Žaidimas teravatais

Гра тераватами

Серія: Видобуток і матеріали • 14 частина з 14

Збільшення масштабу цивілізації: гра тераватами

Історія до сьогодні: ми викопали першу чисту яму і сформували її в озеро. Навчили породи "зізнаватися", надрукували сонячне світло, плавили без диму, рухали гори батареями, перевозили продукти, а не ґрунт, робили світло з піску, збирали фабрики як lego, будували об'єкти аж до суперкомп'ютерів, закрили всі цикли і спроектували міста, які люблять свої озера. Тепер відступаємо: скільки тераватів ми можемо побудувати — спокійно, швидко, красиво?

Завдання на сьогодні
Визначити терават атомами, землею, кораблями, командами та тижнями — а не гаслами.
Опублікувати заздалегідь розраховані сценарії для PV, накопичення, сталі, скла, міді та обчислювальних навантажень.
Показати математику клонування: фабрики, які будують фабрики, доки сонце не стане основним паливом.

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.

Що означає терават (і чому їх будуватимуть багато)

Тераватна пам'ятка (PV акцент)

Кількість Значення планування Примітки
Річна енергія / TWp ~1,6–2,0 PWh/рік Залежить від клімату та нахилу
Середня потужність ~180–230 ГВт З енергії ÷ 8 760 год
12 год накопичення пари ~2,2–2,8 ТВт·год Сер. GW × 12
Площа (монтується на землі) ~16–22 тис. км² 1,6–2,2 га/MW
Маса PV модулів ~45–60 Мт ~45–60 т/MW

Інтервали «прив’язують нас до землі» на різних широтах, з послідовниками та рішеннями BOS.

Просте «чому»

  • Електрони ≫ паливо: краще рухати дроти, ніж гори.
  • Чисте тепло: печі та паливні пристрої слухають електрику (4–6, 9 частини).
  • Передбачуване навантаження: розрахунок і заводи дають стабільне базове навантаження, яке любить накопичення (10–12 частини).
Фізика проти політики

Математика клонування — заводи, які будують заводи

Насіння → снігова куля (PV заводи, по 1 GW/рік)

Календарна точка Діючі заводи PV потужність/рік Примітка
0 міс. 1 1 GW/рік Завод насіння (3 частина)
12 міс. 4 4 GW/рік Перші клони (10 частин)
24 міс. 16 16 GW/рік Ритм «снігової кулі»
36 міс. 36–64 36–64 GW/рік Обмежують команди та podи
60 міс. 150–250 150–250 GW/рік Регіональні кластери підключені

Зріст обмежуємо людьми/podами, а не уявою; якість залишається нудно високою.

Бюджет набору клонів (для однієї 1 GW/рік PV фабрики)

POD Кількість Середнє навантаження Площа корпусу
Power PP‑20 3 ~60 MW —
Water WP‑500 2 — ~180 м² кожен
Heat HP‑20 1 — ~400 м²
Поди ліній 12 — ~1 200 м² кожен
Контролери + люди 1 + 3 — QA + лабораторії

Це та сама «lego» граматика, яку ми використовували в усій серії (10 частина).

Як уникнути падіння якості при великому масштабі?
Поди перевозять навички; майданчики — бетон. Кожен под перевірений на насіннєвому цеху, з серійним номером, відсканований після встановлення і запущений за сценарієм. Ми масштабували нудну частину — контрольні списки, а не ризик.

Атоми на один терават (що ми фактично рухаємо і плавимо)

PV обладнання на один TWp (монтується на землі)

Елемент За MW За TW Примітки
Модулі (вага) ~45–60 т ~45–60 Мт Скло + рама (9 частина)
Кріпильна сталь/Al ~60–100 т ~60–100 Мт Оцинкована сталь + Al рейки
Мідь (Cu) ~1,2–2,0 т ~1,2–2,0 Мт Від струн до інвертора
Площа скла ~5 000 м² ~5 000 км² Низький вміст заліза (9 частина)
Площа 1,6–2,2 га 16–22 тис. км² Супутники, проміжки

Суми одного TW розподілені за регіонами та роками; доставляємо форми (8 частина), а не ґрунт.

Заводи, які забезпечать той TW

Лінія / кут Потужність одиниці Одиниць 1 TW Примітки
Кут сонячного скла ~1 Mt/рік ~45–60 Для модулів і фасадів
Міні-млини (сталь) ~1 Mt/рік ~60–100 Профілі + стрічка (5 частина)
Завод алюмінієвого екструдування ~0,2 Mt/рік ~100–200 Рейки, рами
Рафінування міді/EW ~0,5 Mt/рік ~3–5 Для шин, кабелів
PV заводи ~1 GW/рік ~1 000 Або 200 по 5 GW/рік кластерів

Ці одиниці — поди в костюмах (10 частина). Ми множимо спокійно, а не хаотично.

«Чи не забагато це сталі і скла?»
Так — тому ми їх виробляємо з електронами (4–6, 9 частини). Модульні міні‑млини і скляні лінії створені саме для цієї роботи, живляться PV, який ми вже виробили (3 частина).

Земля, вода і сусіди (місця для птахів і ігор)

«Математика» землі (контекст, а не виправдання)

  • На 1 TW: ~16–22 тис. км² PV лук.
  • Світова частка суші: ~0,01–0,02 % (орієнтовний обсяг).
  • Подвійне призначення: PV поля як луки, пасовища, коридори запилювачів (13 частина).
Щити вгорі, життя внизу

Вода і озера

  • Процесні контури: 85–95 % повторне використання на заводах (12 частина).
  • Озера: сезонні амортизатори + стежки + оселища (13 частина).
  • Зливи: біослани + вологі землі перед озером.
За замовчуванням — замкнені контури

Накопичення і стабільність (світло «ввічливо» не згасає)

Правила, яких ми насправді дотримуємося

  • PV‑хв (MWp) ≈ Середній MW × 5,14 (5,5 PSH, 85 % DC→AC) — див. 3, 10–12 частини.
  • Накопичення (MWh) ≈ 12 год × Середній MW для спокійних операцій.
  • Занадто великий розмір: 1,5–2,0× PV ділитися з сусідами і скорочувати цикли клонування (10 частина).
Проста математика перемагає «інтуїцію»

Прикладні пари (попередньо розраховані)

Розмір PV Середня потужність 12 год накопичення Де підходить
1 ТВтp ~180–230 ГВт ~2,2–2,8 ТВт·год Регіональна мережа
100 ГВтp ~18–23 ГВт ~220–280 ГВт·год Державний вузол
10 ГВтp ~1,8–2,3 ГВт ~22–28 ГВт·год Мега‑кампус + місто

Накопичення може бути батарейним, тепловим, гідроакумуляційним або парковим (флотським) пакетами (7 частина). Обираємо найспокійнішу суміш.

Чому обчислення полегшує накопичення?
Стелажі працюють 24/7 з постійною потужністю (11 частина). Цей стабільний попит дозволяє PV + накопиченню працювати передбачувано; відпрацьоване тепло обігріває блоки та будинки (9, 12–13 частини). Спокійніша мережа — дешевша мережа.

Перевезення та потоки (рухаємо форми, а не гори)

TEU і залізниця (перевірка здорового глузду)

Комплект Понад 100 MWp Понад 1 TWp Примітки
Комплект сонячного господарства ~1 000–1 600 TEU ~10–16 млн. TEU Розподілено за регіонами
Залізнична сталь ~6 кт / 50 км Масштаб із коридорами Електрифіковано (8 частина)
Модулі Перевозяться на короткі відстані Локальний «finishing» Будуємо поруч із попитом

Уникаємо глобальних караванів модулів, копіюючи фабрики (10 частина). Атоми залишаються близько до свого призначення.

Вантажівки, залізниця, канати

  • Мега фургони (200 т): 3–5 МВт·год пакети, для піків — маховик (7 частина).
  • Залізничний «хребет»: для планування 0,04 кВт·год/т‑км (8 частина).
  • Конвеєри/канати: там, де дороги не вигідні (8 частина).
Електрони «приваблюють» більше, ніж будь-коли дизель

Команди та навчання (роботи чистими руками)

Люди на один клон (типово)

  • PV фабрика 1 GW/рік: ~300–500 FTE
  • Скляна лінія: ~250–400 FTE
  • Міні-млин 1 Mt/рік: ~600–900 FTE
  • Обчислювальна зала 20 MW: ~80–150 FTE + підтримка
Автоматизація там, де нудно, люди — там, де важливо

«Хребет» навчання

  • Кожен кампус спочатку відправляє Под людей: безпека, клініка, клас (10 частин).
  • Цифрові двійники ліній; тренування з віртуальною сталлю перед гарячою сталлю.
  • Практики, пов’язані з подами: електрикам, вантажникам, контролерам, QA.
Місцеві таланти ростуть найшвидше

Кілька орієнтирів (2, 5, 10 років — обирайте темп)

Дворічний «Spyris»

  • Клонувати PV до ~16 GW/рік (від 1 GW насіння).
  • Побудувати 4–8 скляних ліній, 4–8 міні-млинів.
  • Встановити 5–10 GWp PV у пасовищах, кар’єрах і містах.
  • Розпочати 2–3 міста на озерах (частина 13).
Фаза довіри

П’ятирічна «Gardelė»

  • 150–250 GW/рік потужність PV у трьох регіонах.
  • 20–30 скляних кампусів; 20–30 міні-млинів.
  • Регіональне накопичення до ~0,5–1,0 TWh.
  • 10–20 міст; перший прибережний вузол.
Регіональна структура сформувалась

Десятирічна «звичка TW»

  • ≥1 TW/рік темп клонування PV на континентах.
  • Витрати на скло і сталь узгоджені з потребою PV.
  • Зали обчислень опалюють цілі райони (частина 11).
  • Петлі кампусу такі нудні, що їх не видно (частина 12).
Сонце — за замовчуванням
«Це лише криві на слайді?»
Ні: кожне число тут базується на подах і фабриках, які ми вже розмістили — PV лініях (частина 3), печах (частини 4–6), логістиці (частина 8), склі (частина 9), наборах для клонування (частина 10). Це план будівництва, а не настрій.

Заздалегідь розраховані світові сценарії

Сценарій A — 1 TWp/річне зростання 10 років

Показник Значення Примітки
Додано PV (10 р.) 10 TWp Рівномірний хід
Річна енергія @ 1,7 ПВт·год/ТВт ~17 PWh/рік Коли встановлено
Парний 12 год накопичувач ~22–28 TWh Повною мірою
Сталь для кріплень ~600–1 000 Mt За десятиліття
Скло ~450–600 Mt Тільки для модульного скла
Ворон ~12–20 Mt Від масивів до інверторів

Обсяги цього десятиліття вимагають десятків скляних кутників і міні-млинів — саме нашого комплекту (5, 9 частини).

Сценарій B — 5 TWp/рік «spurtas» (5–10 років)

Показник Значення Примітки
Додано PV (5 м.) 25 ТВтp Лихоманка клонування
Річна енергія @ 1,7 ПВт·год/ТВт ~42,5 ПВт·год/рік Лише від spurto
Парний 12 год накопичувач ~55–70 ТВт·год Розподілено по регіонах
Площа PV лугів ~0,4–0,55 млн. км² Подвійне призначення

Для «Spurtui» потрібен зрілий ланцюг постачання подів і навчені регіональні команди (10 частина).

Сценарій C — Збалансована сітка (електроенергетична промисловість + міста)

Припустимо, регіон прагне 500 GWp PV, промислова вісь — 5 міні‑сталеливарних заводів, 5 скляних ліній, 2 обчислювальні зали.

Позиція Значення планування Коментар
Середня потужність ~90–115 GW З PV
Зберігання (12 год) ~1,1–1,4 TWh Акумулятори + тепловий мікс
Виробництво сталі ~5 Mt/рік Місцеві профілі/стрічка
Виробництво скла ~5 Mt/рік Модулі + фасад
Обчислення ~40 MW Якір централізованого теплопостачання
Міста озер ~4–8 Кожен по 5–25 тис. людей (13 частина)

Це одна плитка у мозаїці світу. Копіюйте, повертайте, вставляйте.

ЧаП

«Звідки візьмуться матеріали — чи вистачить їх?»
У попередніх частинах ми оцінили чисті шахти‑як‑фабрики: руда відсортована (2 частина), без диму переплавлена (4–6 частини) і транспортується як форми (8 частина). У PV обладнанні масу визначають сталь і скло; обидва легко збільшуються електрикою. Мідь потребує догляду, але її кількість — однозначні Mt на один TW, керована через переробку (12 частина).
«Чи не стане земля вузьким місцем?»
Двозначні PV луки, дахи, майданчики, канали та покинуті території «складаються». При ~16–22 тис. км²/TW наземних площ говоримо про соті відсотка — акуратно розташовані навколо міст і оселищ (13 частина).
«Як зберегти приємність жити поруч?»
Електричний рух, закриті лінії, накриті конвеєри, тихі двори, освітлення темного неба, публічні зведені панелі (7–9, 12–13 частини). Проєктуємо для птахів, ігор і сну.
«Що найважче?»
Люди. Тому насамперед надсилаємо Людські поди, інвестуємо в навчання та дозволяємо подам нести компетенцію, щоб місцеві команди будували кар’єри, не виїжджаючи (10 частина).

Додаток — пам’ятки, конверсії та посилання

Швидкі конверсії, на яких ми базувалися

Предмет Правило з практики Де використано
PV енергія на один TWp ~1,6–2,0 PWh/рік У всіх сценаріях
PV площа 1,6–2,2 га/MW Земельні таблиці
Парування накопичення 12 год × Серед. MW Таблиці накопичення
Залізнична енергія 0,04 kWh/t‑km Логістика (8 частина)
E‑вантажівка (на об’єкті) 0,25 kWh/t‑km Потоки кампусу (7 частина)

Перехресні посилання (ця серія)

  • 1 частина — Озера і перша яма: амортизація води та майбутні парки.
  • 3 частина — Фабрика сонячних насінин: де починається снігова куля.
  • 4–6 частини — Печі та метали: електрони, а не дим.
  • 8 частина — Транспорт: перевозимо цінність, а не ґрунт.
  • 10 частина — Lego фабрики: поди та порти.
  • 12 частина — Циклічні петлі: «відходи» з роботою.
  • 13 частина — Міста: життя навколо озера.
Все пов’язано
Підсумкова примітка: Дозвіл у фізиці ми не питали — лише для ясності. Оберіть породу, відсортуйте, розплавте сонячною енергією, транспортуйте форми, складайте частини і пообіцяйте озеру, що повернетеся з понтонною доріжкою. Такий план. Вперед будувати.
Повернутися до блогу