Ang unang prototype sa solar server nga adunay charge controller. Litrato:
Niadtong Septembre 2018, usa ka mahiligon gikan sa Low-tech nga Magasin . Ang tumong mao ang pagpakunhod sa konsumo sa enerhiya nga ang usa ka solar panel igo na alang sa usa ka home self-hosted server. Dili kini sayon, tungod kay ang site kinahanglan nga magtrabaho 24 oras sa usa ka adlaw. Atong tan-awon kung unsa ang nahitabo sa katapusan.
Makaadto ka sa server , susiha ang kasamtangan nga konsumo sa kuryente ug lebel sa singil sa baterya. Ang site gi-optimize alang sa usa ka minimum nga gidaghanon sa mga hangyo gikan sa panid ug gamay nga trapiko, mao nga kini kinahanglan nga makasugakod sa usa ka pagdagsang sa trapiko gikan sa Habr. Sumala sa mga kalkulasyon sa developer, ang konsumo sa enerhiya kada talagsaon nga bisita mao ang 0,021 Wh.
Sa wala pa ang kaadlawon sa Enero 31, 2020, adunay nahabilin nga 42% nga baterya. Ang kaadlawon sa Barcelona sa 8:04 lokal nga oras, pagkahuman kinahanglan nga modagayday ang agos gikan sa solar panel.
Ngano?
Napulo ka tuig ang milabay mga eksperto nga ang pag-uswag sa Internet nakatampo sa "dematerialization" sa katilingban, universal digitalization - ug, isip resulta, usa ka pagkunhod sa kinatibuk-ang konsumo sa enerhiya. Nasayop sila. Sa pagkatinuod, ang Internet mismo nangayo , ug kini nga mga tomo nagpadayon sa pag-uswag.
Ang mga kompanya sa IT naglansad og mga inisyatibo sa pagbalhin sa alternatibong mga tinubdan sa kuryente, apan kini imposible na karon. Ang tanan nga mga sentro sa datos nagkonsumo sa tulo ka pilo nga labi ka kusog kaysa sa tanan nga mga instalasyon sa solar ug hangin sa kalibutan nga namugna. Mas grabe pa, ang paghimo ug regular nga pag-ilis sa mga solar panel ug wind turbine , busa, imposible karon nga biyaan ang mga fossil fuel (lana, gas, uranium). Apan kini nga mga reserba dili magdugay, mao nga dili kalikayan nga kinahanglan naton hunahunaon kung giunsa ang pagpuyo sa mga nabag-o nga gigikanan. Naglakip sa operasyon sa imprastraktura sa kompyuter, lakip ang mga web server.
Ubos nga teknolohiya nga Magasin Ang mga panid sa web dali kaayo nga mobuak. Ang kasagaran nga gidak-on sa panid misaka gikan sa 2010 ngadto sa 2018 , ug alang sa mga mobile site - gikan sa 0,15 MB ngadto sa 1,6 MB, usa ka konserbatibo nga banabana.
Pagdugang sa gidaghanon sa trapiko (ang kusog nga gikinahanglan sa pagpasa sa 1 megabyte sa impormasyon), nga maoy hinungdan sa kanunay nga pagsaka sa konsumo sa enerhiya sa Internet. Ang mas bug-at ug mas daghang loaded nga mga site dili lang makadugang sa load sa network infrastructure, apan mupamubo usab sa "life cycle" sa mga computer ug smartphones, nga kinahanglan nga ilabay sa mas kanunay ug mga bag-o nga gihimo, nga usab .
Ug siyempre, ang dugang nga workload gihimo pinaagi sa estilo sa kinabuhi mismo: ang mga tawo naggugol halos sa tanan nilang oras sa Internet ug nagsalig pag-ayo sa lainlaing mga serbisyo sa web. Lisud na mahanduraw ang modernong katilingban nga walay cloud IT infrastructure (mga social network, instant messenger, mail, ug uban pa)
Pag-configure sa server ug website
В Ang hardware configuration ug software stack sa web server gihulagway sa detalye.
Usa ka board nga kompyuter gipili alang sa ubos nga konsumo sa kuryente ug mapuslanon nga dugang nga mga bahin sama sa power management chip . Gitugotan ka niini nga mangayo mga istatistika sa karon nga boltahe ug karon gikan sa board ug baterya. Awtomatikong gibalhin sa microcircuit ang gahum tali sa baterya ug sa DC connector, diin ang kasamtangan nga agianan gikan sa solar panel. Sa ingon, posible ang walay hunong nga suplay sa kuryente sa server nga adunay suporta sa baterya.
Olimex Olinuxino A20 Lime 2
Sa sinugdan, usa ka lithium-polymer nga baterya nga adunay kapasidad nga 6600 mAh (mga 24 Wh) ang gipili ingon usa ka baterya, dayon usa ka lead-acid nga baterya nga adunay kapasidad nga 84,4 Wh ang na-install.
Ang operating system nag-boot gikan sa SD card. Bisan tuod ang OS nagkinahanglan og dili molapas sa 1 GB ug ang static nga website mga 30 MB, walay ekonomikanhong pagbati sa pagpalit og kard nga mas gamay kay sa Class 10 16 GB.
Ang server nagkonektar sa Internet pinaagi sa usa ka 100Mbps nga koneksyon sa balay sa Barcelona ug usa ka standard nga router sa consumer. Usa ka static nga IP address ang gitagana alang niini. Halos bisan kinsa ang maka-set up sa ingon nga site sa ilang apartment; kinahanglan nimo nga usbon gamay ang mga setting sa firewall aron ipasa ang mga pantalan sa lokal nga IP:
Port 80 to 80 para sa HTTP Port 443 to 443 para sa HTTPS Port 22 to 22 para sa SSH
operating sistema sa base sa Debian distribution ug kernel , nga gidisenyo alang sa usa ka tabla nga adunay AllWinner chips.
Usa ka 50-watt solar panel alang sa usa ka web server ug usa ka 10-watt solar panel alang sa pagpasiga sa sala sa apartment sa tagsulat
Static nga site nga gihimo sa sistema (site generator sa Python). Ang mga static nga site mas paspas nga nag-load ug dili kaayo kusog sa CPU, mao nga mas episyente sila sa enerhiya kaysa mga panid nga namugna sa dinamikong paagi. Tan-awa ang source code alang sa tema. .
Usa ka hinungdanon kaayo nga punto mao ang pag-compress sa imahe, tungod kay kung wala kini nga pag-optimize halos imposible nga mahimo ang mga panid sa web nga mas gamay kaysa 1 megabyte. Alang sa pag-optimize, nakahukom nga i-convert ang mga litrato ngadto sa halftone nga mga imahe. Pananglitan, ania ang litrato sa mga babaye nga operator sa telepono sa usa ka switchboard sa miaging siglo, .
Ug ania ang usa ka gi-optimize nga grayscale nga imahe sa gidak-on nga adunay tulo ka kolor (itom, puti, abohon). Tungod sa optical illusion, daw sa nagtan-aw nga adunay labaw pa sa tulo ka mga kolor.
Ang mga litrato sa Halftone gipili dili lamang aron ma-optimize ang gidak-on (usa ka kaduhaduhaan nga desisyon), apan alang usab sa mga aesthetic nga hinungdan. Kining daan nga teknik sa pagproseso sa imahe adunay piho nga mga bahin sa estilo, mao nga ang site adunay usa ka medyo talagsaon nga disenyo.
Pagkahuman sa pag-optimize, ang 623 nga mga ilustrasyon sa website sa Low-tech nga Magasin mikunhod sa gidak-on gikan sa 194,2 MB hangtod sa 21,3 MB, sa ato pa, sa 89%.
Ang tanan nga daan nga mga artikulo gi-convert sa Markdown alang sa kasayon sa pagsulat sa bag-ong mga artikulo, ingon man alang sa kasayon sa pag-backup pinaagi sa . Ang tanan nga mga script ug tracker, ingon man mga logo, gikuha gikan sa site. Ang default nga font sa browser sa kliyente gigamit. Ingon usa ka "logo" - ang ngalan sa magasin sa dagkong mga letra nga adunay pana sa wala: LOW←TECH MAGAZINE. 16 bytes lang kay sa picture.
Sa kaso sa downtime, ang posibilidad sa "offline nga pagbasa" giorganisar: mga teksto ug mga hulagway gi-eksport ngadto sa RSS feed. Ang pag-cache sa 100% nga sulod gipalihok, lakip ang HTML.
Ang lain nga pag-optimize mao ang pagpagana sa mga setting sa HTTP2 sa nginx, nga gamay nga pagkunhod sa trapiko ug pagkunhod sa oras sa pagkarga sa panid kumpara sa HTTP / 1.1. Ang lamesa nagtandi sa mga resulta alang sa lima ka lain-laing mga panid.
| | FP | KAMI | HS | FW | CW | |----------|-------|-------|-------|-------|------ -| | HTTP/1.1 | 1.46s | 1.87s | 1.54s | 1.86s | 1.89s | | HTTP2 | 1.30s | 1.49s | 1.54s | 1.79s | 1.55s | | Mga hulagway | 9 | 21 | 11 | 19 | 23 | | tinigum | 11% | 21% | 0% | 4% | 18% |
Bug-os nga nginx configuration:
root@solarserver:/var/log/nginx# cat /etc/nginx/sites-enabled/solar.lowtechmagazine.com
# Expires map
map $sent_http_content_type $expires {
default off;
text/html 7d;
text/css max;
application/javascript max;
~image/ max;
}
server {
listen 80;
server_name solar.lowtechmagazine.com;
location / {
return 301 https://$server_name$request_uri;
}
}
server{
listen 443 ssl http2;
server_name solar.lowtechmagazine.com;
charset UTF-8; #improve page speed by sending the charset with the first response.
location / {
root /var/www/html/;
index index.html;
autoindex off;
}
#Caching (save html pages for 7 days, rest as long as possible, no caching on frontpage)
expires $expires;
location @index {
add_header Last-Modified $date_gmt;
add_header Cache-Control 'no-cache, no-store';
etag off;
expires off;
}
#error_page 404 /404.html;
# redirect server error pages to the static page /50x.html
#error_page 500 502 503 504 /50x.html;
#location = /50x.html {
# root /var/www/;
#}
#Compression
gzip on;
gzip_disable "msie6";
gzip_vary on;
gzip_comp_level 6;
gzip_buffers 16 8k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
#Caching (save html page for 7 days, rest as long as possible)
expires $expires;
# Logs
access_log /var/log/nginx/solar.lowtechmagazine.com_ssl.access.log;
error_log /var/log/nginx/solar.lowtechmagazine.com_ssl.error.log;
# SSL Settings:
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/solar.lowtechmagazine.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/solar.lowtechmagazine.com/privkey.pem;
# Improve HTTPS performance with session resumption
ssl_session_cache shared:SSL:10m;
ssl_session_timeout 5m;
# Enable server-side protection against BEAST attacks
ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_ciphers ECDH+AESGCM:ECDH+AES256:ECDH+AES128:DH+3DES:!ADH:!AECDH:!MD5;
# Disable SSLv3
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
# Lower the buffer size to increase TTFB
ssl_buffer_size 4k;
# Diffie-Hellman parameter for DHE ciphersuites
# $ sudo openssl dhparam -out /etc/ssl/certs/dhparam.pem 4096
ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;
# Enable HSTS (https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Security/HTTP_Strict_Transport_Security)
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains";
# Enable OCSP stapling (http://blog.mozilla.org/security/2013/07/29/ocsp-stapling-in-firefox)
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/solar.lowtechmagazine.com/fullchain.pem;
resolver 87.98.175.85 193.183.98.66 valid=300s;
resolver_timeout 5s;
}Mga resulta sa 15 ka bulan nga trabaho
Alang sa panahon gikan sa Disyembre 12, 2018 hangtod Nobyembre 28, 2019, gipakita sa server . Kini nagpasabot nga tungod sa dili maayo nga panahon ang downtime sa tuig mao ang 399 ka oras.
Apan kung dili nimo tagdon ang miaging duha ka bulan, ang oras sa pag-up 98,2%, ug ang oras sa pag-down 152 ka oras ra, gisulat sa mga developer. Ang uptime mikunhod ngadto sa 80% sa miaging duha ka bulan sa dihang ang konsumo sa kuryente misaka tungod sa pag-update sa software. Kada gabii ang site nahinabo sulod sa daghang oras.
Sumala sa estadistika, alang sa tuig (gikan sa Disyembre 3, 2018 hangtod Nobyembre 24, 2019), ang konsumo sa kuryente sa server 9,53 kWh. Daghang mga pagkawala sa sistema sa photovoltaic tungod sa pagkakabig sa boltahe ug pag-discharge sa baterya ang natala. Ang solar controller nagpakita sa usa ka tinuig nga konsumo sa 18,10 kWh, nga nagpasabot nga ang sistema efficiency mao ang mahitungod sa 50%.
Gipasimple nga diagram. Wala kini magpakita sa usa ka boltahe nga converter gikan sa 12 ngadto sa 5 volts ug usa ka battery ampere-hour meter
Sa panahon sa pagtuon, 865 ka talagsaon nga mga bisita ang mibisita sa site. Lakip ang tanan nga pagkawala sa enerhiya sa solar installation, ang konsumo sa enerhiya kada talagsaon nga bisita kay 000 Wh. Busa, ang usa ka kilowatt-hour nga solar energy nga mamugna igo na aron makaalagad sa halos 0,021 ka talagsaon nga mga bisita.
Atol sa eksperimento, ang mga solar panel nga lainlain ang gidak-on gisulayan. Gipakita sa lamesa ang mga kalkulasyon kung unsa kadugay ang pag-charge sa mga baterya nga lainlain ang kapasidad kung mogamit mga solar panel nga lainlain ang gidak-on.
Ang kasagaran nga konsumo sa kuryente sa web server sa unang tuig, lakip ang tanang pagkawala sa enerhiya, maoy 1,97 Watts. Ang kalkulasyon nagpakita nga ang pagpadagan sa usa ka website sa tibuok gabii sa pinakamubo nga gabii sa tuig (8 ka oras 50 ka minuto, Hunyo 21) nanginahanglan ug 17,40 watt-oras nga storage power, ug sa pinakataas nga gabii (14 ka oras 49 ka minuto, Disyembre 21) kinahanglan nimo ang 29,19 .XNUMX Wh.
Tungod kay ang mga lead-acid nga baterya kinahanglan nga dili mag-discharge ubos sa katunga sa kapasidad, ang server nanginahanglan usa ka 60 Wh nga baterya aron mabuhi ang pinakataas nga gabii nga adunay labing maayo nga kahayag sa adlaw (2x29,19 Wh). Alang sa kadaghanan sa tuig, ang sistema nagtrabaho sa usa ka 86,4 Wh nga baterya ug usa ka 50-watt solar panel, ug pagkahuman ang nahisgutan nga 95-98% nga oras sa pag-up ang nakab-ot.
Uptime 100%
Alang sa 100% nga uptime, gikinahanglan nga madugangan ang kapasidad sa baterya. Aron mabayran ang usa ka adlaw sa dili maayo nga panahon (walay mahinungdanong power generation), 47,28 watt-hours (24 hours × 1,97 watts) nga storage ang gikinahanglan.
Gikan sa Disyembre 1, 2019 hangtod sa Enero 12, 2020, usa ka 168-watt nga baterya ang na-install sa sistema, nga adunay praktikal nga kapasidad sa pagtipig nga 84 watt-oras. Kini igo nga pagtipig aron magpadayon ang site nga nagdagan sulod sa duha ka gabii ug usa ka adlaw. Ang configuration gisulayan sa panahon sa pinakangitngit nga panahon sa tuig, apan ang panahon medyo maayo - ug sa ibabaw sa gitakda nga panahon ang uptime mao ang 100%.
Apan aron magarantiya ang 100% nga oras sa pagtrabaho sa daghang mga tuig, kinahanglan nimo nga hatagan ang labing daotan nga senaryo, kung ang dili maayo nga panahon magpadayon sa daghang mga adlaw. Gipakita sa kalkulasyon nga aron mapadayon ang usa ka website online sulod sa upat ka adlaw nga adunay gamay o wala’y kusog nga henerasyon, kinahanglan nimo ang usa ka lead-acid nga baterya nga adunay kapasidad nga 440 watt-hours, nga mao ang gidak-on sa usa ka baterya sa awto.
Sa praktis, sa maayo nga kahimtang sa panahon, ang usa ka 48 Wh lead-acid nga baterya magpadayon sa pagdagan sa server sa tibuok gabii gikan sa Marso hangtod sa Septyembre. Ang 24 Wh nga baterya molungtad sa server sa labing taas nga 6 ka oras, nagpasabut nga kini masira matag gabii, bisan kung sa lainlaing mga oras depende sa bulan.
Sa kinatibuk-an, ang pipila ka mga site dili kinahanglan nga magtrabaho sa gabii, kung ang gidaghanon sa mga bisita gamay ra, ingon ang mga lalaki gikan sa Low-tech nga Magasin. Pananglitan, kung kini usa ka publikasyon sa siyudad sa rehiyon, diin ang mga bisita gikan sa ubang mga time zone dili moabut, apan ang mga lokal nga residente lamang.
Sa ato pa, alang sa mga site nga adunay lainlain nga trapiko ug lainlain nga oras sa pagtrabaho, gikinahanglan ang mga baterya nga lainlain ang kapasidad ug mga solar panel nga lainlain ang gidak-on.
Naghatag ang tagsulat og kalkulasyon kung pila ang gikinahanglan nga enerhiya produksyon ang mga solar panel sa ilang kaugalingon (gilangkob nga enerhiya) ug kung unsa ka daghan kung bahinon nimo kini nga kantidad sa gipaabut nga kinabuhi sa serbisyo nga 10 ka tuig.
Niining paagiha, posible nga makalkula ang katumbas sa mga fossil fuel nga gigamit sa paghimo ug operasyon sa mga panel. Ang Low-tech nga Magasin nakit-an nga sa unang tuig sa operasyon, ang ilang sistema (50 W panel, 86,4 Wh nga baterya) "nakamugna" og gibana-bana nga 9 kg nga mga emisyon, o ang katumbas sa pagsunog sa 3 ka litro nga gasolina: halos pareho sa 50- tuig nga pasahero nga sakyanan km biyahe.
Kung ang server gipaandar dili gikan sa mga solar panel, apan gikan sa kinatibuk-ang grid sa kuryente, nan ang katumbas nga mga emisyon daw unom ka beses nga mas ubos: 1,54 kg (ang sektor sa enerhiya sa Espanya adunay taas nga bahin sa alternatibong enerhiya ug mga planta sa nukleyar nga gahum). Apan kini dili usa ka bug-os nga husto nga pagtandi, ang tagsulat misulat, tungod kay kini nag-isip sa anaa nga enerhiya sa solar nga imprastraktura, apan wala magtagad niini nga timailhan alang sa kinatibuk-ang network sa enerhiya, nga mao, ang gasto sa pagtukod ug suporta niini. .
Dugang nga mga kalamboan
Sa miaging panahon, daghang mga pag-optimize ang gihimo nga nagpamenos sa konsumo sa kuryente sa server. Pananglitan, sa usa ka punto ang developer nakamatikod nga 6,63 TB sa kinatibuk-ang 11,15 TB sa trapiko namugna pinaagi sa usa ka sayop nga RSS feed pagpatuman nga mibira sulod sa matag pipila ka minuto. Human sa pag-ayo niini nga bug, ang konsumo sa kuryente sa server (walay labot sa pagkawala sa enerhiya) mikunhod gikan sa 1,14 W ngadto sa gibana-bana nga 0,95 W. Ang ganansya daw gamay ra, apan ang kalainan sa 0,19 W nagpasabut nga 4,56 watt-hours kada adlaw, nga katumbas sa labaw sa 2,5 ka oras nga kinabuhi sa baterya alang sa server.
Sa una nga tuig, ang kahusayan 50% ra. Ang mga pagkawala naobserbahan sa pag-charge ug pagdiskarga sa baterya (22%), ingon man sa pag-convert sa boltahe gikan sa 12 V (solar PV system) ngadto sa 5 V (USB), diin ang mga pagkawala hangtod sa 28%. Giangkon sa developer nga siya adunay usa ka suboptimal nga boltahe nga converter (controller nga walay built-in nga USB), aron ma-optimize nimo kini nga punto o magbalhin sa usa ka 5V solar installation.
Aron mapauswag ang kahusayan sa pagtipig sa enerhiya, ang mga baterya sa lead-acid mahimong mapulihan sa labi ka mahal nga mga baterya sa lithium-ion, nga adunay gamay nga pagkawala sa bayad / pag-discharge (<10%). Karon ang tigdesinyo naghunahuna sa usa ka compact (CAES), nga adunay kinabuhi nga mga dekada, nga nagpasabut nga usa ka gamay nga carbon footprint sa paghimo niini.
Compact compressed air energy accumulator,
Ang pag-instalar sa usa ka dugang nga wind turbine gikonsiderar (kini mahimo nga ) ug pagbutang ug solar tracker aron ibalik ang mga panel ngadto sa adlaw. Gitugotan ka sa tracker nga madugangan ang produksiyon sa kuryente sa 30%.
Ang laing paagi aron madugangan ang kaepektibo sa sistema mao ang pag-scale niini. Ipataas ang daghang mga website sa server ug ilunsad ang daghang mga server. Unya ang konsumo sa enerhiya matag site mokunhod.
Solar hosting nga kompanya. Ilustrasyon: Diego Marmolejo
Kung imong tabunan ang imong tibuuk nga balkonahe sa apartment gamit ang mga solar panel ug magbukas sa usa ka kompanya sa pag-host sa solar web, ang gasto sa matag kustomer labi ka ubos kaysa sa usa ka website: ekonomiya sa sukod.
Sa kinatibuk-an, kini nga eksperimento nagpakita nga, nga gihatag sa pipila ka mga limitasyon, kini mao ang bug-os nga posible alang sa computer nga imprastraktura sa pagdagan sa renewable tinubdan sa enerhiya.
Sa teoriya, ang ingon nga usa ka server mahimo pa gani nga wala’y baterya kung gisalamin sa ubang mga bahin sa kalibutan. Pananglitan, pag-instalar og mga salamin sa New Zealand ug Chile. Didto ang mga solar panel molihok kung gabii na sa Barcelona.
Source: www.habr.com