如果世界上的每一盞燈都同時(shí)打開(kāi)會(huì)發(fā)生什么？

每個(gè)人同時(shí)開(kāi)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(lái)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(lái)源包括煤、天然氣、鈾、水、風(fēng)和陽(yáng)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(dāng)有人打開(kāi)燈時(shí)，他們會(huì)從電網(wǎng)獲取電力。發(fā)電機(jī)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(huì)發(fā)生停電.

系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商使用傳感器和復(fù)雜的計(jì)算機(jī)來(lái)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(fù)載）變化很大從一個(gè)小時(shí)到另一個(gè)季節(jié)，從一個(gè)季節(jié)到另一個(gè)季節(jié).

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要了解原因，請(qǐng)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(gè)人都同時(shí)打開(kāi)燈，他們就會(huì)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(yīng)不斷變化的需求。

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

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

可再生電力來(lái)源，例如太陽(yáng)的,風(fēng)和水力產(chǎn)生的污染較少，但不那么容易控制。那是因?yàn)轱L(fēng)并不總是以相同的速度吹來(lái)，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(lái)平滑需求上升和下降的電力流動(dòng)。但目前還不可能在電池中儲(chǔ)存足夠的電力來(lái)經(jīng)營(yíng)整個(gè)城鎮(zhèn)或城市.電池太貴，而且耗盡得太快。

一些水電運(yùn)營(yíng)商可以抽水入湖在需求低的時(shí)候，然后在需求高時(shí)釋放水，通過(guò)運(yùn)行來(lái)發(fā)電稱為渦輪機(jī)的機(jī)器.

幸運(yùn)的是，如果每個(gè)人都同時(shí)打開(kāi)燈，有兩件事可以防止系統(tǒng)完全崩潰。首先，全球沒(méi)有單一的電網(wǎng)。大多數(shù)國(guó)家/地區(qū)都有自己的電網(wǎng)，或多個(gè)區(qū)域網(wǎng)格.

相鄰的網(wǎng)格，例如美國(guó)和加拿大的網(wǎng)格，通常連接這樣各國(guó)就可以跨境輸送電力。但它們可以很快斷開(kāi)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(shí)崩潰。

其次，在過(guò)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(jì)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(guó)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(guó)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(dāng)光線從空氣中的霧霾和灰塵顆粒反射時(shí)，就會(huì)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(guò)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(jì)良好的照明系統(tǒng)也會(huì)加劇問(wèn)題，使城市和高速公路從太空中可見(jiàn)，而從地面上看不到星星。這光污染會(huì)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(huì)迷失方向昆蟲(chóng),鳥(niǎo)類,海龜和其他野生動(dòng)物。

如果全世界的人們同時(shí)打開(kāi)燈，我們會(huì)看到功耗略有增加，但天空會(huì)發(fā)光，夜空中沒(méi)有星星。這不是一個(gè)非常誘人的觀點(diǎn)。

哈羅德·華萊士，美國(guó)國(guó)家歷史博物館電力收藏館館長(zhǎng)，史密森學(xué)會(huì)

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