Scaling Civilization: Playing in Terawatts

การขยายอารยธรรม: การเล่นในระดับเทราวัตต์

ชุด: การทำเหมือง & วัสดุ • ตอนที่ 14 จาก 14

การขยายอารยธรรม: เล่นในเทราวัตต์

เรื่องราวจนถึงตอนนี้: เราขุดหลุมสะอาดแรกและปั้นมันเป็นทะเลสาบ เราสอนหินให้สารภาพ, พิมพ์แสงอาทิตย์, หลอมโดยไม่มีควัน, เคลื่อนภูเขาด้วยแบตเตอรี่, เคลื่อนย้ายสินค้าไม่ใช่ดิน, สร้างแสงจากทราย, ประกอบโรงงานเข้าด้วยกัน, สร้างวัตถุจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์, ปิดทุกวงจร, และออกแบบเมืองให้รักทะเลสาบของพวกเขา ตอนนี้เราซูมออก: เราสามารถสร้างเทราวัตต์ได้กี่เท่า — อย่างสงบ, รวดเร็ว, และสวยงาม?

ภารกิจวันนี้
กำหนด เทราวัตต์ในอะตอม, ที่ดิน, เรือ, ทีมงาน และสัปดาห์ — ไม่ใช่คำขวัญ
เผยแพร่ สถานการณ์ที่คำนวณล่วงหน้าสำหรับ PV, การจัดเก็บ, เหล็ก, แก้ว, ทองแดง และภาระงานคอมพิวเตอร์
แสดง คณิตศาสตร์โคลน: โรงงานที่สร้างโรงงานจนแสงอาทิตย์กลายเป็นเชื้อเพลิงเริ่มต้นของเรา

Regional lattice of campuses Mine+Factory Port Hub Town + Lake Factory cloning → TW/year Year 0 Year 3 Year 6 Year 8+ Legend: Clean campus node Rail/ship link PV meadow S‑curve panel shows how cloning picks up speed after foundations & pods mature.

เทราวัตต์หมายถึงอะไร (และทำไมเราจะสร้างได้มากมาย)

ชีทช่วยจำเทราวัตต์ (เน้น PV)

ปริมาณ ค่าการวางแผน บันทึก
พลังงานประจำปี / TWp ~1.6–2.0 PWh/yr ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศ & มุมเอียง
กำลังเฉลี่ย ~180–230 GW จากพลังงาน ÷ 8,760 ชม.
คู่เก็บพลังงาน 12 ชม. ~2.2–2.8 TWh เฉลี่ย GW × 12
พื้นที่ (ติดตั้งบนพื้น) ~16–22 k km² 1.6–2.2 ha/MW
มวลโมดูล PV ~45–60 เมกะตัน ~45–60 t/MW

ช่วงช่วยให้เราซื่อสัตย์ในละติจูด, ตัวติดตาม, และการออกแบบ BOS.

เหตุผลง่ายๆ

  • อิเล็กตรอน ≫ เชื้อเพลิง: เราชอบเคลื่อนสายไฟมากกว่าภูเขา.
  • ความร้อนสะอาด: เตาเผาและเตาเผาฟังไฟฟ้า (ส่วนที่ 4–6, 9).
  • โหลดที่คาดการณ์ได้: การคำนวณ & โรงงานให้ฐานโหลดที่มั่นคงซึ่งที่เก็บพลังงานชื่นชอบ (ส่วนที่ 10–12).
ฟิสิกส์ก่อนการเมือง

คณิตศาสตร์โคลน — โรงงานที่สร้างโรงงาน

เมล็ดพันธุ์ → ลูกบอลหิมะ (โรงงาน PV, 1 GW/ปี ต่อโรงงาน)

จุดปฏิทิน โรงงานที่ยังดำเนินการอยู่ กำลังการผลิต PV/ปี ความคิดเห็น
เดือนที่ 0 1 1 GW/ปี โรงงานเมล็ดพันธุ์ (ตอนที่ 3)
เดือนที่ 12 4 4 GW/ปี โคลนแรก (ตอนที่ 10)
เดือนที่ 24 16 16 GW/ปี จังหวะ “Snowball”
เดือนที่ 36 36–64 36–64 GW/ปี จำกัดลูกเรือ & pod
เดือนที่ 60 150–250 150–250 GW/ปี กลุ่มภูมิภาคออนไลน์

เราจำกัดการเติบโตด้วยคน/Pods ไม่ใช่จินตนาการ; คุณภาพยังคงน่าเบื่อและสูง

บิลชุดโคลน (ต่อโรงงาน PV 1 GW/ปี)

Pod นับ โหลดเฉลี่ย พื้นที่เปลือก
Power PP‑20 3 ~60 MW —
Water WP‑500 2 — ~180 ตร.ม. ต่อหนึ่งหน่วย
Heat HP‑20 1 — ~400 ตร.ม.
Line pods 12 — ~1,200 ตร.ม. ต่อหนึ่งหน่วย
การควบคุม + บุคคล 1 + 3 — QA + ห้องปฏิบัติการ

นี่คือไวยากรณ์ Lego เดียวกันที่เราใช้ในซีรีส์ทั้งหมด (Part 10)

เราจะหลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านคุณภาพในขณะที่ขยายอย่างรวดเร็วได้อย่างไร?
Pods มีทักษะ; sites มีคอนกรีต Pods ทุกตัวถูกทดสอบที่ seed shop, มีหมายเลขประจำตัว, สแกนที่ setdown, และติดตั้งด้วยสคริปต์ เราขยาย ส่วนที่น่าเบื่อ — รายการตรวจสอบ — ไม่ใช่ความเสี่ยง

อะตอมต่อเทราวัตต์ (สิ่งที่เราจริงๆ เคลื่อนย้ายและหลอม)

ฮาร์ดแวร์ PV ต่อ TWp (ติดตั้งบนพื้นดิน)

รายการ ต่อ MW ต่อ TW บันทึก
โมดูล (น้ำหนัก) ~45–60 ตัน ~45–60 เมกะตัน กระจก+กรอบ (ส่วนที่ 9)
ติดตั้งเหล็ก/อลูมิเนียม ~60–100 ตัน ~60–100 เมกะตัน เหล็กชุบสังกะสี + รางอลูมิเนียม
ทองแดง ~1.2–2.0 ตัน ~1.2–2.0 เมกะตัน สาย → อินเวอร์เตอร์
พื้นที่กระจก ~5,000 ม.² ~5,000 กม.² เหล็กต่ำ (ส่วนที่ 9)
พื้นที่ 1.6–2.2 เฮกตาร์ 16–22 k กม.² ตัวติดตาม, ระยะห่าง

ยอดรวมต่อ TW กระจายตามภูมิภาคและปี; เราจัดส่ง shapes (Part 8) ไม่ใช่ดิน.

โรงงานเพื่อป้อน TW นั้น

สายการผลิต / วิทยาเขต ผลผลิตหน่วย หน่วยสำหรับ 1 TW บันทึก
วิทยาเขตกระจกโซลาร์ ~1 Mt/yr ~45–60 โมดูลป้อน & ผนังอาคาร
มินิมิลล์ (เหล็ก) ~1 Mt/yr ~60–100 ส่วน + ขดลวด (Part 5)
โรงงานอัดขึ้นรูปอลูมิเนียม ~0.2 Mt/yr ~100–200 ราง, โครง
โรงกลั่นทองแดง/EW ~0.5 Mt/yr ~3–5 บัสบาร์, สายเคเบิล
โรงงาน PV ~1 GW/yr ~1,000 หรือ 200 @ 5 GW/yr คลัสเตอร์

หน่วยเหล่านี้เป็นแคปซูลที่ปลอมตัว (Part 10). เราขยายตัวอย่างสงบ ไม่ใช่แบบวุ่นวาย

“นั่นไม่ใช่เหล็กและแก้วเยอะไปหรือ?”
ใช่ — นั่นคือเหตุผลที่เราทำพวกมันด้วย อิเล็กตรอน (Parts 4–6, 9). ชุดโมดูล มินิ-มิลล์ และสายการผลิตแก้วมีอยู่เพื่อย่อยภาระงานนี้โดยเฉพาะ ขับเคลื่อนด้วย PV ที่เราทำไว้แล้ว (Part 3).

ที่ดิน น้ำ & เพื่อนบ้าน (ที่ว่างสำหรับนกและกีฬา)

คณิตศาสตร์ที่ดิน (บริบท ไม่ใช่ข้อแก้ตัว)

  • Per TW: ~16–22 พัน กม² ของทุ่งหญ้า PV.
  • Share of global land: ~0.01–0.02% (บริบทระดับความใหญ่)
  • Dual‑use: PV fields เป็นทุ่งหญ้า, เลี้ยงสัตว์, ทางเดินผึ้งผสมเกสร (Part 13).
แผงด้านบน ชีวิตด้านล่าง

น้ำ & ทะเลสาบ

  • Process loops: 85–95% รีไซเคิลในโรงงาน (Part 12).
  • Lakes: บัฟเฟอร์ตามฤดูกาล + เส้นทาง + ที่อยู่อาศัย (Part 13).
  • Storms: bioswales + wetlands ก่อนทะเลสาบ
วงปิดโดยค่าเริ่มต้น

การเก็บรักษา & ความคงตัว (เปิดไฟอย่างสุภาพ)

กฎที่เราใช้จริง

  • PV‑min (MWp) ≈ Avg MW × 5.14 (5.5 PSH, 85% DC→AC) — ดูส่วนที่ 3, 10–12.
  • การเก็บพลังงาน (MWh) ≈ 12 h × Avg MW สำหรับการดำเนินงานที่ราบรื่น.
  • การสร้างเกิน: 1.5–2.0× PV เพื่อแบ่งปันกับเพื่อนบ้านและย่นรอบโคลน (ส่วนที่ 10).
คณิตศาสตร์ง่ายๆ ชนะ “vibes”

ตัวอย่างการจับคู่ (คำนวณล่วงหน้า)

ขนาด PV กำลังไฟเฉลี่ย การเก็บพลังงาน 12 ชั่วโมง ตำแหน่งที่เหมาะสม
1 TWp ~180–230 GW ~2.2–2.8 TWh โครงข่ายภูมิภาค
100 GWp ~18–23 GW ~220–280 GWh ศูนย์กลางระดับประเทศ
10 GWp ~1.8–2.3 GW ~22–28 GWh เมกะแคมปัส + เมือง

การจัดเก็บอาจเป็นแบตเตอรี่ ความร้อน ปั๊มน้ำ หรือแพ็คกองเรือ (Part 7) เราเลือกส่วนผสมที่สงบที่สุด

ทำไมการคำนวณถึงทำให้การจัดเก็บง่ายขึ้น?
ชั้นวางทำงาน 24/7 ด้วยพลังงานคงที่ (Part 11) ความอยากอาหารที่มั่นคงนี้ช่วยให้ PV+storage ทำงานได้อย่างคาดการณ์ได้; ความร้อนที่สูญเสียช่วยอุ่นบล็อกและบ้าน (Parts 9,  12–13) ระบบกริดที่สงบคือระบบกริดที่ถูก

การขนส่ง & การไหล (เคลื่อนย้ายรูปร่าง ไม่ใช่ภูเขา)

TEU & rail (ตรวจสอบความสมเหตุสมผล)

ชุดรวม ต่อ 100 MWp ต่อ 1 TWp บันทึก
ชุดฟาร์มโซลาร์เซลล์ ~1,000–1,600 TEU ~10–16 M TEU กระจายไปทั่วภูมิภาค
เหล็กทางรถไฟ ~6 kt / 50 km ปรับขนาดตามทางเดิน ไฟฟ้า (Part 8)
โมดูล จัดส่งระยะสั้น การตกแต่งภายในท้องถิ่น เราสร้างใกล้กับความต้องการ

เราหลีกเลี่ยงคาราวานโมดูลทั่วโลกโดยการโคลนโรงงาน (Part 10). อะตอมอยู่ใกล้ชะตากรรมของพวกเขา

รถบรรทุก, ราง, ropeways

  • Mega vans (200 t): แพ็ค 3–5 MWh, พีคฟลายวีล (Part 7).
  • Rail spine: 0.04 kWh/t‑km การวางแผน (Part 8).
  • Conveyors/ropeways: ที่ถนนไม่สมเหตุสมผล (Part 8).
อิเล็กตรอนดึงมากกว่าดีเซลเคยทำ

ทีม & การฝึกอบรม (งานที่มือสะอาด)

คนต่อโคลน (ทั่วไป)

  • PV factory 1 GW/yr: ~300–500 FTE
  • Glass line: ~250–400 FTE
  • Mini‑mill 1 Mt/yr: ~600–900 FTE
  • Compute 20 MW hall: ~80–150 FTE + สนับสนุน
ระบบอัตโนมัติในที่น่าเบื่อ, คนในที่สำคัญ

กระดูกสันหลังการฝึกอบรม

  • แต่ละวิทยาเขตส่ง People Pod ก่อน: ความปลอดภัย, คลินิก, ห้องเรียน (Part 10).
  • Digital twins สำหรับสายการผลิต; ฝึกฝนบนเหล็กเสมือนก่อนเหล็กร้อน
  • การฝึกงานผูกกับ pods: ช่างไฟฟ้า, ช่างติดตั้ง, ควบคุม, QA.
ท้องถิ่นเติบโตเร็วที่สุด

แผนที่ถนน (2, 5, 10 ปี — เลือกความเร็วของคุณ)

“Kick” สองปี

  • โคลน PV ถึง ~16 GW/ปี (จากเมล็ดพันธุ์ 1 GW).
  • ตั้งสายแก้ว 4–8 สาย, โรงงานขนาดเล็ก 4–8 แห่ง
  • ติดตั้ง 5–10 GWp ทุ่ง PV ที่เหมืองและเมือง
  • เริ่มต้น 2–3 เมืองริมทะเลสาบ (Part 13).
ระยะความมั่นใจ

“Lattice” ห้าปี

  • กำลังการผลิต PV 150–250 GW/ปีในสามภูมิภาค
  • วิทยาเขตแก้ว 20–30 แห่ง; โรงงานขนาดเล็ก 20–30 แห่ง
  • การจัดเก็บภูมิภาคประมาณ 0.5–1.0 TWh
  • 10–20 เมือง; ศูนย์กลางชายฝั่งแห่งแรก
โครงสร้างภูมิภาคมีอยู่

“TW Habit” สิบปี

  • อัตราโคลน PV ≥1 TW/ปีทั่วทวีป
  • การผลิตแก้วและเหล็กกล้าเป็นไปตามความต้องการ PV
  • ห้องคอมพิวเตอร์ให้ความร้อนทั้งเขต (Part 11).
  • วงแหวนในวิทยาเขตน่าเบื่อจนมองไม่เห็น (Part 12).
ค่าเริ่มต้นแสงแดด
“นี่แค่เส้นโค้งบนสไลด์หรือ?”
ไม่ใช่: ตัวเลขทุกตัวที่นี่ย้อนกลับไปยัง pods and plants ที่เราได้วางแผนไว้แล้ว — สาย PV (Part 3), เตาเผา (Parts 4–6), โลจิสติกส์ (Part 8), แก้ว (Part 9), ชุดโคลน (Part 10). นี่คือแผนการก่อสร้าง ไม่ใช่อารมณ์

สถานการณ์ทั่วโลกที่คำนวณล่วงหน้า

Scenario A — 1 TWp/ปี สร้างต่อเนื่อง 10 ปี

มาตรวัด ค่า บันทึก
เพิ่ม PV (10 ปี) 10 TWp จังหวะสม่ำเสมอ
พลังงานรายปี @ 1.7 PWh/TW ~17 PWh/ปี เมื่อถูกติดตั้งแล้ว
เก็บพลังงาน 12 ชม. คู่กัน ~22–28 TWh เมื่อมีผลเต็มที่
เหล็กสำหรับยึดติด ~600–1,000 Mt ตลอดทศวรรษ
กระจก ~450–600 Mt เฉพาะกระจกโมดูล
ทองแดง ~12–20 Mt แผงโซลาร์เซลล์ถึงอินเวอร์เตอร์

ยอดรวมในทศวรรษนี้ต้องการแคมปัสกระจกและมินิมิลล์หลายสิบแห่ง — ซึ่งเป็นชุดอุปกรณ์ของเราอย่างแท้จริง (Parts 5, 9).

สถานการณ์ B — 5 TWp/ปี “sprint” (ปี 5–10)

มาตรวัด ค่า บันทึก
เพิ่ม PV (5 ปี) 25 TWp ไข้โคลน
พลังงานรายปี @ 1.7 PWh/TW ~42.5 PWh/ปี จาก sprint เพียงอย่างเดียว
เก็บพลังงาน 12 ชม. คู่กัน ~55–70 TWh กระจายตามภูมิภาค
พื้นที่ทุ่ง PV ~0.4–0.55 ล้าน กม² ที่ดินใช้งานคู่

“Sprint” ต้องการซัพพลายพ็อดที่พัฒนาแล้วและทีมงานภูมิภาคที่ผ่านการฝึกอบรม (ส่วน 10)

สถานการณ์ C — โครงข่ายสมดุล (อุตสาหกรรมไฟฟ้า + เมือง)

สมมติว่าภูมิภาคตั้งเป้า 500 GWp PV อุตสาหกรรมมีฐานจาก 5 โรงงานเหล็กขนาดเล็ก, 5 สายการผลิตแก้ว, 2 อาคารคอมพิวเตอร์

รายการ ค่าการวางแผน ความคิดเห็น
กำลังไฟเฉลี่ย ~90–115 GW จาก PV
การจัดเก็บ (12 h) ~1.1–1.4 TWh แบตเตอรี่ + การผสมความร้อน
ผลผลิตเหล็ก ~5 Mt/yr คาน/ขดลวดท้องถิ่น
ผลผลิตแก้ว ~5 Mt/yr โมดูล + façade
คอมพิวต์ ~40 MW จุดยึดความร้อนของเขต
เมืองริมทะเลสาบ ~4–8 แต่ละ 5–25k คน (Part 13)

นี่คือหนึ่งกระเบื้องในโครงตาข่ายโลก คัดลอก, หมุน, วาง

แตะ‑เพื่อ‑[open] Q&A

“วัสดุมาจากไหน — เรามีเพียงพอไหม?”
เราได้กำหนดขนาดเหมืองสะอาด เหมืองเป็นโรงงาน ในส่วนก่อนหน้า: แร่ถูกคัดแยก (ส่วนที่ 2), หลอมโดยไม่มีควัน (ส่วนที่ 4–6), และจัดส่งเป็น รูปทรง (ส่วนที่ 8) เหล็กและแก้วเป็นวัสดุหลักของฮาร์ดแวร์ PV; ทั้งสองขยายขนาดได้ง่ายด้วยไฟฟ้า ทองแดงต้องการการดูแลแต่มีปริมาณเพียงหลัก Mt หลักเดียวต่อ TW — จัดการได้ด้วยการรีไซเคิล (ส่วนที่ 12)
“ที่ดินจะเป็นคอขวดหรือไม่?”
ทุ่ง PV ใช้ประโยชน์สองทาง, หลังคา, ที่จอดรถ, คลอง, และพื้นที่สีน้ำตาลรวมกัน ที่ ~16–22k กม²/TW ติดตั้งบนพื้นดิน เรากำลังพูดถึงเศษส่วนร้อยละของที่ดิน — จัดวางอย่างรอบคอบรอบเมืองและที่อยู่อาศัย (ส่วนที่ 13)
“เราจะรักษาความน่าอยู่ข้างเคียงนี้ได้อย่างไร?”
การเคลื่อนไฟฟ้า, สายไฟปิดล้อม, สายพานลำเลียงที่มีหลังคาคลุม, ลานเงียบ, ไฟส่องสว่างท้องฟ้ามืด, แดชบอร์ดสาธารณะ (ส่วนที่ 7–9, 12–13) เราออกแบบสำหรับนก, เกมบอล, และเวลานอน
“ส่วนที่ยากที่สุดคืออะไร?”
ผู้คน นั่นคือเหตุผลที่เราส่ง People Pods ก่อน ลงทุนมากในการฝึกอบรม และให้ pods ถือความเชี่ยวชาญเพื่อให้ทีมท้องถิ่นสามารถสร้างอาชีพโดยไม่ต้องออกจากบ้าน (ส่วนที่ 10)

ภาคผนวก — เคล็ดลับ, การแปลงหน่วย, & ลิงก์ข้าม

การแปลงอย่างรวดเร็วที่เราใช้

สิ่งของ กฎง่ายๆ ใช้ใน
พลังงาน PV ต่อ TWp ~1.6–2.0 PWh/yr ทุกสถานการณ์
พื้นที่ PV 1.6–2.2 ha/MW ตารางที่ดิน
การจับคู่การเก็บข้อมูล 12 ชั่วโมง × ค่าเฉลี่ย MW ตารางเก็บข้อมูล
พลังงานทางรถไฟ 0.04 kWh/t‑km โลจิสติกส์ (ส่วนที่ 8)
E‑truck (site) 0.25 kWh/t‑km การไหลของวิทยาเขต (ส่วนที่ 7)

ลิงก์ข้าม (ชุดนี้)

  • ส่วนที่ 1 — ทะเลสาบ & หลุมแรก: ตัวกักเก็บน้ำและสวนในอนาคต
  • ส่วนที่ 3 — โรงงานเมล็ดพลังงานแสงอาทิตย์: จุดเริ่มต้นของลูกบอลหิมะ
  • ส่วนที่ 4–6 — เตาเผา & โลหะ: อิเล็กตรอน ไม่ใช่ควัน
  • ส่วนที่ 8 — การขนส่ง: ขนส่งมูลค่า ไม่ใช่ดิน
  • ส่วนที่ 10 — โรงงานเลโก้: แคปซูล & ท่าเรือ
  • ส่วนที่ 12 — วงจรกลม: “ขยะ” ที่มีงานทำ
  • ส่วนที่ 13 — เมือง: ชีวิตรอบทะเลสาบ
ทุกอย่างเชื่อมต่อกัน
บันทึกสุดท้าย: เราไม่เคยขออนุญาตจากฟิสิกส์ — เพียงแค่ความชัดเจน เลือกก้อนหิน, แยกมัน, ละลายด้วยแสงแดด, ขนส่งรูปร่าง, วางซ้อนชิ้นส่วน, และบอกทะเลสาบว่าคุณจะกลับมาพร้อมทางเดินไม้ นั่นแผนของเรา มาสร้างกันเถอะ
กลับไปที่บล็อก