SCPS PowerGrid
#ONI電気工学
仕様ハック設備 電力網グランドデザイン の一つ。
SwitchedCapacitorPowerSupply
https://gyazo.com/0262c8e228fef402c7c6249c27940b10
https://gyazo.com/832bcc36c19fb30d01c9277302f9d1ac
https://gyazo.com/985eed65c7e8da88d7ad40ac83bdc6a7
各電線のキャパシティは消費電力のみを指しており、送電力は実はどの電線でも同じ
接続先に電力の消費者がいなければ標準の電線にも50kW以上電力をかけても平気
https://gyazo.com/f060b5eaa4d3cc53e7194d4d21e9012c
↑ 最大安全ワット数2kWの導電線に20kW以上電力が送られている様子。過負荷になっていないことに注目
電源遮断器の開閉をズレなく同期させるのに真偽値同期を使う
ズレていると時として電源遮断器が全て閉じ全送電線が繋がった瞬間が生まれ、オーバーロードが起きる場合がある
動画による解説
https://www.youtube.com/watch?v=XLjUxmzhEA4
GamersHandbook氏によるこの電力網の仕組みについての解説
各モジュール
https://gyazo.com/2942bb8016bebc98d2217ab608a1d2fa
PowerPlant：発電所
前述した通り、発電量が1kWを超えてても通常の電線でも問題なく送電は出来る
Consumer (CM)
要は普通の 「電力を消費する機械」 全般
変圧器もConsumerの一部（重要）
スイッチトキャパシタ (SC)
https://gyazo.com/c546bc06f4206097e73cb8fb87e4c916
https://gyazo.com/f6e2e32229a5af7f7b5afaf56a34821e
現実に存在する電子回路パターン https://ja.wikipedia.org/wiki/スイッチトキャパシタ
#電源遮断器 の開閉によってバッテリーと接続されている電力回路を切り替えている
スマートバッテリーが2つあるのは、片方が充電中の間に、もう片方のバッテリーが放電をし、その役割を充電量に応じて交代することで、送電が途切れないようにする為
この作例では自動化ワイヤーの繋がれ方を見やすくする意味でスペースを空けているので、もっとコンパクトにできる。
どんな作り方ができるかについてはスイッチトキャパシタの記事を参照
チャージポンプ (CP)
発電機が止まっている間にも、各キャパシタへ電気を送り続ける装置
https://gyazo.com/6d79a8686b49845e248e3da80bb2db9d
スイッチトキャパシタの接続先が、電線の安全ワット数めいいっぱい使って変圧器だけを繋げた装置
現実に電子回路パターンとして存在している https://ja.wikipedia.org/wiki/チャージポンプ
https://gyazo.com/233b441ecbd1dab53ec771bd39d5df57
電力網における循環ポンプ、アンプの役割を果たす
自動化で停止させられないため、排熱に注意
金アマルガムやテルミウムだと、数百サイクル規模でそれなりに周囲が高温になってしまう
変圧器の出力先が、「全ての発電機につながっているメイン電線」とつながっているのがこのシステムのキモ
公式フォーラムの該当スレッドにその理由がガッツリ書いてある
引用すると
https://gyazo.com/33c2b71186bd0fdacb71ac613244d47b
The key difference is the use of "transformer-flippers", in which the low side of the transformer carries the power output, which is looped back to a dedicated switching battery of the transformer-flipper itself.
「遠く離れた発電所同士でも、システム全体のバッテリー残量が共有されるから、発電所ごとの稼働設定をちゃんとできるし、電気を利用する施設は電力網の全ての電気を共有できるようになってる」
というのがチャージポンプがメインの電力網と発電所に備え付けられている理由
これもスイッチトキャパシタが色々な組み方がある分、色々組み用はある。
チャージポンプに作例を載せているのでそちらを参照
DEMO
https://gyazo.com/53b485357ea079e3fe814e4e35dcb53c
https://gyazo.com/b07556c0a14c70f15722116fe221ff14
極端なデモ。ここでは以下の構成でも電線が一切過負荷を起こさず、オーバーロードによる破損をせずに施設を機能させている例として挙げる
メインの送電網に1kW電線
チャージポンプに2kW導電線
コンシューマに50kW大容量電線
電気の流れ
1. 人力発電機は チャージポンプにもコンシューマにも給電している
2. チャージポンプが2kWを取り出して送電網に電圧を掛け直す
バッテリーが十分に充電され、人力発電機が発電しなくなった後も、バッテリーがある限り2kW送電が続く
3. コンシューマ側は 2.0kW〜2.4kW 給電し、需要に応じて放電する
400Wの人力発電機1機のみで1200Wの精錬装置3台が接続されている区画の電力を賄っている図
ただし、発電量に対して消費電力が大きい為、常時利用されていたら電力不足でしばしば使えなくなるのは当然
実用的ではないが、スイッチトキャパシタ、チャージポンプ がどのように働くかの図式として。
重要なのは、主軸の電力網自体は最初から使える1kW電線で大丈夫ということ
このデモの1kW線に、後から石炭発電や水素発電等で送電網を強化すれば完全に実用的な施設になる
実際のコロニーの運用例
発電所周り
https://gyazo.com/a4ccf9914d158a6d50f39d3f74e04ade
発電所が止まっている間に、他の設備のためのスイッチトキャパシタの給電をチャージポンプが行う
発電所以外の各施設周り
https://gyazo.com/2634b458bc0eedc6b8aadb09554c5941
HWB PowerGridとの比較
オーソドックスな、大容量電線/大容量導電線で構成された送電網（HWB）と比較する
HWBは HeavyWattBackbone の略。↓の動画にて
https://www.youtube.com/watch?v=In2R7sf7TtQ
敷設コスト
https://gyazo.com/57c8d2923bd4ed34b902cd129c39d21d
シンプルさで言えばHWB
コストでは圧倒的にSCPSに利がある
電線/導電線は資源25kgに対し、大容量電線/導電線は1本あたり100kg必要
結果的に省資源で構築しやすい
大容量電線はタイルの中に通せず、立体交差出来ない
その為、大容量電線をコロニーの上下左右に送電網を敷くにあたってのグランドデザインを要する
SCPSの場合、送電線は通常の電線で済むので立体交差も出来るしタイルを貫通させることも出来る
自動化
https://gyazo.com/ed62ba180a607c8a338b1f6c1357740a
設定自体は両方ともに、掛かるスマートバッテリーのみに設定するだけなのでそこまで大差は無い
HWBの方が圧倒的にシンプルなので、回路の工事はこちらの方が早く終わる
SCPSのデメリットとして、回路制御の都合多く敷設すればするほどFPSが落ちる
とはいえ1サイクル15MJぐらい電力使うぐらいの大きなコロニーになってからの話
装飾値
https://gyazo.com/c9cfbafdbdfd483edbf67cd9866beed1
大容量電線を使う分だけHWBはコロニーで最も装飾値が悪い空間になりやすい
対してSCPS方式の場合、概ね 絵でも飾っておけば黒字 になる程度に収まる
キャンバス2枚で名画描かせれば装飾値の最大まで上がる