Primera batería moderna viable

Estoy construyendo un mundo donde las baterías de alta densidad y bajo costo se descubren mucho antes de los tiempos modernos, lo que lleva a una red eléctrica descentralizada. Se ha convertido en una convención que las casas y los edificios se construyan con baterías incorporadas, y los vendedores de ciudad en ciudad suministran la energía. Mi pregunta es:

  • ¿Cuál es la mejor forma de tecnología moderna de baterías que podría haberse descubierto antes de la Revolución Industrial?
  • Si es diferente a lo anterior, ¿cuál es el más barato de producir?
  • Si no existe ninguno, ¿cuál es la primera humanidad que podría tener baterías de escala de kilovatios producidas en masa?
Para mayor claridad: por "baterías" te refieres a celdas secundarias (= baterías recargables, acumuladores), ¿correcto? ¿Qué quieres decir con "escala de kilovatios"? Los kilovatios son una unidad de potencia, no de energía; una batería de plomo-ácido ordinaria (como la que se usa para arrancar un automóvil) puede producir un kilovatio durante un breve período de tiempo.
¿Batería de Bagdad? ¿Cuáles son los usos de las pilas? Me refiero a lo que alimentan y por qué la creación de baterías sería más razonable desde el punto de vista financiero que la creación de una red.
Descubrir es una cosa. La producción en masa es más complicada.
Mi pregunta principal aquí es cómo estás definiendo una batería. ¿Es algo que almacena energía que puede generarse como electricidad, o algo que QUÍMICAMENTE almacena energía para generar electricidad?

Respuestas (4)

Conceptualmente, las baterías han existido durante mucho tiempo, algunas de las formas más antiguas que reconoceríamos surgieron alrededor de 1749 , pero ciertamente no serían una batería en el rango de almacenamiento de kilovatios, y es poco probable que se desarrolle porque el almacenamiento eléctrico no fue el factor limitante; era la generación eléctrica.

En 1861, aparecieron las ecuaciones de Maxwell, fusionando efectivamente la fuerza eléctrica con la fuerza magnética. Desde una perspectiva práctica, eso significaba que podía hacer girar un eje dentro de un campo magnético para generar electricidad, y podía pasar electricidad a través de un eje en un campo magnético para hacerlo girar. Para los propósitos de esta pregunta, desea el primero de estos.

Si esto se hubiera descubierto antes, entonces se habrían desarrollado baterías de mayor y mayor capacidad sin más razón que la de poder almacenar energía. Los molinos de viento habrían convertido sus ruedas hidráulicas en dínamos, e incluso los hogares normales habrían tenido la práctica de accionar manualmente una dínamo para alimentar su batería para hacer las cosas en la casa, ya que sería una forma de trabajo que podría almacenar la energía de manera muy eficiente ( a tiempo).

En cuanto a la forma de la batería, verifique el enlace, ya que tenía bastantes opciones que habrían sido posibles antes de la revolución industrial, pero cuando se llega al fondo, es muy probable que almacenar diferentes metales juntos, incluso por accidente, lo lleve a nuevas opciones de batería dado el tiempo suficiente y las variaciones de las condiciones naturales. El truco no es inventar baterías en primer lugar, es dar a la gente el incentivo natural para hacer mejores baterías mejorando su utilidad.

Nadie va a querer una batería de kilovatios si no hay uso para la energía. +1
Gran respuesta, creo que lo de Maxwell es la clave aquí; es totalmente factible que alguien lo haya descubierto accidentalmente al enrollar un cable de cobre alrededor de una turbina accionada por agua. Entonces sería una carrera colocar baterías cada vez más grandes en fuentes de energía térmica o hidráulica estática.

La mejor forma de tecnología de batería moderna que podría haberse descubierto antes de la Revolución Industrial es la batería de plomo primitiva . Sin todas las características modernas, requerirían mucho mantenimiento, serían peligrosos (muchos de los primeros submarinos fueron destruidos debido a la explosión de hidrógeno) y raros (no hay suficiente energía en el mundo para mantener la energía incluso para una nación moderna de tamaño mediano). ). Así que sólo la "alta sociedad" (es decir, las ciudades) los usaría.

Los primeros tiempos son en realidad antiguos. El ácido sulfúrico se conocía y usaba desde el comienzo de nuestra era (o puede ser antes). Entonces, si por casualidad algún filósofo antiguo que experimenta con la electricidad de la brasa y los ácidos descubre su efecto, eso puede ser con una gran cantidad de "peros" y un montón de Deuses ex Mashina evolucionan para algunas aplicaciones de trabajo.

El principal factor limitante aquí no es ni siquiera una tecnología, sino la sociedad. En la antigüedad, los dispositivos más efectivos eran esclavos, y no había necesidad de algo mejor. Para principios (es decir, edades oscuras) y mediados de la Edad Media había otras prioridades (religión y guerras de propiedad) y el sistema feudal no toleraría a ningún "vendedor de pueblo en pueblo" (ya que se convierten en una amenaza para el orden y el poder existentes).

Por lo que sólo en nuevos tiempos (XVII-XIV) esta tecnología tendría oportunidad de extenderse. ¡Y de eso se trata Steampunk!

"En la antigüedad, los dispositivos más efectivos eran esclavos": no realmente. Nadie usó esclavos como motores, porque los humanos son muy malos en esto. (Con las excepciones usuales cuando la inteligencia humana es útil; también usamos el poder humano en tal situación incluso hoy en día). Los caballos, burros y bueyes son mucho mejores como fuentes de fuerza motriz. Y sí tenían ruedas hidráulicas en la antigüedad para los casos en que se necesitaba mucha potencia durante mucho tiempo. (Y de todos modos, tal vez con la excepción de Roma por un corto tiempo en la República tardía / Imperio temprano, ninguna economía antigua dependía tanto de los esclavos).
@AlexP En términos de si los ungüentos de comida/poder, masa/poder y mantenimiento/poder son mejores que cualquier buey y burro. Nadie usaba caballos para impulsar galeras (eran proyectos, pero el peso de la comida para los caballos no deja lugar para la carga). Los humanos se encuentran entre los animlas más eficientes en el uso de energía (esquilando este lugar con perros) en la Tierra.
En la antigüedad, los remeros de galeras eran hombres libres, soldados, que en realidad eran considerados especialistas y recibían mejores salarios que los soldados ordinarios. (Y los barcos de carga funcionaban con energía eólica de todos modos; las galeras eran barcos de guerra). (El problema con los humanos es que no pueden comer hierba, mientras que los burros y los bueyes pueden y están contentos con ella... No calcules las calorías que entran / las calorías que salen. ; calcule el precio por kilovatio hora.)
@AlexP, digerir hierba requiere mucha, mucha más energía que digerir alimentos preparados (y más energía que incluso carne cruda). Esa es la razón principal de la eficiencia energética humana. (Las galeras simplemente ilustran la eficiencia humana, porque son muy sensibles a las relaciones potencia/masa y potencia/alimento). Herbovores tiene una "ganancia energética" neta muy baja, que se compensa con abundancia y sin necesidad de perseguir su comida.
Sí, pero la hierba es barata. Es por eso que la métrica interesante para el uso económico es dólares (o sestercios, o minas) por kilovatio-hora producido.

Diría baterías mecánicas, como represas (digo 'tales como', pero no conozco otros ejemplos a partir de ahora que se usen tanto como hidroeléctricas, pero agregaré otros ejemplos hipotéticos más adelante). La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es un ejemplo del mundo real de las soluciones de baja tecnología que se utilizan actualmente. "todo lo que necesita" es una gran presa, algunos de ellos, dispersos. actualmente se utilizan a menudo y almacenan decenas de miles de megavatios-hora .

También puede probar el aire comprimido para un almacenamiento más emocionante y arriesgado. Brinda muchas oportunidades, como 'oh, no, el tanque de alta presión está a punto de explotar' (aunque las construiría en bolas subterráneas para maximizar la seguridad. Ya sabes, las bolas son el contenedor de presión perfecto y el subterráneo es perfecto para no explotando todo tan mal.) Simplemente inyecte aire cada vez que tenga demasiado, y déjelo salir para alimentar las cosas cuando necesite energía.

Sea creativo, todo lo que almacena cualquier tipo de energía es una batería (muelles y bandas elásticas, energía potencial en forma de ladrillos que levanta y deja caer, conectado a una cuerda que enciende un transformador o simplemente agua en represas, energía cinética en forma de volantes, energía interna en forma de calor, incluso energía química, como por ejemplo convertir agua en hidrógeno y oxígeno, y volver a quemarla, o incluso baterías químicamente, como otros podrían contar más). Solo asegúrese de que la eficiencia energética sea alta: no se pierda mucha energía cuando se entrega, durante el almacenamiento y al salir (por lo que los volantes y el calor, por ejemplo, no son óptimos, aunque podría imaginar que los volantes no funcionan tan mal si usted tienen muchos y alimentan energía constantemente o la sacan según la demanda)

No se pueden almacenar megavatios. Los megavatios son una unidad de potencia, no de energía. Puede almacenar megavatios-hora. Y almacenar energía como aire comprimido tiene una eficiencia terrible.
Los acumuladores hidráulicos estaban de moda a mediados del siglo XIX.
@AlexP Teniendo en cuenta que la electricidad no existía mucho antes de 1800, carecían de la tecnología. Pero el almacenamiento "mecánico", como el "peso elevado", habría existido antes si la electricidad existiera antes. Entonces, para responder a la pregunta, creo que esos son los dispositivos de almacenamiento de energía que encontraría temprano con una capacidad razonablemente grande

Podemos descubrir las baterías antes de la revolución industrial. Pero no podemos construir infraestructura eléctrica antes de la revolución industrial.

Las baterías recargables de plomo-ácido son probablemente el único tipo de batería que podría diseñarse antes de la revolución industrial. Para tipos más avanzados (níquel, litio) no hay forma de acortar su desarrollo y tenerlos listos antes de que la base industrial esté disponible.

Por lo tanto, las baterías de plomo-ácido se pueden construir sin fábricas ni plantas químicas, aunque serían un poco costosas de esa manera: el equivalente de una batería de automóvil moderna (< 1 kWh) estaría fuera del alcance de un gran segmento de la población, y el equivalente a la batería de un coche eléctrico (> 50 kWh) sería asequible solo para los ricos.

Sin embargo, las baterías en sí son inútiles sin una aplicación. Sería muy difícil diseñar una aplicación adecuada en una era preindustrial. Una bombilla omnipresente es el pináculo de la tecnología de principios del siglo XX, no hay forma de tenerla antes del siglo XIX. El motor eléctrico o la dínamo requieren alambre magnético, aunque se pueden fabricar manualmente, los motores serían caros como joyas. La calefacción eléctrica es probablemente la única aplicación que no requiere alta tecnología.

En general, las baterías pueden existir como novedades caras en una sociedad preindustrial. Pueden estimular el desarrollo industrial, pero ¿encajaría eso en su escenario?

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