電的發展史

電的發現

1752年福蘭克林利用風箏引接雷電的實驗，發現電的存在。從此許多科學家開始轉向「電」的研究，開啟電學時代。

直流電發展

美國發明大王-愛迪生為推廣電燈泡使用，在1882年紐約珍珠街建立發電站，開啟世界第1套電能傳輸系統，當時是以110伏特的直流（Direct Current, DC）供電給位於曼哈頓的客戶，很快地電力照明讓夜間城市出現奇特的亮光。

交流電發展

愛迪生的員工‧特斯拉（Tesla）在當時開發交流電（Alternative Current, AC）供電，因愛迪生始終不認同交流電，故出走與人合作在匹茲堡建立交流電系統，正式開啟直流電與交流電的商業競爭。

交流電優勢

交流電系統最重要的關鍵在於變壓器的應用，可藉由提升電壓減少輸電電流，降低電力運送時的耗損，實現遠距離輸電理想。當時直流電瓶頸只能傳輸距離電廠1哩內，以紐約市為例，服務整個城市必須興建數十座電廠，但紐約的房價又貴，其他人口稀少的偏遠地區在投資電廠回收的考量方面，將無蓋電廠用電的機會。交流電的優勢促使成為電力系統供電的主流，用電儼然成為現代社會民眾生活必需品。

電網的現況

◎標準發展

交流電發展歷程中，過去曾有許多電壓與頻率的組合，直到20世紀中葉，以兩個體系的電壓與頻率標準為主，即北美的60赫茲與歐洲的50赫茲。唯有日本是兩種頻率皆有採用的國家。

◎限制與規則

交流電供電系統為維持頻率穩定（50或60Hz），需保持發電量與用電量的即時平衡，即發電端必須隨時隨地調整發電量以因應用電量變化，在這先決條件下，過往的電力系統中並無儲電設計，同時也因電力系統等級的大型電池在過去材料技術的不發達也難以實現，造就電力系統在發電端會準備多餘的備用容量，以防止供不應求的現象，避免有局部限電的可能。

直流電與交流電轉換

現存的電力系統是從遠方電廠將交流電送至家中，但數位設備均屬於直流驅動，故利用內建AC-DC轉換器，將原有AC轉換成DC供設備使用。在轉換的過程中少部分的能量耗損是無法避免，但兩者互轉次數產生許多不必要的浪費。以再生能源與蓄電池為例，本身輸出的電力方式為DC，為併聯電網提供賣電服務或家庭用電，需附有DC-AC轉換器，但轉換為AC後，因用電設備使用需求，內部需將AC再轉成DC使用，因此多層轉換造成更多的消耗。

直流電交與流電再次較勁

20世紀交流電建立起龐大互聯的電網進行傳輸，然而過度集中化的管理結果，造就許多大停電事故發生，如2003年8月14日美國大停電、2006年11月4日歐洲大停電與台灣729事故。未來電網希望朝著小規模發展，以分散式電源為主的微電網，以預防事故的擴散。甚至有以直流為主的微電網正在實驗中，當交流電進入家中後，將轉換成直流電力方式，各電子設備直接用插頭接上直流電，不再透過本身的AC-DC轉換電路，減少電子元件設計，這構想似乎與愛迪生當初的直流系統構想相近。