Žaidimas teravatais

თამაში ტერავატებში

Serija: Kasyba ir medžiagos • 14 dalis iš 14

Civilizacijos mastelio didinimas: žaidimas teravatais

Istorija iki šiol: iškasėme pirmą švarią duobę ir pavertėme ją ežeru. Išmokėme uolienas „prisipažinti“, atspausdinome saulės šviesą, lydėme be dūmų, kalnus judinome baterijomis, gabenome produktus, o ne gruntą, darėme šviesą iš smėlio, klonavome gamyklas kaip lego, statėme objektus iki pat superkompiuterių, uždarėme visas kilpas ir suprojektavome miestus, kurie myli savo ežerus. Dabar atsitraukiame: kiek teravatų galime pastatyti - ramiai, greitai, gražiai?

Šiandienos užduotis
Apibrėžti teravatą atomais, žeme, laivais, komandomis ir savaitėmis - ne šūkiais.
Paskelbti iš anksto apskaičiuotus scenarijus PV, kaupimui, plienui, stiklui, variui ir skaičiavimo apkrovoms.
Parodyti klonavimo matematiką: gamyklas, kurios stato gamyklas, kol saulės energija tampa numatytuoju kuru.

Regioninė kampusų gardelė Kasykla + gamykla Uosto mazgas Miestas + ežeras Gamyklų klonavimas → TW per metus 0 metai 3 metai 6 metai 8+ metai Legenda: Švaraus kampuso mazgas Geležinkelio/laivybos jungtis PV pieva S‑kreivės skydelis rodo, kaip klonavimas įsibėgėja, kai subręsta pamatai ir podai.

Ką reiškia teravatas (ir kodėl jų statysime daug)

Teravatų atmintinė (PV akcentas)

Kiekis დაგეგმვის მნიშვნელობა შენიშვნები
Metinė energija / TWp ~1,6–2,0 PWh/წელი Priklauso nuo klimato ir polinkio
საშუალო სიმძლავრე ~180–230 GW Iš energijos ÷ 8 760 val.
12 val. kaupimo pora ~2,2–2,8 TWh Vid. GW × 12
Plotas (montuojama ant žemės) ~16–22 tūkst. km² 1,6–2,2 ჰა/MW
PV modulių masė ~45–60 Mt ~45–60 t/MW

Intervalai mus „pririša prie žemės“ skirtingose platumose, su sekėjais ir BOS sprendimais.

Paprastas „kodėl“

  • Elektronai ≫ kuras: verčiau judiname laidus nei kalnus.
  • Švari šiluma: krosnys ir degimo įrenginiai naudoja elektros energiją (4–6, 9 dalys).
  • Nuspėjama apkrova: skaičiavimo įranga ir gamyklos užtikrina stabilų bazinį apkrovimą, kurį mėgsta kaupimo sistemos (10–12 dalys).
Fizika prieš politiką

Klonavimo matematika - gamyklos, kurios stato gamyklas

Sėkla → sniego gniūžtė (PV gamyklos, po 1 GW/metus)

Kalendorinis taškas Veikiančios gamyklos PV pajėgumas per metus Pastaba
0 mėn. 1 1 GW/metus Sėklų gamykla (3 dalis)
12 mėn. 4 4 GW/metus Pirmieji klonai (10 dalis)
24 mėn. 16 16 GW/metus „Sniego gniūžtės“ ritmas
36 mėn. 36–64 36–64 GW/metus Riboja komandos ir podai
60 mėn. 150–250 150–250 GW/metus Regioniniai klasteriai įsijungę

Augimą ribojame žmonėmis ir podais, ne წარმოსახვით; kokybė išlieka მოსაწყენად მაღალი.

Klonų rinkinio sąmata (vienai 1 GW/metus PV gamyklai)

POD Kiekis Vidutinė apkrova Korpuso plotas
Galios PP‑20 3 ~60 MW —
Vandens WP‑500 2 — ~180 m² kiekvienas
Šilumos HP‑20 1 — ~400 m²
Linijų podai 12 — ~1 200 m² kiekvienas
Valdikliai + žmonės 1 + 3 — Kokybės užtikrinimas + laboratorijos

Tai ta pati „lego“ gramatika, kurią naudojome visoje serijoje (10 dalis).

Kaip išvengti kokybės kritimo, kai mastas didelis?
Podai gabena įgūdžius, o aikštelės - betoną. Kiekvienas podas patikrintas sėklų gamykloje, turi serijos numerį, nuskenuotas jį pastačius ir paleistas pagal scenarijų. Pašalinome nuobodžiąją dalį - kontrolinius sąrašus, o ne riziką.

ატომები ერთ ტერავატზე (რას ვამოძრავებთ და ვადნობთ სინამდვილეში)

PV-ის აღჭურვილობა ერთ TW-ზეp (მიწაზე დასამონტაჟებელი)

ელემენტი MW-ზე TW-ზე შენიშვნები
მოდულები (მასა) ~45–60 t ~45–60 Mt მინა + ჩარჩო (ნაწილი 9)
სამაგრების ფოლადი/Al ~60–100 t ~60–100 Mt გალვანიზებული ფოლადი + Al-ის რელსები
„ობობა“ (Cu) ~1,2–2,0 t ~1,2–2,0 Mt სიმებიდან ინვერტერამდე
მინის ფართობი ~5 000 მ² ~5 000 კმ² დაბალი რკინის შემცველობის (ნაწილი 9)
ფართობი 1,6–2,2 ჰა 16–22 ათასი კმ² მზის მიმდევრები, დაშორებები

ერთი TW-ის რაოდენობები განაწილებულია რეგიონებსა და წლებზე; ფორმებს ვამოძრავებთ (ნაწილი 8), არა გრუნტს.

ქარხნები, რომლებიც ამ TW-ს მოამარაგებს

ხაზი / კამპუსი ერთეულის სიმძლავრე 1 TW-ის ერთეულები შენიშვნები
მზის მინის კამპუსი ~1 Mt/წელიწადში ~45–60 მოდულებისა და ფასადებისთვის
მინი-წისქვილები (ფოლადი) ~1 Mt/წელიწადში ~60–100 პროფილები + ლენტი (ნაწილი 5)
Al-ის ექსტრუზიის ქარხანა ~0,2 Mt/წელიწადში ~100–200 რელსები, ჩარჩოები
სპილენძის რაფინირება/EW ~0,5 Mt/წელიწადში ~3–5 შინებისთვის, კაბელებისთვის
PV-ის ქარხნები ~1 GW/წელიწადში ~1 000 ან 200 კლასტერი, თითო 5 GW/წელიწადში

ეს ერთეულები — გადაცმული პოდებია (ნაწილი 10). მათ მშვიდად, არა ქაოსურად გავამრავლებთ.

„განა ეს ძალიან ბევრი ფოლადი და მინა არ არის?“
დიახ — ამიტომ მათ ელექტრონებით ვამზადებთ (ნაწილები 4–6, 9). მოდულური მინი-წისქვილები და მინის ხაზები სწორედ ამ სამუშაოსთვისაა შექმნილი, იკვებება PV-ით, რომელიც უკვე თავად ვაწარმოეთ (ნაწილი 3).

მიწა, წყალი და მეზობლები (ადგილები ფრინველებისა და თამაშებისთვის)

მიწის „მათემატიკა“ (კონტექსტი და არა გამართლება)

  • ერთ TW-ზე: ~16–22 ათასი კმ² PV-ის მდელოები.
  • მსოფლიო ხმელეთის წილი: ~0,01–0,02 % (საორიენტაციო მასშტაბი).
  • ორმაგი დანიშნულება: PV-ის ველები როგორც მდელოები, საძოვრები და დამმტვერიანებელთა დერეფნები (ნაწილი 13).
ფარები ზემოთ, სიცოცხლე ქვემოთ

წყალი და ტბები

  • პროცესული კონტურები: ქარხნებში 85–95 % ხელახალი გამოყენება (ნაწილი 12).
  • ტბები: სეზონური ამორტიზატორები + ბილიკები + ჰაბიტატები (ნაწილი 13).
  • კოკისპირული წვიმები: ბიოდრენაჟები + ჭარბტენიანი ტერიტორიები ტბამდე.
ნაგულისხმევად — დახურული ციკლები

აკუმულაცია და სტაბილურობა (სინათლე „ზრდილობიანად“ არ ქრება)

წესები, რომლებსაც სინამდვილეში ვიცავთ

  • PV-მინ. (MWp) ≈ საშუალო MW × 5,14 (5,5 PSH, 85 % DC→AC) — იხ. ნაწილები 3, 10–12.
  • აკუმულაცია (MWh) ≈ 12 სთ × საშუალო MW მშვიდი მუშაობისთვის.
  • ზედმეტი ზომა: PV-ის 1,5–2,0×, მეზობლებთან გასაზიარებლად და კლონირების ციკლების დასამოკლებლად (ნაწილი 10).
მარტივი მათემატიკა „ინტუიციას“ ამარცხებს

საჩვენებელი წყვილები (წინასწარ გამოთვლილი)

PV-ის ზომა საშ. სიმძლავრე 12-საათიანი აკუმულაცია სად არის შესაფერისი
1 TWp ~180–230 GW ~2,2–2,8 TWh რეგიონული ქსელი
100 GWp ~18–23 GW ~220–280 GWh სახელმწიფო კვანძი
10 GWp ~1,8–2,3 GW ~22–28 GWh მეგა-კამპუსი + ქალაქი

აკუმულაცია შეიძლება იყოს ბატარეები, თერმული, სატუმბი ჰიდროაკუმულაციური ან პარკის (ფლოტის) პაკეტები (ნაწილი 7). ვირჩევთ ყველაზე მშვიდ ნარევს.

რატომ ამარტივებს გამოთვლა აკუმულაციას?
სტელაჟები მუშაობს 24/7 მუდმივი სიმძლავრით (ნაწილი 11). ეს სტაბილური მოთხოვნა PV-ს + აკუმულაციას პროგნოზირებად მუშაობის საშუალებას აძლევს; ნარჩენი სითბო ათბობს ბლოკებსა და სახლებს (ნაწილები 9, 12–13). უფრო მშვიდი ქსელი — უფრო იაფი ქსელია.

ტრანსპორტირება და ნაკადები (ფორმებს ვამოძრავებთ, არა მთებს)

TEU და რკინიგზა (ჯანსაღი აზრის შემოწმება)

კომპლექტი 100 MW-ზეp 1 TW-ზეp შენიშვნები
მზის ელექტროსადგურის კომპლექტი ~1 000–1 600 TEU ~10–16 მლნ. TEU რეგიონებად დაყოფილი
სარკინიგზო ფოლადი ~6 კტ / 50 კმ მასშტაბი დერეფნებით ელექტრიფიცირებული (ნაწილი 8)
მოდულები მოკლე მანძილებზე გადაიზიდება ადგილობრივი „ფინიშინგი“ ვაშენებთ მოთხოვნის გვერდით

გლობალურ მოდულურ ქარავნებს ქარხნების კლონირებით ვერიდებით (ნაწილი 10). ატომები დანიშნულების ადგილთან ახლოს რჩება.

სატვირთო მანქანები, რკინიგზა, საბაგიროები

  • მეგა-ფურგონები (200 ტ): 3–5 MWh-იანი პაკეტები, პიკური დატვირთვებისთვის — მფრინავი ბორბალი (ნაწილი 7).
  • სარკინიგზო „ხერხემალი“: დაგეგმვისთვის 0,04 kWh/ტ-კმ (ნაწილი 8).
  • კონვეიერები/საბაგიროები: იქ, სადაც გზები არ ამართლებს (ნაწილი 8).
ელექტრონები იმაზე მეტს „იზიდავს“, ვიდრე ოდესმე დიზელს შეეძლო

გუნდები და სწავლება (სუფთა ხელებით სამუშაოები)

ადამიანები ერთ კლონზე (ტიპურად)

  • PV-ის ქარხანა 1 GW/წელი: ~300–500 FTE
  • მინის ხაზი: ~250–400 FTE
  • მინი-ქარხანა 1 მტ/წელი: ~600–900 FTE
  • გამოთვლის დარბაზი 20 MW: ~80–150 FTE + მხარდაჭერა
ავტომატიზაცია იქ, სადაც მოსაწყენია, ადამიანები — იქ, სადაც მნიშვნელოვანია

სწავლების „ხერხემალი“

  • თითოეული კამპუსი პირველ რიგში აგზავნის ადამიანების პოდს: უსაფრთხოება, კლინიკა, კლასი (ნაწილი 10).
  • ხაზების ციფრული ტყუპები; ვარჯიში ვირტუალურ ფოლადთან ცხელ ფოლადამდე.
  • პრაქტიკა, რომელიც პოდებთანაა დაკავშირებული: ელექტრიკოსებისთვის, დამტვირთველებისთვის, კონტროლერებისთვის, QA-სთვის.
ადგილობრივი ტალანტები ყველაზე სწრაფად იზრდება

საგზაო ნიშნულები (2, 5, 10 წელი — აირჩიეთ ტემპი)

ორწლიანი „ბიძგი“

  • PV-ის კლონირება ~16 GW/წლამდე (1 GW-იანი თესლიდან).
  • აშენდეს 4–8 მინის ხაზი, 4–8 მინი-ქარხანა.
  • დამონტაჟდეს 5–10 GWp PV-ის მდელოები მაღაროებსა და ქალაქებში.
  • დაიწყოს 2–3 ტბის ქალაქი (ნაწილი 13).
ნდობის ფაზა

ხუთწლიანი „ბადე“

  • 150–250 GW/წელი PV-ის სიმძლავრე სამ რეგიონში.
  • 20–30 მინის კამპუსი; 20–30 მინი-ქარხანა.
  • რეგიონული დაგროვება ~0,5–1,0 TWh-მდე.
  • 10–20 ქალაქი; პირველი სანაპირო კვანძი.
რეგიონული სტრუქტურა ჩამოყალიბდა

„TW-ის ჩვევა“ ათ წელიწადში

  • კონტინენტებზე PV-ის კლონირების ტემპი ≥1 TW/წელი.
  • მინისა და ფოლადის ხარჯები PV-ის მოთხოვნას შეესაბამება.
  • გამოთვლის დარბაზები მთელ უბნებს ათბობს (ნაწილი 11).
  • კამპუსის მარყუჟები იმდენად მოსაწყენია, რომ უხილავია (ნაწილი 12).
მზე — ნაგულისხმევად
„ეს მხოლოდ სლაიდზე გამოსახული მრუდებია?“
არა: აქ მოცემული ყოველი რიცხვი ეფუძნება პოდებსა და ქარხნებს, რომლებიც უკვე დავაწყეთ — PV ხაზებს (ნაწილი 3), ღუმელებს (ნაწილები 4–6), ლოგისტიკას (ნაწილი 8), მინას (ნაწილი 9), კლონირების კომპლექტებს (ნაწილი 10). ეს მშენებლობის გეგმაა და არა განწყობა.

წინასწარ გამოთვლილი გლობალური სცენარები

სცენარი A — 1 TWp/წელი გაფართოება 10 წლის განმავლობაში

მაჩვენებელი მნიშვნელობა შენიშვნები
დამატებული PV (10 წ.) 10 TWp თანაბარი სვლა
წლიური ენერგია @ 1,7 PWh/TW ~17 PWh/წელი როდესაც დამონტაჟებულია
შეწყვილებული 12-საათიანი დაგროვება ~22–28 TWh სრული ეფექტით
სამაგრი ფოლადი ~600–1 000 მტ ათწლეულის განმავლობაში
მინა ~450–600 მტ მხოლოდ მოდულების მინისთვის
ფოლადი ~12–20 მტ მასივებიდან ინვერტორებამდე

ამ ათწლეულის მასშტაბები მოითხოვს ათობით მინის კამპუსსა და მინი-ქარხანას — სწორედ ჩვენი კომპლექტისას (ნაწილები 5, 9).

სცენარი B — 5 TWp/წელი „სპურტი“ (5–10 წლები)

მაჩვენებელი მნიშვნელობა შენიშვნები
დამატებული PV (5 წ.) 25 TWp კლონირების ციებ-ცხელება
წლიური ენერგია @ 1,7 PWh/TW ~42,5 PWh/წელი მხოლოდ სპურტისგან
შეწყვილებული 12-საათიანი დაგროვება ~55–70 TWh რეგიონებად დაყოფილი
PV მდელოს ფართობი ~0,4–0,55 მლნ. კმ² ორმაგი დანიშნულება

„აჩქარებას“ სჭირდება პოდების მომწიფებული მიწოდების ჯაჭვი და გაწვრთნილი რეგიონული გუნდები (ნაწილი 10).

სცენარი C — დაბალანსებული ბადე (ელექტრული მრეწველობა + ქალაქები)

დავუშვათ, რეგიონი მიზნად ისახავს 500 GWp PV-ს, ხოლო სამრეწველო ღერძი მოიცავს 5 ფოლადის მინი-ქარხანას, 5 მინის ხაზს და 2 გამოთვლით დარბაზს.

პოზიცია დაგეგმვის მნიშვნელობა კომენტარი
საშუალო სიმძლავრე ~90–115 GW PV-დან
დაგროვება (12 სთ) ~1,1–1,4 TWh ბატარეებისა და თერმული სისტემის ნაზავი
ფოლადის წარმოება ~5 Mt/წელი ადგილობრივი პროფილები/ლენტი
მინის წარმოება ~5 Mt/წელი მოდულები + ფასადი
გამოთვლა ~40 MW ცენტრალიზებული გათბობის საყრდენი
ტბის ქალაქები ~4–8 თითოეულში 5–25 ათასი ადამიანი (ნაწილი 13)

ეს მსოფლიო ბადეში ერთი ფილაა. დააკოპირეთ, მოაბრუნეთ, ჩასვით.

ხშირად დასმული კითხვები

„საიდან მოვა მასალები - საკმარისი იქნება?“
წინა ნაწილებში შევაფასეთ სუფთა საბადოები‑როგორც‑ქარხნები: მადანი დახარისხებულია (ნაწილი 2), კვამლის გარეშე გამოდნობილი (ნაწილები 4–6) და ფორმების სახით გადაზიდული (ნაწილი 8). PV-ის აღჭურვილობაში მასას განსაზღვრავს ფოლადი და მინა; ორივეს ადვილად გაზრდა შეიძლება ელექტროენერგიით. სპილენძს მოვლა სჭირდება, მაგრამ მისი რაოდენობა - ერთ TW-ზე ერთნიშნა Mt, რაც გადამუშავებით მართვადია (ნაწილი 12).
„მიწა ხომ არ გახდება შემაფერხებელი ფაქტორი?“
ორმაგი დანიშნულების PV-ის მდელოები, სახურავები, მოედნები, არხები და მიტოვებული ტერიტორიები „ერთიანდება“. მიწისზედა ველებისთვის დაახლოებით ~16–22 ათასი კმ²/TW-ის პირობებში, საუბარია პროცენტის მეასედებზე - რომლებიც მოწესრიგებულად განლაგდება ქალაქებისა და ჰაბიტატების გარშემო (ნაწილი 13).
„როგორ შევინარჩუნოთ სასიამოვნო საცხოვრებელი გარემო ახლოს?“
ელექტრული გადაადგილება, დახურული ხაზები, გადახურული კონვეიერები, ჩუმი ეზოები, ბნელი ცის განათება, საჯარო შემაჯამებელი დაფები (ნაწილები 7–9, 12–13). ვაპროექტებთ ფრინველებისთვის, თამაშისა და ძილისთვის.
„რა არის ყველაზე რთული?“
ადამიანები. ამიტომ პირველ რიგში ვაგზავნით ადამიანების პოდებს, ხელახლა ვაბანდებთ სწავლებაში და პოდებს კომპეტენციის გადატანის საშუალებას ვაძლევთ, რათა ადგილობრივმა გუნდებმა კარიერა ადგილზე შექმნან (ნაწილი 10).

დანართი — საცნობარო ფურცლები, გარდაქმნები და ბმულები

სწრაფი გარდაქმნები, რომლებსაც ვეყრდნობოდით

საგანი პრაქტიკიდან მიღებული წესი სად გამოიყენება
PV-ის ენერგია თითო TW-ზეp ~1,6–2,0 PWh/წელი ყველა სცენარში
PV-ის ფართობი 1,6–2,2 ჰა/MW მიწის ცხრილები
დაგროვების შეწყვილება 12 სთ × საშუალო MW დაგროვების ცხრილები
რკინიგზის ენერგია 0,04 kWh/t‑კმ ლოგისტიკა (ნაწილი 8)
ელექტრო სატვირთო მანქანა (ობიექტზე) 0,25 kWh/t‑კმ კამპუსის ნაკადები (ნაწილი 7)

ჯვარედინი ბმულები (ეს სერია)

  • ნაწილი 1 — ტბები და პირველი ორმო: წყლის ამორტიზაცია და მომავალი პარკები.
  • ნაწილი 3 — მზის თესლის ქარხანა: საიდან იწყება თოვლის გუნდა.
  • ნაწილები 4–6 — ღუმელები და ლითონები: ელექტრონები, არა კვამლი.
  • ნაწილი 8 — ტრანსპორტი: ვეზიდებით ღირებულებას, არა გრუნტს.
  • ნაწილი 10 — ლეგოს ქარხნები: პოდები და პორტები.
  • ნაწილი 12 — ციკლური მარყუჟები: „ნარჩენები“ სამუშაოთი.
  • ნაწილი 13 — ქალაქები: ცხოვრება ტბის გარშემო.
ყველაფერი დაკავშირებულია
Baigiamoji pastaba: Fizikos leidimo neprašėme - tik aiškumo. Pasirinkite uolieną, surūšiuokite, išlydykite saulės energija, gabენეთ ფორმები, დააწყვეთ ნაწილები და დაჰპირდით ტბას, რომ დაბრუნდებით პონტონური ბილიკით. ასეთი გეგმაა. შეუდექით მშენებლობას.
Grįžti į tinklaraštį