Tutorial:Applied power math

Bu sayfada "Bir Fabrikayı çalıştırmak için ne kadar kömür gerekiyor?" sorusunu cevaplayacağız.

Her şeyden önce, fabrikamızın ne kadar enerji tükettiğini bilmeliyiz. Bunu görmek için elektrik teline tıklayıp electricity sekmesini incelemeniz kafidir.

Yukarıdaki görselde görülebileceği üzere fabrikamız 300kW'lık güç tüketiyor. (299kW yazmasına aldırış etmeyin. Yuvarlama hatasından oluşmuş). Factorio bilimi kullanır. Watt(W) gücün birimidir. 1 Kilowatt(kW), 1000W'a ve 1 megawatt(MW) da 1000kW'a eşittir. Eğer fabrikanızı yeterince büyütebilirseniz bu bilgi de işinize yarayacaktır: 1 gigawatt(GW) da 1000MW'a eşittir.

Fabrikamızın ne kadar güç harcadığını gördük. Şimdi, fabrikamızı tam gaz işletmek istiyorsak 300kW güç üretimini sürdürmeliyiz. Daha kolay işlem yapmak için - birim dönüştüreceğiz - 300kW'ı 0.3MW olarak alacağız.

Akabinde yeni bir soru! Kömürden ne kadar güç elde edilir? Bu soruyu yanıtlamak çok kolay, yapmamız gereken imleci üzerine getirip beklemek akabinde 8MJ güç elde edilebildiğini görmüş olacağız.

Joule, enerjinin birimlerinden birisidir. 1 kilojoule(kJ), 1000J'e eşittir.

Enerji = Güç * Zaman J = W * s

Eğer fark ettiyseniz; Zaman'ı her zaman 1 saniye olarak alırsak. Enerji ve Güç birbirlerinin aynısı oluyor. Yani fabrikamızı idame ettirmek için 0.3MW güce ihtiyacımız var ise bir saniyede 0.3MJ enerji tüketmemiz gerekecektir.

Quiz

Mükemmel verimle çalıştığımızı düşünürsek, bir parça kömür (8MJ); bir radarı (0.3MW) kaç saniye çalıştırır?

Cevabı görmek için tıklayınız

   8 MJ = 0.3 MW * s
      s = 8 MJ / 0.3 MW
      s = 26.67

Yaklaşık 27 saniye çalıştırır.

Kusursuz verime sahip olduğumuzu varsayarsak, bir tane kömür, 5 saniye içinde, azami güç tüketimde kaç watt güç üretir?

Cevabı görmek için tıklayınız

   8 MJ = MW * 5
     MW = 8 MJ / 5
     MW = 1.6

1.6 megawatt üretir.

İlave Soru! Gerçek hayatta, bir ton kömür yaklaşık 21 GJ enerji içerir. Bu durumda bir tane Factorio kömürü kaç kg'dır?

Cevabı görmek için tıklayınız

Enerji oranları ile kütle oranları birbirlerini eşler, yani:

   8MJ / 21000MJ = kütle / 1000kG
            kütle = (8MJ / 21000MJ) * 1000kG
            kütle = 0.38kG

Yaklaşık 400g! Acaba bizim karakter bu kadar ağır kömürü nasıl taşıyor? Cevap yok...

Verim

Hadi bu bilgileri test edelim! Bir radarı 27 saniye boyunca çalıştırabilmeliyiz, değil mi? Bir kazan, bir buhar makinesi ve bir radar ile sistemi kurduk. Şimdi, kazanın içine bir parça kömür koyacağız ve radarın kaç saniye çalışacağını göreceğiz.

Zar zor 20 saniye çalıştı! Ne oldu? Beklediğimizden daha az enerji ürettik. Bir de akü kullanarak ölçelim:

We started with 8 MJ in the coal, but only 4 MJ ended up in the accumulator. This is because, like in the real world, some energy is lost along the way as waste. In this case, only 50% is making it into our accumulator. In Factorio, this loss happens in the boiler, and it actually tells us this in the item details! You can think of the waste 50% as going into the pollution it generates...

Now we have everything we need to answer our initial question: how much coal do we need to power our factory? Well, the question actually needs to be a bit more precise: how much coal do we need per second to power our factory?

Aside: why did the radar run for 20s and not 13.5s (50% of 27s)?

Because it doesn't turn on and off instantly. As you can see in the graph, it ramps up then ramps down. Technically, if you measured the area under the curve it would give you the expected 4 MJ.

Quiz

How much coal per second is needed to power a 20 MW factory?

Expand to reveal answer

Since J = W × s, a 20 MW factory will consume 20 MJ/s. We'll need 40 MJ/s input due to the 50% boiler efficiency loss. Since coal contains 8 MJ, we'll need 5 coal per second (5 × 8 MJ = 40 MJ).

BONUS! How many mining drills are needed to produce that much coal?

Expand to reveal answer

Per the linked page, an electric mining drill produces ~0.5/s, so we'll need 10 electric mining drills (10 × 0.5 = 5).

SECOND BONUS! The average American household uses 3.2 GJ in a month (typically expressed as 888 kilowatt hours). How much Factorio coal would be needed to power one of these homes for that period, and how many homes could a steam engine support (900 kW), assuming the power is used at a constant rate? (Assume 30 days in a month.)

Expand to reveal answer

   3.2 GJ = 3,200 MJ
   3200 MJ ÷ (8 MJ × 50%) = 800

   3200 MJ ÷ 30 days ÷ 24 hours ÷ 60 minutes ÷ 60 seconds = 1,235 W
   900,000 ÷ 1235 = 728

800 pieces of coal per household, and a single steam engine could power 728 households by approximate.