【摘要】之前对太阳能与蓄电池方面的研究仅仅是基于常规观测及简单推导，并未做到精确地定量优化。本文通过量化研究得出，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。
【关键字】太阳能板；蓄电池；配比；定量
【参考文献】
https://tieba.baidu.com/p/3036849858
https://tieba.baidu.com/p/3090831392
https://tieba.baidu.com/p/3092016733
【本文一些要用到的数据】
太阳能板的最大发电功率：60kW
基础蓄电池的最大储能：5.0MJ

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。

好久没做科研了，好累

不过研究这么细干嘛..

应用该理论的一个布局（黑盒）
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

我想说，你太牛了。

@断羽DE天使 你不是吐槽我好久都没搞科研了嘛？

好厉害！一个轻微触底，立刻反弹上去了

一块太阳能板一天的平均功率是42KW。。。这个我也做过一些研究。。
一天的时间 白天（满功率）占50%，清晨和傍晚（线性增减）各占20%，共40%，黑夜（零功率）占10%
这个也和我测试时的结果一样。。。
不过对于电池和太阳能板的数量配比问题。。。我觉得还是电池略多会更好一些，能容许更多功率波动，尤其是在有蒸汽机辅助发电的情况下。。。
当然最理想的情况是太阳能板和蓄电池都是天文数字。。。

近期做了一个自动控制发电的蒸汽机备用供电系统。。。有时间来交流下。。。

英文forum上也有类似研究，英文wiki上找的到链接。不过好像结论是1：1。

简直清晰明了，对我这样的新人太有帮助了。
另外一秒60个tick……不知道会不会有丢帧的情况

蓄电池还是越多越好，毕竟激光塔瞬间耗电需求太高，我不知道多少次被虫海耗光电量了。

这研究的意义是什么呢 不太明白 白天也是要用电的 如果白天用电是常量可以计算 但是用电量会随着时间和规模的扩大时刻变化

弱弱地问一句，正中间的那个是啥？

不用积分也可以。蓝色部分代表储存电力，橙色代表释放释放。只要算出其中任意一个就是电池需要储存的电力。橙色部分面积占比（用梯形面积公式）等于（（（50%-10%）*70%+10%）+10%）*70%/2=16.8%，对应的是60kw*416s=24960kj。在乘以16.8%等于4193.28kj。

都是大神，六年前就在研究太阳能板子和蓄电器的配比关系，虽然知道大致是25：21但是怎么来的才明白。