ເມື່ອໃດທີ່ທຸກຄົນຈະຂັບລົດໄຟຟ້າ?

ໃນ​ວັນ​ທີ 11 ມັງ​ກອນ 1914, ຄໍາ​ຖະ​ແຫຼງ​ຂອງ Henry Ford ໄດ້​ປາ​ກົດ​ຢູ່​ໃນ New York Times:

“ຂ້າ​ພະ​ເຈົ້າ​ຫວັງ​ວ່າ​ພາຍ​ໃນ​ຫນຶ່ງ​ປີ​ພວກ​ເຮົາ​ຈະ​ເລີ່ມ​ຕົ້ນ​ການ​ຜະ​ລິດ​ລົດ​ໄຟ​ຟ້າ. ຂ້ອຍບໍ່ມັກເວົ້າກ່ຽວກັບສິ່ງຕ່າງໆສໍາລັບປີຂ້າງຫນ້າ, ແຕ່ຂ້ອຍຢາກບອກເຈົ້າບາງຢ່າງກ່ຽວກັບແຜນການຂອງຂ້ອຍ. ຄວາມຈິງແລ້ວແມ່ນວ່າທ່ານ Edison ແລະຂ້າພະເຈົ້າໄດ້ເຮັດວຽກເປັນເວລາຫຼາຍປີເພື່ອສ້າງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າລາຄາຖືກແລະປະຕິບັດໄດ້. ພວກ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ໄດ້​ຖືກ​ສ້າງ​ຂຶ້ນ​ເປັນ​ການ​ທົດ​ລອງ​ແລະ​ພວກ​ເຮົາ​ພໍ​ໃຈ​ທີ່​ເສັ້ນ​ທາງ​ໄປ​ສູ່​ຄວາມ​ສໍາ​ເລັດ​ແມ່ນ​ຈະ​ແຈ້ງ​. ສິ່ງທ້າທາຍສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຈົນເຖິງປະຈຸບັນແມ່ນການສ້າງແບດເຕີລີ່ນ້ໍາຫນັກເບົາທີ່ສາມາດປະຕິບັດການໃນໄລຍະໄກໂດຍບໍ່ມີການສາກໄຟ. ທ່ານ Edison ໄດ້ທົດລອງກັບຫມໍ້ໄຟດັ່ງກ່າວເປັນໄລຍະຫນຶ່ງ."

ແຕ່ມີບາງຢ່າງຜິດພາດ...

Thomas Edison ກັບ Detroit Electric

ສິ່ງພິມນີ້ແມ່ນເປັນການສືບຕໍ່ຢ່າງມີເຫດຜົນຂອງບົດຄວາມທີ່ຜ່ານມາຂອງຂ້ອຍ "ການສຶກສາຫນ້າທີ່ການຂົນສົ່ງເປັນກົດຫມາຍຂອງການພັດທະນາອຸດສາຫະກໍາ."

ພາຣາມິເຕີຢູ່ໃສ r ຜົນກະທົບຕໍ່ອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ, ເນື່ອງຈາກວ່າມັນເປັນຕົວເລກ - ຄ່າສໍາປະສິດນີ້ສູງກວ່າ, ເຕັກໂນໂລຢີໃຫມ່ຈະເອົາຊະນະຕະຫຼາດໄດ້ໄວຂຶ້ນ, i.e. ທຸກໆປີເຕັກໂນໂລຢີຄວນຈະກາຍເປັນທີ່ຫນ້າສົນໃຈສໍາລັບປະຊາຊົນຫຼາຍຂຶ້ນຍ້ອນຄວາມສະດວກສະບາຍຂອງມັນ. K ຄ່າສໍາປະສິດອະທິບາຍທ່າແຮງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຕັກໂນໂລຊີໃຫມ່, i.e. ໃນມູນຄ່າຕ່ໍາຂອງ K, ເຕັກໂນໂລຢີຈະບໍ່ສາມາດຈັບຕະຫຼາດທັງຫມົດ, ແຕ່ພຽງແຕ່ຈະສາມາດເອົາຊະນະສ່ວນຕະຫຼາດທີ່ມັນຈະມີຄວາມຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍກ່ວາເຕັກໂນໂລຢີທີ່ຜ່ານມາ.

ຄໍາຖະແຫຼງການບັນຫາແມ່ນເພື່ອຊອກຫາຕົວກໍານົດການທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບສົມຜົນ logistic ທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ພວກເຮົາຄາດຄະເນການພັດທະນາຂອງອຸດສາຫະກໍາຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຜູ້ໂດຍສານ:

• “ປີສູນ” ແມ່ນປີທີ່ເຄິ່ງໜຶ່ງຂອງລົດໂດຍສານທີ່ຂາຍໃນໂລກຈະມີມໍເຕີໄຟຟ້າ (P0=0,5, t=0);
• ອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ (r) ລົດ​ໄຟ​ຟ້າ​.

ໃນກໍລະນີນີ້, ໃຫ້ເວົ້າວ່າ:

• ລົດໄຟຟ້າຈະຍ້າຍລົດທີ່ມີເຄື່ອງຈັກເຜົາໃຫມ້ພາຍໃນ (ICE) ອອກຈາກຕະຫຼາດ (K=1), ເພາະວ່າຂ້ອຍບໍ່ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ຈະອະນຸຍາດໃຫ້ແບ່ງສ່ວນຕະຫຼາດລົດໂດຍສານ.

  ຕະຫຼາດສໍາລັບຍານພາຫະນະຫນັກແລະອຸປະກອນພິເສດບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ລວບລວມຮູບແບບ, ແລະຍັງບໍ່ມີຕະຫຼາດສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າໃນອຸດສາຫະກໍານີ້.

• ໃນປັດຈຸບັນພວກເຮົາອາໄສຢູ່ໃນ "ເວລາລົບ" (P(t)<0) ແລະໃນຫນ້າທີ່ພວກເຮົາຈະໃຊ້ການຊົດເຊີຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ "ປີສູນ" ສໍາລັບເວລາຂອງພວກເຮົາ (t-t0).

ສະຖິຕິກ່ຽວກັບປະລິມານການຂາຍລົດໂດຍສານແມ່ນເອົາມາຈາກ ທີ່ນີ້.

ສະຖິຕິການຂາຍລົດໄຟຟ້າເອົາມາຈາກ ທີ່ນີ້.

ສະຖິຕິກ່ອນປີ 2012 ກ່ຽວກັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແມ່ນຂາດແຄນຫຼາຍແລະຈະບໍ່ຖືກພິຈາລະນາໃນການສຶກສາ.

ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາມີຂໍ້ມູນຕໍ່ໄປນີ້:

ໂຄງການເພື່ອຊອກຫາປີສູນແລະອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງຕະຫຼາດ

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693]) # кол-во произведенных легковых машин
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147]) # кол-во произведенных легковых электромобилей
y = y2/y1 #доля электромобилей в общем производстве автомобилей

ymax=1 #первоначальное максимальное отклонение статистических данных от значений функции
Gmax=2025 #год для начало поиска "нулевого года"
rmax=0.35 #начальный коэффициент
k=1 #принят "1" из предпосылки, что электромобили полностью заменят легковые автомобили с ДВС
p0=0.5 # процент рынка в "нулевой год"
for j in range(10): # цикл перебора "нулевых годов"
    x0=2025+j
    r=0.35
    
    for i in range(10): # цикл перебора коэффициента в каждом "нулевом году"
            r=0.25+0.02*i
            y4=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))-y 
           # print(str(x0).ljust(20), str(r).ljust(20), max(abs(y4))) 
            if max(abs(y4))<=ymax: # поиск минимального из максимальных отклонений внутри каждого года при каждом коэффициенте r
                ymax=max(abs(y4))
                Gmax=x0
                rmax=r
print(str(Gmax).ljust(20), str(rmax).ljust(20), ymax) # вывод "нулевого года", коэффициента r и максимального из отклонений от функции

ເປັນຜົນມາຈາກໂຄງການ, ຄ່າຕໍ່ໄປນີ້ໄດ້ຖືກເລືອກ:
ປີສູນແມ່ນ 2028.
ຄ່າສໍາປະສິດການເຕີບໂຕ - 0.37

ຄວາມບ່ຽງເບນສູງສຸດຂອງຂໍ້ມູນສະຖິຕິຈາກຄ່າຟັງຊັນແມ່ນ 0.005255.

ເສັ້ນສະແດງຂອງຟັງຊັນລະຫວ່າງ 2012 ແລະ 2019 ເບິ່ງຄືວ່ານີ້:

ເສັ້ນສະແດງສຸດທ້າຍທີ່ມີການຄາດຄະເນເຖິງປີ 2050 ເບິ່ງຄືວ່ານີ້:

ຕາຕະລາງສະແດງໃຫ້ເຫັນການຕັດ 99% ຂອງຕະຫຼາດທັງຫມົດ, i.e. ຮອດປີ 2040, ພາຫະນະໄຟຟ້າຈະປ່ຽນແທນລົດຍົນດ້ວຍເຄື່ອງຈັກເຜົາໃຫມ້ພາຍໃນ.

ໂປຣແກຣມກຣາຟຟັງຊັນ

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693])
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147])
y = y2/y1

k=1
p0=0.5

x0=2028   
r=0.37 
y1=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))
#Строим график функции на отрезке между 2012 и 2019 годами
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5")
plt.grid()
ax.plot(x, y, 'o', color='tab:brown') 
ax.plot(x, y1)
#Строим график функции на отрезке между 2010 и 2050 годами
x = np.linspace(2010, 2050)
y2 = [k*p0*math.e**(r*(i-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(i-x0))-1)) for i in x]
y3 = 0.99+0*x
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5") 
ax.set_xlim([2010, 2050])
ax.set_ylim([0, 1])
plt.grid()             
plt.plot(x, y2, x, y3)

ການຄົ້ນພົບ

ປະຕິບັດຕາມເຫດຜົນດຽວກັນກັບໃນເວລາທີ່ອະທິບາຍປະຫວັດສາດຂອງການພັດທະນາຂອງລົດທີ່ມີເຄື່ອງຈັກໃນການເຜົາໃຫມ້ພາຍໃນ, ຂ້າພະເຈົ້າໄດ້ພະຍາຍາມຄາດຄະເນການພັດທະນາອຸດສາຫະກໍາຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າໂດຍອີງຕາມຂໍ້ມູນສະຖິຕິທີ່ມີຢູ່.

ໝາກຜົນ​ທີ່​ໄດ້​ຮັບ​ຊີ້​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ, ຮອດ​ປີ 2030, ເຄິ່ງໜຶ່ງ​ຂອງ​ລົດ​ໂດຍສານ​ທີ່​ຂາຍ​ຢູ່​ໃນ​ໂລກ​ຈະ​ມີ​ມໍ​ເຕີ​ໄຟຟ້າ, ​ແລະ​ຮອດ​ປີ 2040, ລົດ​ໂດຍສານ​ທີ່​ມີ​ເຄື່ອງ​ຈັກ​ເຜົາ​ໄໝ້​ພາຍ​ໃນ​ຈະ​ເປັນ​ສິ່ງ​ທີ່​ຜ່ານ​ມາ.

ແນ່ນອນ, ຫຼັງຈາກປີ 2030, ບາງຄົນຈະຂັບລົດນໍ້າມັນແອັດຊັງທີ່ເຂົາເຈົ້າຊື້ກ່ອນປີ 2030, ແຕ່ພວກເຂົາຈະຮູ້ວ່າການຊື້ຕໍ່ໄປຂອງພວກເຂົາຈະເປັນລົດໄຟຟ້າ.
ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແມ່ນສູງກວ່າອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງລົດຍົນທີ່ມີເຄື່ອງຈັກເຜົາໃຫມ້ພາຍໃນເຖິງ 4 ເທົ່າ, ເຊິ່ງຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າເຕັກໂນໂລຢີໃຫມ່ເຂົ້າມາໃນຊີວິດຂອງພວກເຮົາໄວຂຶ້ນ, ກາຍເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຊີວິດປະຈໍາວັນຂອງພວກເຮົາ (ທີ່ນີ້ພວກເຮົາຈື່ຈໍາໂທລະສັບມືຖື) .

ໃນຊຸມປີຂ້າງຫນ້າ, ບັນຫາທີ່ Edison ບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ຄວນໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂ - ຫມໍ້ໄຟ capacious ພຽງພໍທີ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສະຖານີສາກໄຟທີ່ຍາວກວ່າ.

ເພື່ອສ້າງເຄືອຂ່າຍສະຖານີສາກໄຟໃຫ້ທຽບເທົ່າກັບເຄືອຂ່າຍສະຖານີອາຍແກັສທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງປັບປຸງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ມີຢູ່ໃນຕົວເມືອງໃຫຍ່ແລະຕາມເສັ້ນທາງຫຼວງ.

ນອກຈາກນີ້, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງການຂາຍຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຈະຖືກຂັດຂວາງ ຄວາມຜິດຖຽງກັນຂອງ Jevans​ແຕ່​ມັນ​ຍັງ​ກີດຂວາງ​ນ້ຳມັນ​ໃນ​ຂະນະ​ທີ່​ຄວາມ​ຕ້ອງການ​ຖ່ານ​ຫີນ​ຫຼຸດ​ລົງ.

PS
ຖ້າ Edison ສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ຖືກມອບຫມາຍໃຫ້ລາວ, "ອາຍຸຂອງນ້ໍາມັນ" ຈະບໍ່ເລີ່ມຕົ້ນ ...

ພຽງແຕ່ຜູ້ໃຊ້ລົງທະບຽນສາມາດເຂົ້າຮ່ວມໃນການສໍາຫຼວດ. ເຂົ້າ​ສູ່​ລະ​ບົບກະລຸນາ.

ເມື່ອໃດທີ່ທຸກຄົນຈະຂັບລົດໄຟຟ້າ?

• 9,5%ຮອດປີ 2030, ທຸກຄົນຈະປ່ຽນໄປໃຊ້ລົດໄຟຟ້າ, ບໍ່ແມ່ນ 18 ຄັນ

• 20,0%ໃນປີ 2040, ທຸກຄົນຈະປ່ຽນໄປໃຊ້ລົດໄຟຟ້າຢ່າງແນ່ນອນ38

• 48,4%ບໍ່ໄວກວ່າ 2050

• 22,1%ລົດໄຟຟ້າບໍ່ມີວັນປ່ຽນແທນລົດນ້ຳມັນແອັດຊັງ42

190 ຜູ້ໃຊ້ລົງຄະແນນສຽງ. 37 ຜູ້ໃຊ້ງົດ.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com