Z serii "10 fenomenów brytyjskiego mieszkalnictwa" ukazały się także:
W oparciu o:
"Bogactwo i nędza narodów" David S.Landes
https://www.philandgarth.com/plug-and-socket-types-around-the-world/
https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:World_map_of_electrical_mains_power_plug_types_used.svg
https://ethw.org/Edison%27s_Electric_Light_and_Power_System
https://www.lusoelectronics.com/why-dont-we-use-the-same-plug-socket-globally/
https://www.flickr.com/photos/8050359@N07/8194856865
https://www.gracesguide.co.uk/County_of_London_Electric_Lighting_Co
https://www.indifferentlanguages.com/words/electric#region-1
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Etymology_of_electricity
https://www.thegreatcoursesdaily.com/magnetism-static-electricity-and-gravity-the-three-hidden-forces/
https://www.countrylife.co.uk/property/guides-advice/the-history-of-electric-lighting-16206
https://www.nps.gov/edis/learn/kidsyouth/the-electric-light-system-phonograph-motion-pictures.htm
https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/people/ap8506/the-edison-and-swan-electric-light-company-limited
https://www.sciencemuseum.org.uk/objects-and-stories/everyday-wonders/electric-lighting-home
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Street_light
http://www.godalmingmuseum.org.uk/index.php?page=1881-godalming-and-electricity
http://www.engineering-timelines.com/scripts/engineeringItem.asp?id=782
https://www.iec.ch/history/how-why-iec-was-started
https://www.powerstations.uk/history-of-power-generation/
https://www.plugsocketmuseum.nl/British-plugSocket_history.html
https://www.google.com/amp/s/www.yorkshirepost.co.uk/heritage-and-retro/heritage/northern-powerhouse-time-when-lights-stayed-london-ran-dry-2881255%3famp
https://www.nationalgrid.com/about-us/what-we-do/our-history/history-electricity-transmission-britain
http://www.engineering-timelines.com/how/electricity/electricity_07.asp
https://www.google.com/amp/s/www.independent.co.uk/arts-entertainment/tv/features/power-struggle-national-grid-was-created-provide-energy-all-s-when-problems-really-began-2113229.html%3famp
https://www.electriciancourses4u.co.uk/useful-resources/history-of-wiring-colours-cable-sheathing-bs7671/
http://fulmerresearchinstitute.uk/plugs-sockets/
https://www.visualbuilding.co.uk/electrical-plans
Wszystkie są niesamowite 👍
OdpowiedzUsuńFajnie wiedzieć.
OdpowiedzUsuńCud techniki 😂
OdpowiedzUsuńFajne artykuły, z cyklu zawsze chciałam zapytać :-) Dziękujemy i prosimy o więcej!
OdpowiedzUsuń"Edison szybko zorientował się, że przesył prądu stałego DC jest nieefektowny " tu chyba nie o wyglad chodzi tylko o efektywnosc czyli inaczej oplacalnosc.
OdpowiedzUsuń