에디슨과 전력시스템

전구의 발명가 , 에디슨 ?영국의 조지프 스완은 1 년 전에 특허 출원

스완과 에디슨 이전에도 많은 사람이 전구 발명

왜 우리는 에디슨을 전구의 “ 발명가” 로 기억할까 ?

싼 가격 , 오랜 수명 , 고효율값싼 재료 , 더 완벽한 진공 , 고저항 필라멘트

뿐만 아니라…

뿐만 아니라 전기조명 시스템을 통째로 발명

백열등 수천 개를 켤 수 있는 점보 발전기 병렬 배선 시스템

에디슨은 시스템 구축가 !중앙 발전소로부터 공급되는 전기를 이용해 모든 가정에 저렴한 조명을 밝히는 시스템을

개념적 발명 & 실제적 구축 & 상업적 성공 !

시스템적 사고는 왜 필요한가 ?

전구는 혼자서 빛을 내지 못함 !전구는 전기 회로가 완성되어야만 빛을 낼 수 있음

좋은 전구를 발전기와 연결한다고

곧바로 돈을 벌 수 있는 것도 아님성능 및 경제성 비교는

아크등 , 가스등 vs. 백열등이 아닌아크등 시스템 , 가스등 시스템 vs. 백열등 시스템

필요한 것은 최적화된 전기조명 시스템

시스템의 목적에 맞는 가장 알맞은 구성이 있다 !구성요소의 좋고 나쁨은 시스템의 목적에 상대적 !

전기조명 시스템 최적화의 과제• 도선의 비용을 어떻게 줄일 것인가 ?• 전기소비효율을 어떻게 높일 것인가 ?• 필라멘트의 수명은 어떻게 높일 것인가 ?• 전구의 밝기는 어떻게 높일 것인가 ?• 발전기의 용량은 어떻게 결정할 것인가 ?• 전기소비량은 어떤 방법으로 계량할 것인가 ?• 전기요금은 어떻게 책정해야 알맞을까 ?• 여러 전구들을 어떻게 독립적으로 작동시킬 것인가 ?• 투자자와 소비자를 어떻게 끌어모을 것인가 ?• 시스템 작동을 위한 인력과 조직을 어떻게 마련할 것인

가 ?

이 과제들은 전체 시스템을 생각해야만 해결 가능

고저항 전구 (1A 100Ω 100V)도선 비용 , 소비 효율 , 전구 밝기 문제를

한꺼번에 해결해준 중대한 해법

이는 수많은 구성요소 중 하나에 불과

에디슨의 전기조명 시스템발전 ( 직류 ) + 배전 ( 병렬 ) + 소비 ( 고저항 전

구 ) + 계량

시스템 작동을 위한 조직들에디슨 전등 회사 : 재정 충당 및 발명 , 특허

관리뉴욕 에디슨 전기 조명 회사 : 중앙발전소 설비에디슨 기계 회사 : 발전기 생산에디슨 전기 튜브 회사 : 송전 케이블 생산에디슨 전구 회사 : 백열등 생산먼로 파크 연구소 : 개발 및 시스템의 문제 해결

첫 번째 발전소인 Pearl Street 발전소 ( 뉴욕 , 1882)

에디슨의 전기조명 시스템 :

도시 번화가에 최적화 .100 & 200V 의 직류 발전 .수많은 백열등 병렬연결 .

대대적인 시장개척

Edison as Wizard

시스템의 성장과 역돌출부시스템의 성장에 따라 뒤쳐지는 부분 [ 역돌출부 ] 발생

이에 대한 보수적 해결책은 기존 시스템 성장에 기여파격적 해결책은 새로운 시스템 형성 시스템간 경쟁

송전거리의 한계에디슨 직류 시스템의 역돌출부 !( 송전시 소비되는 에너지 ∝ I2R)

“ 전류 전쟁”에디슨 직류 시스템 vs. 웨스팅하우스 교류 시스템

http://pann.nate.com/video/206869391

직류시스템의 보수적 해결책

에디슨의 다선 배선 시스템 (1883 에 설치 )

웨스팅하우스의 파격적 해결책

교류 발전 후 변압기를 이용한 고압 송전을 통해 전력손실 최소화

에디슨 : “ 교류전류는 살인 전류 !”

“Kemmler Westinghoused!” (1890. 8. 6)에디슨 연구소의 실험 (1888)

교류 시스템의 성장과 승리교류시스템의 문제 : 실용적 모터의 부재– 해결책 : 다상 교류 발전기 & 모터 개발 (

테슬라 등 ) 직류 시스템과의 경쟁에서 기술적 우위 획득

다상 교류 발전 – 변압기 – 고압송전 – 변압기 – 다상 교류 모터

기존 직류 시스템의 모멘텀자본집약적 시스템의 성격 : ‘ 해고’ 불가능

소비자들이 이미 구입한 직류 상품은 ?

어떻게 최대한 평화적으로 해결할 수 있을까 ?

커플링 (coupling) & 합병(merging)

교류 - 직류간 컨버터 : 시스템간의 화해 호환 기술교류로 고압 송전 , 최종소비자는 직류로 전환 사용

합병 : 에디슨 회사 + 톰슨 -휴스턴 회사 GEGE 와 웨스팅하우스 간의 특허교환 협약

화해의 기술 – 로터리 컨버터

교류 시스템의 확장

나이아가라 수력발전소 (1893) 나이아가라에서 뻗어나온 송전선 (1895)

보편 동력 공급 시스템

공고화된 전력 시스템소비전압 (100V), 교류주파수 (60Hz) 등 통일

소켓 , 콘센트 , 플러그 등의 연관 기술 표준 정립전기관련 인력과 전기관련 산업 급속도로 성장

발명가보다 경영자 또는 재정가의 중요성 높아짐

읽을거리와 질문

• 토머스 휴즈 , “ 미국의 전기화”1. 에디슨 시스템의 목적은 무엇인가 ?2. 에디슨의 발명 방식에 기술적 , 경제적 , 과학적

요소가 종합되어 있었다는 말은 무슨 뜻인가 ?3. 에디슨은 어떻게 고저항 전등을 전기조명

시스템의 필수적 요소로 파악하게 되었는가 ?4. 에디슨의 사례를 일반화하여 다른 기술의 성공

원인도 유추할 수 있을까 ? (e.g., 아이폰 )