【Factorio】Aurinko- ja ydinvoiman suhde, sijoittelu ja laajennusperusteet

Nauvisilla sähkövoiman vakauttamiseksi aurinkopaneelit kannattaa mitoittaa 25:21 -suhteella (aurinkopaneelit:akut), ja ydinvoimaa laajennetaan 2–4 reaktorin parillisina joukkoina päävoimalähteenä tai varalla. Erityisesti ensimmäisen raketin ympärillä olevat pelaajat, jotka ovat väsyneet höyryn polttoaineen täyttöön, huomaavat tehtaanhoito huomattavasti helpottuvaksi. Tässä artikkelissa käytämme 1 MW:iin tarvittavien aurinkopaneelien ja akkujen määrää suoraan suunnitteluun, ja samalla käsittelemme reaktorin vierekkäisyysbonuksen perusteella tehtävän sijoittelun ja laajennusstrategian. Itsekin pysäytin tehtaan uudelleen ja uudelleen höyryn polttoaineen loppumisen takia, mutta kun yhdistin 2 ydinreaktoria aurinkokentän apuun, energian saatavuuden ongelmat lähes katosivat. Tämän jälkeen oli vain ruudullinen suunnittelu ja vaakasuuntainen laajeneminen. Kun lukuihin perehtyi, sähkövoimaa saattoi vakauttaa suhteiden mukaan, ei tunteen perusteella.

Tuetut versiot ja esiehdot

Tämän tekstin suhteet perustuvat Nauvisin päivä-yö-sykliin (virallisen Wikin perusteella)

Tässä artikkelissa käytetyt suhteet ja tarvittavat määrät pohjautuvat Base game 2.0-versioon Nauvisissa. Aurinkopaneelien mitoitusarvot vastaavat virallisen Wikin perusteella laskettua Nauvisin päivä-yö-sykliä, jossa aurinkopaneelin maksimiteho on 60 kW ja keskimääräinen teho 42 kW. Tästä johtuen, jotta tehdas saisi tasaisen virransyötön vuorokauden ympäri, tarvitaan 1 MW:lla noin 23,8 aurinkopaneelia ja 20 akkua. Aiemmin mainittu 25:21-suhde on tämän perusteella muodostettu käytännöllinen kokonaislukusuhde.

Space Agea silmällä pitäen on huomattava, että eri planeetoilla auringonpaiste vaihtelee merkittävästi, joten aurinkopaneelien optimisuhde ei suoraan sovellu muille planeetoille. Yhteisön laskelmissa on esillä myös Vulcanukselle ja Gleballe sopivat arvot, mutta tässä artikkelissa Nauvisin perusteella sitoutumme ja muiden planeettojen aurinkotehokkuus käsitellään vertailuarvoina. Jos sekoittaisimme eri planeetat, mitoitusperusteet seksutuisivat, joten ensin kannattaa oppia Nauvisin arvot tarkasti.

Edellytyksenä aurinkokeskeiselle etenemisolle on lähes välttämätöntä raudan ja kuparin vakaa tuotanto. Aurinkopaneeli ja akku vaativat molemmat suuria määriä, joten rakentamisrobottien ja robo-satamien käyttö on paljon tehokkaampaa kuin käsin asettaminen. Itselläni myös keski- ja loppupelissä oli usein enemmän haittaa "asettamisen työkasvusta" kuin varsinaisesta sähkönpuutteesta, joten aurinkokenttien laajentaminen kerralla laajalla alueella oli helpompaa kuin pieninä osina.

Ydinvoimaa ottaessa käyttöön pelkkä sähköjärjestelmä ei riitä – edellytyksenä on uraanilouhinnasta jalostukseen ulottuva tuotantolinja. Ydinreaktori tuottaa peruskyky 40 MW:tia ja saa 40 MW:n bonuksen joka vierekkäisestä sivusta, joten reaktorit kannattaa järjestää pareihin tai nelikköihin. Toisaalta polttoaine-tangot kuluvat 200 sekunnissa tasaisesti, eli käyttöasteesta riippumatta. Siksi akut ja höyryvarastot toimivat puskureina, joilla sähkön ylös ja alaskäynnit tasapainotetaan. Ydinvoima ei ole "korkea teho = helppo" –sähkömuoto, vaan vaatii käyttö-, jalostus-, polttoaineen syöttö- ja lämpö-höyrysysteemien kaiken toimivan yhdessä.

Uraanin jatkuvuuden kannalta Kovarex-rikastusprosessi kuuluu perusosaamisen piiriin. Se edellyttää alussa 40 yksikköä U-235:tä, mutta kun prosessi käynnistyy, se kasvattaa U-235:ttä deterministisesti, mikä antaa pitkäaikaisen turvallisuuden tunteen. Ydinvoimaa päävoimalähteeksi suunniteltaessa polttoainetoimitus kuuluu samaan perussuunnitelmaan kuin reaktoriblokki itse.

→ Lue lisää

Sähkövoiman perustieto on koottu kohtaan Power production Factorio Wikiissä. Auringon optimisuhde, 1 MW:iin tarvittava määrä sekä eri tuotantotapojen perusperiaatteet löytyvät sieltä, samoin kuin tämän artikkelin arvot pohjautuvat niihin.

Power production

wiki.factorio.com

Factorio – Kumpi kannattaa valita päävoimalähteeksi?

Aloittelijoille sopiva ratkaisu

Aloittelijoille selkein linja on peräkkäinen etenintie: pian höyryvoima, keski-pelissä energian puute ajaa aurinkoon tai ydinvoimaan, lopussa tavoitteet määrävät päävoimalähteen, kolmessa vaiheessa. Höyryn nopea käynnistyminen on hyvä apukeino tutkimukseen ja materiaalien varhaiseen tuotantoon. Varhainen siirtyminen aurinkoon ei ole välttämätöntä. Pullon kaula kohdataan yleensä sinisten tieteellisten pakettien jälkeen, kun kaivostoiminta, puolustus ja sulatus kasvavat rajusti, ja höyryn polttoaineen täyttämisestä tulee tuotannon pullonkaula.

Tässä vaiheessa tulee valinta: jos haluat kevyen käytön, valitse aurinkoenergian laajemmallakin alueella; jos haluat korkean tuotannon pienellä alueella, valitse ydinvoima. Suhteista näkyy selvästi: Nauvisissa aurinkopaneelin maksimiteho on 60 kW ja keskimääräinen teho 42 kW. 1 MW:n saamiseksi 24 tunnissa tarvitaan noin 23,8 paneelia ja 20 akkua, joten tuotannon kasvaessa alueen ja rakennusaineiden tarve kasvavat. Korvauksena polttoainetta eikä vettä tarvita, ja kun ne on kerran paikalle laitettu, käytöstä koituvat työtkin minimaaliset.

Toisaalta ydinvoima tuottaa yhdellä reaktorilla 40 MW sekä saa 40 MW:n lisää joka vierekkäisestä puolesta. Parittain tai nelikköinä järjestettyinä niiden kasvupotentiaali on massiivinen, ja laajenemiskauden tehtaan vakauttaminen käy helposti. Tärkeä seikka on kuitenkin: ydinvoima ei ole yksinkertaisesti "korkea teho = helppo".

Loppupelissä ratkaisee ei se, kumpi on parempi, vaan mitä priorisoidaan. Laajat alueet ja roboasennus sekä UPS-huoli kutsuvat aurinkoon. Vastakkainen puoli: tiheä tehdas, laajenemisen keskellä tai vedessä sijaitseva tuotantolaitos sopii paremmin ydinvoimalle. Henkilökohtaisesti näki, että raketin ympärillä tuotantoa nostaessa ydinvoima oli hyvin vahva, kun taas lopullisesti tasaiseksi asettuneessa järjestelmässä aurinkoenergian avut tulivat esiin.

Pysähdyksiin varauduttaessa, kumpi tahansa päävoimalähde, riittävät akut ovat olennaisia. Aurinkokeskeisyyteen ne ovat välttämättömiä yösähkölle, mutta ydinvoimakaan ei selviä ilman niitä, kun kysyntä vaihtelelee. Vielä syvemmälle: ydinvoimakeskeisessäkin tehtaassa kannattaa säilyttää pieni hätäsähköä tuottava aurinkokenttä tai höyryvoima, jotta täydellisen mustasta blackoutista palautuminen on nopeaa. Ydinvoiman sammuttua lämpöjärjestelmän käynnistäminen on työlästä, joten täydellisen yksittäisen linjan sijaan käynnistysapuvirran säilyttäminen vakauttaa.

Koko tehtaassa aurinkon ja ydinvoiman ero ei ole vain laitteiston suorituskyky, vaan miten tehdasta laajennetaan. Jos tehdasta kaksinkertaistetaan ruuduittain sivusuunnassa, aurinkoenergian sopeutuvuus on poikkeuksellinen. Tarvittavat määrät ovat helposti arvioitavissa, ja kunkin siipin lisääminen tekee sähköntuotannosta vain yhteenlaskutehtävää. Kun 25:21-suhde on kerran paikoitettu, peräkkäiset laajennukset eivät vaadi uudelleenlaskentaa.

Ydinvoima päinvastoin sopii sähkövoimalaitoksen kapeisiin, tiiviisiin joukkoihin järjestettäväksi. Reaktorin vierekkäisyysbonuksesta johtuen hajautettu sijoittelu tuottaa huonommin kuin tiiviin joukon rakentaminen. Putkilinjat, lämpöputket ja höyryjohtojen huolto mukaansa lukien keskittäminen tekee johdosta helpompaa. Jos tehdas on kompakti ja sähkö kuljetetaan paksuilla pääviivoilla, ydinvoiman teho näkyy suoraan.

Pelaajien kokemuksissa on selvä ero. Laajenemisvaiheen pääkohteella kaivostoiminta, moduulirakentaminen ja robo-lataus kasaavat energiatarpeen portaiksi. Näissä tilanteissa ydinvoiman päävoimalähteeksi asettaminen vaatii vähemmän lisätoimenpiteitä, ja korkea tehotiheys auttaa. Päinvastoin etulinjalla, kaivoille ja puolustukselle aurinkokentän välitön toiminta on korvaamaton. Vettä eikä polttoainetta tarvita, ja ne voidaan käynnistää välittömästi perusvahvistusten kanssa, mikä tekee paikallisten sähköjen toiminnasta hyötykäyttöisempää.

Nämä erot ovat taidoittain enemmän suunnittelumallin sopeutuvuuden kysymyksiä. Keskittäminen, tiiviys ja korkea teho vaativat ydinvoimaa; levitys, välitön käynnistys ja ylläpidon vähyys puoltavat aurinkoa, kun oikein ymmärretään.

→ Lue lisää

Jokaisen sähkömuodon perustieto on koottu Power production -osioon Factorio Wikiissä. Kun aurinkoen ja ydinvoiman valinnasta on epätietoisuus, tämän perustan mukaan tarvittava sähkö on helppo arvioida, ja sen jälkeen alueen tai tiheyden valinta on selkeää.

Auringon optimisuhde ja tarvittava määrä

Nauvisin perusperusta ja laskukaava

Nauvisissa aurinko-energiaa käytettäessä 24 tunnin jatkuvaan energiaan aurinkopaneeli:akku = 25:21. Akut jaettuna paneeleilla on 0,84, joka kuvaa "kuinka monta akkua paneelia kohti pitää seisoa yön yli" käytännössä. Luvut näyttävät kummalliselta, mutta päivän energia yölle jaettuna juuri tämä suhde sopii parhaiten.

Tärkeä seikka: aurinkopaneelin maksimiteho on 60 kW, mutta 24 tunnin keskiarvo on 42 kW/paneeli. Vaikka päivällä voisi tuottaa 60 kW, yöllä ei mitään, joten tehdas tarvitsee keskiarvoa, ei huipputehoa. Suhteen logiikka on selvä: aurinkopaneeli yksinään ei riitä; paneeli ja akku muodostavat yhden kokonaisuuden, jossa akku ottaa yön vastuun.

Tarvittava määrä lasketaan MW-pohjaisesti:

• Paneeleja ≈ 23,8 × haluttu MW
• Akkuja ≈ 20 × haluttu MW

Esimerkiksi tehtaan tarvitessa jatkuvasti 10 MW, tarvitaan noin 238 paneelia ja 200 akkua. Moni käyttää juuri tätä "10 MW-blokkia" perusyksikkönä, ja monistaa sitä rakennusroboteilla, kunnes sähkökaavio näyttää, että yö-energia täyttyy. Joka kerralla pienen laskun tekemisen sijaan 10 MW-lohkon suunnittelu tekee laajennuksesta nopeampaa.

Nopea hakutaulukko

Tarvittavasta sähköstä taaksepäin laskemisen helpottamiseksi tässä usein tarvitut suureet:

Käytännössä paneeleja täytyy pyöristää ylöspäin. Etenkin, kun puolustus, sulatus ja robo-lataus yhtyvät, teoriaa suurempi turvamarginaali helpottaa suunnittelua. Akkuja vähentää on vaarallista: yöllä energia romahtaa helposti. Paneelien lisäys suhteen rikkomatta ei ratkaise, joten paneeli:akku-suhde kannattaa turvata.

Suurta kuvaa arvioidessa on nopein ensin arvioida tarvittava MW, sitten paneeli = 23,8-kertainen, akku = 20-kertainen. Itsekin megas-pohjaisten laajentumisten aikana arvioin ensin "kuinka monta MW puuttuu", katsoen sähkögrafiikkaan, ja lisäsin puuttuvat 10 MW-lohkot peräkkäin. Kun luvut ovat vakiot, aurinkokenttä on lähestulkoon mekaaninen.

Yö ja akun rooli

Akun tarve on yksinkertainen: yöllä aurinkopaneeli ei tuota mitään. Jos päivällä tuottaa vain tarpeellisen verran, yön tullen tehdas sammuu. Päivän yliyö kerätään akuissa, joista yö purkaa, tasaannuttaen 24 tunnin kestiarvoa. Aurinkovoima on oikeastaan kaksivaiheinen järjestelmä: paneeli tuottaa päivällä, akku kuluttaa yöllä.

Paneelia generaattorina ja akkua "yövuorolla" miettien logiikka selkenee. Pelkkä massiivinen paneeli-kenttä ilman akkuja ei auta yöllä. Vain suuret akut puolestaan eivät auta, jos päivällä ei ole sähköä varastoida. Siis 25:21 toimii.

Sähkökaavio näyttää sen selkeästi. Hyvässä mallissa päivä lataa akun täyteen lähellä maksimia, yö purkaa sileästi eikä energiavajaus koskaan tapahdu ennen aamua. Itsekin aurinkokentän käynnistyttyä tarkistan ensin auringon laskiessa akkuja ei tyhjene ennen aamua. Jos näin käy, tehdas on päivällä vahva, yöllä heikko—puutteellinen tila.

Helposti ymmärrettävä suhde

Käytännössä hyödyllinen on jokaisen paneelin kanssa käyttää akkua suhteella noin 24:20, mikä antaa ruudukkoon sopivampia lukuja. Huomaa kuitenkin: muuntajien Substation sisällyttäminen alueeseen riippuu versiosta – jos sisällytetään, tulee versio mainita. Tässä keskitytään paneeli-akku-perussuhtaiseen ajatteluun, ja muuntajat ovat praktisesti summattavina "sijoittelun helpottajina" eikä osina perussuhdetta.

Ydinvoiman perusperusta ja sijoittelu

Reaktori 40 MW + vierekkäisyysbonuksesta

Ydinvoiman perusta: 1 reaktori tuottaa 40 MW ja saa 40 MW:n bonuksen joka vierellään olevalta reunalta. Nuclear_reactor wikissa näkyy tämä selvästi – reaktori on paljon vahvempi pareittain kuin yksittäin. Tämän vuoksi aloittelijalle 2–4 reaktorin parillinen järjestys sopii parhaiten, koska ne pysyvät helposti linjassa tai 2×2-neliössä, jolloin putkilinjat ja laajenemisen suunta selkenevät.

Yhdistelmät ovat mahdollisia, mutta parittomissa päädytään vaikeisiin lämpö-johdotuksiin ja epätasapainoisiin laajennuksiin. Itsekin yritti 1 reaktoria ja sitten lisätä—tulos oli täydellinen uudistus. Ydinvoima vaatii alkuperäisen vierekkäisyysjärjestelyn huolellista harkintaa.

Käytännössä helpompaa on päättää mitä reaktori-lukua käytetään, ei kaikkia lämpönsiirtäjien ja turbiinien lukuja. Esimerkiksi neljä reaktoria järvin rannalla: vesi-imijat lähellä, vastakkaisella puolella polttoaineen syöttö ja sähkö. Omatekemällä tämä oli toimiva: neljä reaktoria yhdessä, lämpöputket lyhyinä, höyry suoraan säiliöihin. Lämpöreitti oli lyhyt, löytö helpompaa, jos mitkään jumittuivat.

Nuclear reactor

wiki.factorio.com

Polttoaineen 200 sekunnin kulutus ja puskuri

Ydinvoiman pelottavuuden yksi syy: polttoaine-tanko käytetään aina 200 sekunnissa, kuormituksesta riippumatta. Jos tehtaan sähkön tarve on matala, polttoaine silti kuluu. Näin johtuu "hukkatuotanto"—korkea tuotanto ilman käyttöä. Sitä vastaan auttaa puskuri-suunnittelu.

Ydinvoima ei kiihdytä kuormituksesta: se tuottaa tasaisesti, ja tehtaan puolella laserit, robotit ja junat aiheuttavat piikkejä. Ne kannattaa puskuroida höyry-säiliöillä ja akuilla. Höyry-säiliö sisältää 25 000 yksikköä, mikä 500°C höyryllä on noin 2,4 GJ—vastaa 60 sekuntia 40 MW reaktorilta. Lyhyet huiput puskuroituvat helposti.

Akutkaan eivät ole turha: ydinvoima on vakaa, mutta tehtaan puoli synnyttää huippuja. Sähkö-näkymässä puskuri tekee graafista tasaisempaa. Neljän reaktorin kanssa, kun höyry säiliöihin ja akkuja verkkoon hieman jätettiin, polttoaineen tuhlaus tuntui pienemmältä.

Tarkkoja lämpönsiirtäjä- ja turbiinisuhteita voisi laskea, mutta perussuunnittelua on hyödyllisempi harjoitella. Lämpösiirtäjä käyttää 10 MW lämpöä, turbiinikään ei kaikilla ole samat tuotanto-arvot—käytännössä reaktori-joukko on noin 4 lämpösiirtäjää ja 7 turbiinia, enemmälti näppärä sääntö kuin tarkka. Reaktori tarvitsee tämän, kaksinkertainen neljä reaktoria kaksi kertaa tämän verran.

Vesi ja lämpö-linjat

Ydinvoiman ongelmat eivät ole reaktorissa, vaan vesi ja lämpö-johdotuksessa. Perusperiaate: vesi lähteestä, lämpö lyhyet reitit, harvat haarautuvat.

Yleinen virhe: reaktorin kauaksi vedestä, pitkät vesi-johdot, lämpöputket kierrelty pitkästi. Lämpöputki on kätevä, mutta pitkä johdotus tekee johdosta arvaamattoman. Erityisesti korkean tuotannon päädyssä loppu voi jäädä viileäksi, jolloin lämpösiirtäjä ei tuota höyryä.

Perusta on reaktori vedessä tai sen rannalla—lyhyt vesi-linja, lämpösiirtäjät lähellä, höyry heti säiliöihin. Neljä reaktoria järven rannalla, lämpö lyhyt, höyry pakoille—järjestely oli aina vakaa.

Laajenemista ajatellen kaksoisrivi-asettelu on vahva. Reaktori-rivi keskellä, lämpösiirtäjät ja turbiinit sivuilla, tasapainoisesti. Reaktorit + 2 = sama rakenne, reaktorit + 4 = sama rakenne. Puskuri-säiliöt löytävät paikkansa helposti, eikä lämpö-reitti mene sekaisin.

Ydinvoima näyttää monimutkainen, mutta ydin on selkeä: 40 MW per reaktori, parittain, puskuri ylituotannolle, vesi ja lämpö lyhyet. Neljä asiaa, ja laajeneminen on hallittavaa.

Aurinko, ydinvoima ja hybridi vertailussa

Aurinkokeskeinen sopii

Aurinkokeskeinen sopii alueelle, joka kannattaa muuttaa sähköksi. Polttoaine-linjaa ei tarvita, saaste nolla. Päivä tuottaa, yö varastosta—intuitiivinen, joten luvut ymmärtää helpommin. Aurinkopaneeli saa maksimi 60 kW, keskiarvo 42 kW, perusta on "montako paneelia tarvitsee" ja "kuinka paljon yö-varaston".

Heikkoudet näkyvät selvästi. Alue on iso—teho-tiheydeltään aurinko on matala. Suurella tehtaalla pinta-alavaatimus kasvaa jäätävästi. Lisäksi rakennusmateriaalit, johdot, robo-portit ja robottinetti ovat raskaat alussa. Polttoaine ei kulussa, mutta alkuinvestointi on massiivinen. Loppukesken megas-pohjainen vaakasuuntainen toistointa on kevyempää—sama blokki kopioitu viimein on vapaa työ.

Ylläpito on kevyt. Vesi, lämpö, polttoaine—yhtään ei tarvitse varoa. Sähkökaavion tulkinta on yksinkertainen: yöllä akut, päivällä täyttö. Häiriön syyt ovat harvat. UPS-näkökulmasta aurinko on kevyt, koska putkilinjat ja kompleksisuus eivät kuormita. Pimeä käyttäjät puhuvat usein auringon UPS-edusta. Blackout-kestävyys on korkea akun kanssa: päivä palauttaa nopeasti, eikä käynnistys-sekvenssiä tarvitse.

Vertailun toinen puoli, höyry-voima, oli alussa ylivoimainen. Nopea käynnistys, pieni materiaali—varhainen päävoima. Mutta polttoaine-riippuvuus ja saaste kasvavat lopuksi painoiksi. Aurinkokeskeinen tarjoaa "höyryn alussa-vahvuus" ja "lopussa-helpotus" -yhdistelmää.

Ydinvoimakeskeinen sopii

Ydinvoimakeskeinen sopii **pienelle alueelle, joka tarvits