如果世界上的每一盞燈都同時打開會發(fā)生什么？

每個人同時開燈的最大影響是電力需求激增，這全世界大多數(shù)人都用來作他們的燈.

電是一種能量形式使用許多不同的燃料制成.發(fā)電廠是發(fā)電的發(fā)電廠，其發(fā)電來源包括煤、天然氣、鈾、水、風和陽光.然后，他們將其饋入稱為電網(wǎng)的輸配電線網(wǎng)絡(luò)，將電力輸送到家庭和企業(yè)。

為了保持電網(wǎng)穩(wěn)定，必須按需供電。當有人打開燈時，他們會從電網(wǎng)獲取電力。發(fā)電機必須立即向電網(wǎng)提供等量的電力。如果系統(tǒng)失去平衡，即使是幾秒鐘，可能會發(fā)生停電.

系統(tǒng)運營商使用傳感器和復雜的計算機來跟蹤電力需求，以便他們可以根據(jù)需要向上或向下調(diào)整發(fā)電量?？傠娏π枨螅ǚQ為負載）變化很大從一個小時到另一個季節(jié)，從一個季節(jié)到另一個季節(jié).

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要了解原因，請考慮一下您的家在白天與半夜相比使用了多少電，或者在夏季熱浪期間與涼爽的秋天相比使用了多少電。

滿足需求高峰

如果世界各地的每個人都同時打開燈，他們就會突然產(chǎn)生巨大的電力需求。發(fā)電廠必須非常迅速地提高發(fā)電量，以避免系統(tǒng)崩潰。但這些工廠以不同的方式響應不斷變化的需求。

燃煤和核電站幾乎隨時可以提供大量電力，但如果它們因維護而關(guān)閉或出現(xiàn)故障，則可能需要數(shù)小時才能恢復上線。他們還對負載變化反應緩慢.

燃燒天然氣的發(fā)電廠可以更快地響應不斷變化的負荷，因此它們通常是覆蓋最需要電力的時期的首選工具，例如炎熱、陽光明媚的夏日午后。

可再生電力來源，例如太陽的,風和水力產(chǎn)生的污染較少，但不那么容易控制。那是因為風并不總是以相同的速度吹來，而且大多數(shù)地方的每一天都同樣晴朗。

電網(wǎng)管理者使用大型電池來平滑需求上升和下降的電力流動。但目前還不可能在電池中儲存足夠的電力來經(jīng)營整個城鎮(zhèn)或城市.電池太貴，而且耗盡得太快。

一些水電運營商可以抽水入湖在需求低的時候，然后在需求高時釋放水，通過運行來發(fā)電稱為渦輪機的機器.

幸運的是，如果每個人都同時打開燈，有兩件事可以防止系統(tǒng)完全崩潰。首先，全球沒有單一的電網(wǎng)。大多數(shù)國家/地區(qū)都有自己的電網(wǎng)，或多個區(qū)域網(wǎng)格.

相鄰的網(wǎng)格，例如美國和加拿大的網(wǎng)格，通常連接這樣各國就可以跨境輸送電力。但它們可以很快斷開連接，因此即使某些地區(qū)停電，所有電網(wǎng)也不太可能同時崩潰。

其次，在過去的 20 年里，稱為 LED 的燈泡已經(jīng)更換了許多舊電燈.LED 的工作方式與早期的燈泡設(shè)計不同，每單位電產(chǎn)生更多的光，因此它們需要的電網(wǎng)電力要少得多。

根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，使用 LED 燈泡可以節(jié)省普通家庭每年約 225 美元.截至 2020 年，近一半的美國家庭將 LED 用于他們的大部分或全部照明需求.

更多的眩光，更少的星星

除了為燈供電之外，考慮所有這些光將去哪里也很重要。照明的大幅峰值將大幅增加天空光芒? 夜晚籠罩在城鎮(zhèn)上空的朦朧光芒。

當光線從空氣中的霧霾和灰塵顆粒反射時，就會產(chǎn)生漫射光芒，沖刷夜空。光線很難控制：例如，它可以從明亮的表面反射，例如車窗和混凝土。

照明是經(jīng)常在晚上過度使用.想想空蕩蕩的辦公樓，那里的燈全天候燃燒，或者路燈在需要照明的街道和人行道上向上而不是向下照射。

即使是設(shè)計良好的照明系統(tǒng)也會加劇問題，使城市和高速公路從太空中可見，而從地面上看不到星星。這光污染會危害人體健康干擾我們身體的自然睡眠和清醒周期.它也會迷失方向昆蟲,鳥類,海龜和其他野生動物。

如果全世界的人們同時打開燈，我們會看到功耗略有增加，但天空會發(fā)光，夜空中沒有星星。這不是一個非常誘人的觀點。

哈羅德·華萊士，美國國家歷史博物館電力收藏館館長，史密森學會

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