2014-12-31 09:47:58 k73游戏之家 作者：小新
在之前就对太阳能与蓄电池方面进行了一些研究，不过还是局限于最基本的常规观测及简单推导，并没有做到精确到地定量优化。而以下的文章将通过量化研究得出，太阳能板平均一天可发出最大功率70%的电，科学的池板比应为6:7。
第一节 Factorio世界中的时间周期
元首改造了TimeDisplay这个MOD，让它能精确地测量这个研究。具体来说，就是找下面这两个值之间的关系：
game.tick —— 总游戏运行时间，单位tick
game.daytime —— 0-1的值，表征周期一天的进展，正午为0，正半夜为0.5
得到如下结论：
1.1 时间单位
1 hour = 60 min
1 min = 60 sencond
1 sencond = 60 tick
其中tick为游戏的最小时间单位，即每一次更新运算间隔的时间差。
1.2 全天时间
精确的测量结果是，一天 = 24966.095238095 tick
实际应用时，按 一天 = 416 sencond 即可。（误差约为万分之二）
1.3 时间周期
以下部分为粗略的推论，没精确测量，但根据后面的论述及之前的实验数据证实其为精确的。
以game.daytime值表征时间进展：
0.00-0.25 下午，阳光充足
0.25-0.45 黄昏，阳光渐弱
0.45-0.55 半夜，没有阳光
0.55-0.75 清晨，阳光渐强
0.75-1.00 上午，阳光充足
第二节 太阳能板的发电
根据电力统计曲线，可以很容易地发现，黄昏及清晨时，太阳能板的发电功率是均匀地线性增加或减少。这样就可以得到单个太阳能板的发电曲线。
根据曲线可以很容易地算出太阳能板一天周期内的平均功率：(0.25+0.2/2+0.1*0+0.2/2+0.25)*60kW=42kW
也就是说蓄电池可以充分保障时，太阳能板一天可稳定输出42kW的电力（即70%的使用率）。
再验证一下一天发电量，416s*42kW = 17.472MJ ，这与之前的研究结论也是相符的。
第三节 蓄电池的科学匹配
蓄电池的科学匹配，就是在以下假定下研究单个太阳能板所需的最大蓄电容量：
1. 所考虑的电网中没有其它发电来源（如汽轮机）；
2. 电网的负载恒定为太阳能板的平均功率42kW。
这样就可以想象蓄电池的工作情况：清晨发电功率为42kW时蓄电池蓄电量为0，然后随着发电功率提升蓄电池开始蓄电；到黄昏发电功率为42kW时蓄电池开始放电，如此循环。
这样在蓄电时间段内对净发电量积分，可以算出蓄电池的最大蓄电量为 0.56*416s*(60kW-42kW)=4.19328MJ。
这个结果说明，一个太阳能板仅需4.19328MJ的蓄电量就足以稳定输出42kW的电能了。
对这个结论组合一下，最小的一组比较好的结果是：
7个太阳能板需要的蓄电量=7*4.19328MJ=29.35296MJ
6个基础蓄电池的总蓄电量=6*5.0MJ=30.0MJ
这样个比例还能保证实际蓄电量比理论值高一点点，能维持稳定运行，所以说科学的池板比应该为6:7。
占地面积18×18
太阳能板24个，蓄电量需求=24*4.19328MJ=100.63872MJ
蓄电池22个，蓄电量供给=22*5.0MJ=110MJ
多余的9MJ多蓄电量可以用作额外保障