¿Podría hacer que una sociedad estadounidense del siglo XIX desarrolle energía solar a partir de planos?

Mi inspiración fue esta: ¿Se podría utilizar la energía solar y sustituir al carbón en el siglo XIX?

Mi mundo es este: transporte ferroviario con carreras descritas a continuación, específicamente, asientos

Mi gente está 2000 años en el futuro y 1900 años después de una guerra nuclear que hizo que los humanos se fueran. Los humanos están de vuelta en escena, pero solo han existido durante 200 años.

¡Tiempo de cuentos!

Aproximadamente 60 años antes del escenario, un grupo de aventureros formado por una Pharera Clérigo de Esuna (Diosa del Amor/Muerte), un Drava Diviner masculino, un Human Rogue masculino y una Gern Barbarian descubrieron planos para paneles solares en los Andes ( Específicamente, en las ruinas de Lima) y se lo llevaron a sus empleadores Drava, quienes solo esperaban muertos vivientes y demonios en las ruinas. Drava siendo Drava, solicitaron la ayuda de humanos para desarrollar la tecnología. Una vez que dominaron la tecnología, comenzaron a usarla para hacer un prototipo de una máquina de vapor alimentada por paneles solares.

Una vez hecho esto, un hombre adinerado de Avandra, que dirigía una empresa textil, echó un vistazo al artículo de su periódico, vio signos de dólar garabateados por todas partes (metafóricamente) y le preguntó al sabio responsable de inventar el panel solar si podía fabricar más para alimentar una gran hilandería de algodón, utilizando la energía solar como combustible para las máquinas. La sabia realmente no tenía mucho que demostrar que la energía solar fuera útil, pero tenía unas pocas docenas de personas haciéndolas, así que aceptó. Unos años más tarde (50 años para el establecimiento), Avandra contaba con varias fábricas textiles y estaba aplastando a sus competidores comerciales al ser pioneros en la producción en masa.

En ese momento, un asesor comercial Na'vi de Avandra, Neytiri, vio que el pequeño taller del que dependía para los paneles solares era demasiado lento para una futura expansión. El Avandra, al escuchar esto, pronunció las palabras más famosas de la primera revolución industrial: "¡Neytiri, los paneles solares no solo brotan de los árboles! ¡Si quieres más, hazlos tú mismo!"

Esto le dio a Neytiri la idea definitoria que condujo al mundo a la espiral ascendente e ineludible hacia la revolución industrial, parte 2: usar las ideas de Avandra para producir textiles en masa y ponerlas en la fabricación de paneles solares. Unos años más tarde (46 años hasta el momento), tenía una gran fábrica propia, proporcionando a varias otras personas grandes ideas con paneles solares. También contrató al sabio responsable de inventar los paneles solares para Investigación y Desarrollo. Neytiri tuvo tanto éxito que la compañía que fundó con solo el sabio y unos pocos miles de dólares, Neytiri Solar Panels, todavía tiene casi el monopolio de la industria de paneles solares y una Medalla de Honor Civil de Thanalan (la medalla más alta que puede ganar un civil de Thanalan) de Neytiri colgado en la sala de la oficina del CEO en el edificio de oficinas desde el que funciona el negocio,

Sin embargo, no sé si la sociedad promedio del siglo XIX, incluso una tan rica como la estadounidense IRL, podría crear un panel solar, incluso uno con un plano para los paneles. Si una sociedad del siglo XIX PODRÍA formar paneles solares, por favor dígame cómo.

Estos son los materiales para un panel solar:

  1. Silicio
  2. Litio
  3. Silicio POLICRISTALINO

Mi pregunta básica es: ¿ Han existido estos 3 materiales desde al menos 1750?

La Tierra del siglo XIX no podía hacer fotovoltaica, aunque se les entregara todo embalado y atado con un lazo. Sin embargo, la energía solar toma otras formas, y en algunos lugares podría ser posible hacer funcionar una máquina de vapor con agua calentada por energía solar (las máquinas de vapor son una tecnología sólida del siglo XIX). Sin embargo, los parabólicos para impulsar incluso la máquina de vapor de práctica más pequeña serían bastante grandes y no portátiles. Y no sé si sirve de mucho iluminar el día.
(1) La Tierra del siglo XIX puede obtener fácilmente energía solar, usando la luz solar para cultivar caña de azúcar o colza y quemando el azúcar o el aceite de colza. (2) Una máquina de vapor alimentada por un panel solar no tiene sentido. Si tienen paneles solares, tienen energía eléctrica; deberían usarse directamente para impulsar motores eléctricos (eficiencia > 80%) en lugar de usarlo para hervir agua para producir vapor para impulsar motores de vapor (eficiencia < 10%).
@AlexP, en realidad, la energía solar a escala industrial no es necesariamente fotovoltaica, y algunas de esas aplicaciones ciertamente parecen plausibles para el mundo del OP, incluso si no coinciden exactamente con la pregunta planteada. Lea más aquí . (También se indica en la respuesta de PcMan ).

Respuestas (5)

Las células solares fotovoltaicas como las que usted propone son completamente imposibles con la infraestructura del siglo XIX, incluso si tienen planos detallados. Necesita absolutamente silicio ultrapuro, y la deposición al vacío de otros productos químicos ultrapuros, y conexiones microscópicas sub-sub, y ... Es posible que pueda improvisar un mecanismo que demuestre el efecto, pero hacer algo que realmente produzca algún poder útil sería varios pasos más allá de su mejor habilidad. Incluso la tecnología de principios del siglo XX no está a la altura. Necesitas tecnología de 1950 para hacer algo así, y realmente tecnología de 1970 para que sea práctico.

Pero la energía solar térmica es muy alcanzable. Los colectores solares que calientan un material de trabajo, impulsando una turbina de vapor, son bastante factibles con la tecnología del siglo XIX, dado un modelo adecuado y especificaciones de fabricación. Incluso es posible que pueda cambiarlo con tecnología del siglo XV, si está dispuesto a aceptar un sistema muy ineficiente. (mala óptica, calderas de baja presión, metalurgia inadecuada para partes del generador)

Ni siquiera necesitas vapor. Podría usar un fluido de punto de ebullición más bajo en su motor, como se hace a menudo con las plantas de energía geotérmica: ormat.com/en/renewables/geothermal/view/?ContentID=155
La energía solar térmica también hace que las máquinas de vapor mencionadas en la pregunta sean un enfoque sensato. No usarías paneles fotovoltaicos para alimentar motores de vapor. Sin embargo, ¿qué mantendría las cosas con energía solar? Cualquier fuente de calor serviría, y el material en combustión tiene numerosas ventajas, como trabajar en la oscuridad y no necesitar paneles reflectores grandes e incómodos que deben mantenerse apuntando hacia el sol.
La energía solar térmica se documentó en 1866. Si Hero hubiera tenido la intención de hacerlo, probablemente podría haberlo hecho. Probablemente estaba familiarizado con Arquímedes.

Voy a responder a la pregunta más amplia: ¿Podría el siglo XIX construir paneles solares modernos?

No

  1. Los mejores científicos del siglo XIX serían incapaces de comprender los planos de hoy. Lo sé porque, como ingeniero eléctrico, estoy familiarizado con símbolos esquemáticos que simplemente no existían hace más de 120 años. Dichos símbolos no tendrían significado y requerirían varios libros de texto para explicar hasta qué punto se pueden fabricar los componentes (y luego necesitaría una montaña de libros de texto para construir la instalación de fabricación. Consulte el n.° 3).

  2. La tecnología es una pirámide. Estás tomando una idea de la parte superior de la pirámide, que depende de todas las demás cosas debajo de ella, y estás preguntando si eso podría tratarse en algún lugar en el medio de la pirámide. Necesita fabricación, herramientas, ciencia de materiales, metalurgia, computadoras (incluidos al menos monitores CRT), software, impresoras, generación de energía del siglo XXI, todo, hasta destornilladores de precisión que no existían en ese entonces. Necesitaría transporte, refrigeración, servicios de fundición... mil y una cosas proverbiales y todas y cada una de ellas son necesarias solo para producir un panel solar moderno. Se necesitarían construir fábricas para construir las herramientas de precisión necesarias para la próxima fábrica para construir herramientas más precisas para la próxima fábrica hasta que finalmente pueda construir el sustrato de silicio.

  3. Lo que significa que no estás entregando planos. Está entregando una biblioteca de tamaño universitario de planos, libros de texto, artículos científicos, etc., para ayudar a educar a los científicos del siglo XIX para que supieran lo que estaban viendo cuando examinaron los planos.

Recibimos preguntas de este tipo varias veces al año ("¿Se puede tener tecnología X en el punto Y en el pasado?"). Cuanto más alta sea la tecnología y más atrás vaya, más absolutamente seguro es que la respuesta sea "no". Nos tomó tanto tiempo inventar la tecnología. Es muy, muy, muy, muy difícil acelerar ese proceso de alguna manera. Y una razón importante es el nivel 1 de fábrica para construir dependencias de nivel 2 de fábrica para construir dependencias de nivel 3 de fábrica. En el momento en que hayas construido todas esas fábricas y finalmente hayas producido una celda solar equivalente, solo te faltarán entre 10 y 20 años para cuando sucedió en primer lugar.

Piénsalo... ni siquiera había tanta gente en ese entonces, y necesitas entrenar a millones en vocaciones que no existían en ese entonces para construir todas esas fábricas, herramientas, etc.

Así que... no.

Una última cosa: cuando un OP anterior preguntó si era posible crear un cuadro de dependencias tecnológicas, incluso esa pregunta se consideró tan grande que violó la regla del libro de SE. La mayoría de las personas que piensan que preguntas como esta pueden responderse de manera realista, en realidad no entienden las dependencias tecnológicas históricas para hacer un lápiz. Me disculpo por la respuesta brutal, pero si quieres escribir "Un yanqui de Connecticut en la corte del Rey Arturo", te recomiendo que lo hagas y no trates de justificar cómo se podría hacer.

El silicio se aisló por primera vez en 1808, antes de que Lavoisier

sospechaba que la sílice podría ser un óxido de un elemento químico fundamental, pero la afinidad química del silicio por el oxígeno es lo suficientemente alta como para que no tuviera medios para reducir el óxido y aislar el elemento.

Lo anterior es suficiente para decir que la respuesta a su pregunta es no.

Litio en su lugar

No se aisló hasta 1821, cuando William Thomas Brande lo obtuvo por electrólisis de óxido de litio,

Resumiendo, olvídate de las células solares en el tiempo que te propones.

Ni siquiera necesita una máquina/turbina de vapor, consulte Torre solar de tiro ascendente y Torre de energía (tiro descendente) .

Estoy de acuerdo con las otras respuestas acerca de que la energía fotovoltaica está fuera de alcance (siga cavando en las ruinas y puede encontrar información útil para acercarse).

Por otro lado, un simple horno de caja solar puede reducir su necesidad de carbón o leña para cocinar. También se puede utilizar para esterilizar el agua. Un calentador de agua solar podría usarse como fuente de energía o como un artículo para permitir lujosas duchas de agua caliente (pierda energía durante unos días después de un huracán y aprenderá a apreciar el lujo incluso del calentador de agua solar más simple).

Una vez que estos usos simples de la energía solar se vuelvan comunes, la ampliación a algunas de las otras excelentes sugerencias hechas en otras respuestas debería ser aún más fácil (al menos en términos de convencer a aquellos con dinero o poder político para que lo intenten).