La unua prototipo de suna servilo kun ŝargoregilo. Foto:
En septembro 2018, entuziasmulo de Low-tech Magazine . La celo estis tiel redukti energikonsumon, ke unu sunpanelo sufiĉus por hejma memgastigita servilo. Ĉi tio ne estas facila, ĉar la retejo devas funkcii 24 horojn tage. Ni vidu kio okazis finfine.
Vi povas iri al la servilo , kontrolu la nunan elektran konsumon kaj baterian ŝargan nivelon. La retejo estas optimumigita por minimuma nombro da petoj de la paĝo kaj minimuma trafiko, do ĝi devus elteni pliiĝon de trafiko de Habr. Laŭ la kalkuloj de la programisto, energikonsumo por unika vizitanto estas 0,021 Wh.
Ĵus antaŭ la tagiĝo de la 31-a de januaro 2020, ĝi havis 42%-baterion restantan. Tagiĝo en Barcelono je la 8:04 laŭ la loka tempo, post kiu fluo devus flui de la sunpanelo.
Kial?
Antaŭ dek jaroj spertuloj ke la disvolviĝo de la Interreto kontribuas al la "malmaterialigo" de la socio, universala ciferecigo - kaj, kiel rezulto, redukto de ĝenerala energikonsumo. Ili eraris. Fakte, la Interreto mem postulis , kaj ĉi tiuj volumoj daŭre kreskas.
IT-kompanioj lanĉis iniciatojn ŝanĝi al alternativaj energifontoj, sed ĉi tio nun estas neebla. Ĉiuj datumcentroj konsumas trioble pli da energio ol ĉiuj sunaj kaj ventoinstalaĵoj en la mondo generas. Eĉ pli malbone, la produktado kaj regula anstataŭigo de sunpaneloj kaj ventoturbinoj , tial, estas simple neeble hodiaŭ forlasi fosiliajn brulaĵojn (petrolo, gaso, uranio). Sed ĉi tiuj rezervoj ne longe daŭros, do ni neeviteble devos pensi kiel vivi per renovigeblaj fontoj. Inkluzive de la funkciado de komputila infrastrukturo, inkluzive de retserviloj.
Malaltteknologia Revuo TTT-paĝoj tro rapide ŝveliĝas. Meza paĝgrandeco pliiĝis de 2010 ĝis 2018 , kaj por moveblaj retejoj - de 0,15 MB ĝis 1,6 MB, konservativa takso.
Pliiĝo de trafikaj volumoj (la energio necesa por transdoni 1 megabajton da informo), kio kaŭzas konstantan pliiĝon de la interreta energikonsumo. Pli pezaj kaj pli ŝarĝitaj retejoj ne nur pliigas la ŝarĝon sur la reta infrastrukturo, sed ankaŭ mallongigas la "vivciklon" de komputiloj kaj saĝtelefonoj, kiuj devas esti elĵetitaj pli ofte kaj novaj produktataj, kiuj ankaŭ .
Kaj kompreneble, la pliigita laborŝarĝo estas kreita de la vivstilo mem: homoj pasigas preskaŭ sian tutan tempon en Interreto kaj multe fidas je diversaj retservoj. Jam estas malfacile imagi modernan socion sen nuba IT-infrastrukturo (sociaj retoj, tujmesaĝiloj, poŝto ktp.)
Agordo de servilo kaj retejo
В La aparatara agordo kaj programaro de la retservilo estas detale priskribitaj.
Ununura tabulo-komputilo elektita por malalta energikonsumo kaj utilaj aldonaj funkcioj kiel potencadministrado-peceto . Ĝi ebligas al vi peti statistikojn pri la nuna tensio kaj fluo de la tabulo kaj baterio. La mikrocirkvito aŭtomate ŝanĝas potencon inter la baterio kaj la DC-konektilo, kie kurento fluas de la suna panelo. Tiel, seninterrompa nutrado al la servilo kun bateria subteno eblas.
Olimex Olinuxino A20 Lime 2
Komence, litio-polimera baterio kun kapacito de 6600 mAh (ĉirkaŭ 24 Wh) estis elektita kiel baterio, tiam plumbo-acida baterio kun kapacito de 84,4 Wh estis instalita.
La operaciumo ekfunkciigas de la SDa karto. Kvankam la OS okupas ne pli ol 1 GB kaj la senmova retejo estas ĉirkaŭ 30 MB, ne estis ekonomia senco aĉeti karton pli malgrandan ol Klaso 10 16 GB.
La servilo konektas al la Interreto per 100Mbps hejma konekto en Barcelono kaj norma konsumanta enkursigilo. Statika IP-adreso estas rezervita por ĝi. Preskaŭ ĉiu povas agordi tian retejon en sia loĝejo; vi devas iomete ŝanĝi la fajroŝirmilojn por plusendi pordojn al loka IP:
Haveno 80 ĝis 80 por HTTP Haveno 443 ĝis 443 por HTTPS Haveno 22 ĝis 22 por SSH
operaciumo bazita sur Debiana distribuo kaj kerno , kiu estas dizajnita por ununuraj tabuloj kun AllWinner-fritoj.
50-vata sunpanelo por retservilo kaj 10-vata sunpanelo por lumigi la salonon en la loĝejo de la aŭtoro
Senmova retejo generita de la sistemo (ejgeneratoro en Python). Senmovaj retejoj ŝarĝas pli rapide kaj estas malpli CPU-intensaj, do ili estas multe pli energiaj efikaj ol dinamike generitaj paĝoj. Vidu la fontkodon por la temo. .
Tre grava punkto estas bilda kunpremo, ĉar sen ĉi tiu optimumigo estas preskaŭ neeble fari retpaĝojn pli malgrandaj ol 1 megabajto. Por optimumigo, oni decidis konverti la fotojn en duontonajn bildojn. Ekzemple, jen foto de inaj telefonistoj sur ŝaltpanelo en la lasta jarcento, .
Kaj jen optimumigita grizskala bildo de grandeco kun tri koloroj (nigra, blanka, griza). Pro la optika iluzio, ŝajnas al la spektanto, ke estas pli ol tri koloroj.
Duontonaj fotoj estis elektitaj ne nur por optimumigi grandecon (sufiĉe dubinda decido), sed ankaŭ pro estetikaj kialoj. Ĉi tiu malnova tekniko de prilaborado de bildoj havas iujn stilajn trajtojn, do la retejo havas iom unikan dezajnon.
Post optimumigo, 623 ilustraĵoj en la retejo Low-tech Magazine malpliiĝis en grandeco de 194,2 MB al 21,3 MB, tio estas, je 89%.
Ĉiuj malnovaj artikoloj estis konvertitaj al Markdown por facile verki novajn artikolojn, same kiel por facile sekurkopi per . Ĉiuj skriptoj kaj spuriloj, same kiel emblemoj, estis forigitaj de la retejo. La defaŭlta tiparo en la retumilo de la kliento estas uzata. Kiel “emblemo” - la nomo de la revuo majuskle kun sago maldekstre: LOW←TECH REVUO. Nur 16 bajtoj anstataŭ bildo.
En kazo de malfunkcio, la ebleco de "senreta legado" estis organizita: tekstoj kaj bildoj estas eksportitaj al RSS-fluo. Kaŝmemoro de 100% enhavo estas ebligita, inkluzive de HTML.
Alia optimumigo ebligas HTTP2-agordojn en nginx, kiu iomete reduktas trafikon kaj reduktas paĝan ŝarĝan tempon kompare kun HTTP/1.1. La tabelo komparas la rezultojn por kvin malsamaj paĝoj.
| | FP | NI | HS | FW | CW | |----------|-------|-------|-------|--------|------ -| | HTTP/1.1 | 1.46s | 1.87s | 1.54s | 1.86s | 1.89s | | HTTP2 | 1.30'oj | 1.49s | 1.54s | 1.79s | 1.55s | | Bildoj | 9 | 21 | 11 | 19 | 23 | | ŝparaĵoj | 11% | 21% | 0% | 4% | 18% |
Plena nginx-agordo:
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;
}Rezultoj de 15 monatoj da laboro
Por la periodo de la 12-a de decembro 2018 ĝis la 28-a de novembro 2019, la servilo montris . Tio signifas, ke pro malbona vetero la malfunkcio por la jaro estis 399 horoj.
Sed se vi ne konsideras la lastajn du monatojn, la funkciado estis 98,2%, kaj la malfunkcio estis nur 152 horoj, skribas la programistoj. Aktivtempo falis al 80% en la lastaj du monatoj, kiam elektra konsumo pliiĝis pro programara ĝisdatigo. Ĉiunokte la retejo malfunkciis dum kelkaj horoj.
Laŭ statistiko, por la jaro (de la 3-a de decembro 2018 ĝis la 24-a de novembro 2019), la elektra konsumo de la servilo estis 9,53 kWh. Gravaj perdoj en la fotovoltaeca sistemo pro tensiokonverto kaj baterio malŝarĝo estis registritaj. La suna regilo montris jaran konsumon de 18,10 kWh, kio signifas, ke la sistema efikeco estas ĉirkaŭ 50%.
Simpligita diagramo. Ĝi ne montras tensiotransformilon de 12 ĝis 5 voltoj kaj baterian amperhoran mezurilon
Dum la studperiodo, 865 unikaj vizitantoj vizitis la ejon. Inkluzive de ĉiuj energiperdoj en la suna instalaĵo, la energikonsumo por unika vizitanto estis 000 Wh. Tiel, unu kilovato-horo da suna energio generita sufiĉas por servi preskaŭ 0,021 50 unikajn vizitantojn.
Dum la eksperimento, sunpaneloj de malsamaj grandecoj estis testitaj. La tabelo montras kalkulojn pri kiom da tempo necesas por ŝargi bateriojn de malsamaj kapacitoj kiam vi uzas sunpanelojn de malsamaj grandecoj.
La meza energikonsumo de la retservilo dum la unua jaro, inkluzive de ĉiuj energiperdoj, estis 1,97 Vatoj. La kalkulo montras, ke funkcii retejon dum la nokto dum la plej mallonga nokto de la jaro (8 horoj 50 minutoj, la 21-an de junio) postulas 17,40 vatojn da stokada potenco, kaj en la plej longa nokto (14 horoj 49 minutojn, la 21-an de decembro) vi bezonas 29,19. .XNUMX Wh.
Ĉar plumbo-acidaj kuirilaroj ne devus malŝarĝi sub duono de kapacito, la servilo postulas 60 Wh-baterion por travivi la plej longan nokton kun optimuma taga lumo (2x29,19 Wh). Dum la plej granda parto de la jaro, la sistemo funkciis kun 86,4 Wh-kuirilaro kaj 50-vata suna panelo, kaj tiam la menciita 95-98% da tempo estis atingita.
Aktivtempo 100%
Por 100% funkciado, necesas pliigi la bateriokapaciton. Por kompensi unu tagon da tre malbona vetero (sen grava elektroproduktado), necesas 47,28 vatoj (24 horoj × 1,97 vatoj) da stokado.
De la 1-a de decembro 2019 ĝis la 12-a de januaro 2020, 168-vata baterio estis instalita en la sistemo, kiu havas praktikan stokan kapaciton de 84 vatoj-horoj. Ĉi tio sufiĉas por konservi la retejon dum du noktoj kaj unu tago. La agordo estis provita dum la plej malhela periodo de la jaro, sed la vetero estis relative bona - kaj dum la specifita periodo la funkciado estis 100%.
Sed por garantii 100% funkcian tempon dum pluraj jaroj, vi devos zorgi pri la plej malbona kazo, kiam malbona vetero daŭras dum pluraj tagoj. La kalkulo montras, ke por konservi retejon interrete dum kvar tagoj kun malalta aŭ neniu energigenerado, vi bezonus plumbo-acidan kuirilaron kun kapacito de 440 vatohoroj, kiu estas la grandeco de aŭtobaterio.
Praktike, en bonaj vetercirkonstancoj, plumbo-acida baterio de 48 Wh konservos la servilon funkcii dum la nokto de marto ĝis septembro. Baterio de 24 Wh daŭros la servilon maksimume 6 horojn, tio signifas, ke ĝi malŝaltos ĉiunokte, kvankam je malsamaj tempoj depende de la monato.
Ĝenerale, iuj retejoj ne bezonas labori nokte, kiam la nombro da vizitantoj estas minimuma, diras la uloj de Low-tech Magazine. Ekzemple, se temas pri regiona urba eldonaĵo, kie ne venas vizitantoj el aliaj horzonoj, sed nur lokaj loĝantoj.
Tio estas, por retejoj kun malsama trafiko kaj malsama funkciado, baterioj de malsamaj kapacitoj kaj sunaj paneloj de malsamaj grandecoj estas necesaj.
La aŭtoro disponigas kalkulon pri kiom da energio necesas produktado la sunaj paneloj mem (korpigita energio) kaj kiom ĝi rezultas, se vi dividas ĉi tiun kvanton per la atendata servodaŭro de 10 jaroj.
Tiamaniere, eblas kalkuli la ekvivalenton de fosiliaj brulaĵoj, kiuj estas konsumitaj en la produktado kaj funkciado de la paneloj. Malaltteknologia Revuo trovis, ke en la unua jaro de funkciado, ilia sistemo (50 W-panelo, 86,4 Wh-baterio) "generis" proksimume 9 kg da ellasoj, aŭ la ekvivalento de bruligi 3 litrojn da benzino: proksimume la sama kiel 50- jara pasaĝervagono km vojaĝado.
Se la servilo estas funkciigita ne el sunpaneloj, sed el la ĝenerala elektroreto, tiam la ekvivalentaj emisioj ŝajnas esti ses fojojn pli malaltaj: 1,54 kg (la hispana energisektoro havas altan parton de alternativa energio kaj atomcentraloj). Sed ĉi tio ne estas tute ĝusta komparo, skribas la aŭtoro, ĉar ĝi konsideras la enkorpan energion de la suna infrastrukturo, sed ne konsideras ĉi tiun indikilon por la ĝenerala energia reto, tio estas, la kostoj de ĝia konstruado kaj subteno. .
Pliaj plibonigoj
Dum la pasinta tempo, kelkaj optimumigoj estis faritaj, kiuj reduktis servilan energikonsumon. Ekzemple, foje la programisto rimarkis, ke 6,63 TB el la totalaj 11,15 TB da trafiko estis generitaj per unu malĝusta RSS-flua efektivigo, kiu tiris enhavon ĉiujn kelkajn minutojn. Post ripari ĉi tiun cimon, la energikonsumo de la servilo (ekskludante energiperdojn) malpliiĝis de 1,14 W al proksimume 0,95 W. La gajno povas ŝajni malgranda, sed diferenco de 0,19 W signifas 4,56 vatohorojn tage, kio respondas al pli ol 2,5 horoj da bateria vivo por la servilo.
Dum la unua jaro, efikeco estis nur 50%. Perdoj estis observitaj dum ŝarĝo kaj malŝarĝo de la kuirilaro (22%), same kiel dum konvertado de la tensio de 12 V (suna PV-sistemo) al 5 V (USB), kie perdoj estis ĝis 28%. La programisto konfesas, ke li havas suboptimuman tensio-konvertilon (regilo sen enkonstruita USB), do vi povas optimumigi ĉi tiun punkton aŭ ŝanĝi al 5V suna instalaĵo.
Por plibonigi energion-stokado-efikecon, plumbo-acidaj baterioj povas esti anstataŭigitaj per pli multekostaj litiojonaj baterioj, kiuj havas pli malaltajn ŝargajn/senŝargiĝperdojn (<10%). Nun la dezajnisto konsideras kompaktan (CAES), kiu havas vivdaŭron de jardekoj, kio signifas pli malgrandan karbonsignon sur sia produktado.
Kompakta aera energia akumulilo,
Instalado de plia ventoturbino estas pripensita (ĝi povas esti ) kaj instali sunan spurilon por turni la panelojn al la suno. La spurilo permesas vin pliigi elektroproduktadon je 30%.
Alia maniero pliigi la efikecon de la sistemo estas grimpi ĝin. Levu pli da retejoj sur la servilo kaj lanĉu pli da serviloj. Tiam la energikonsumo por ejo malpliiĝos.
Suna gastiga kompanio. Ilustraĵo: Diego Marmolejo
Se vi kovras vian tutan loĝejan balkonon per sunaj paneloj kaj malfermas kompanion pri suna retejo, la kosto por kliento estos signife pli malalta ol por ununura retejo: ekonomioj de skalo.
Ĝenerale, ĉi tiu eksperimento pruvas ke, donitaj certaj limigoj, estas tute eble por komputila infrastrukturo funkcii per renoviĝantaj energifontoj.
Teorie, tia servilo eĉ povus malhavi baterion se speguliĝas en aliaj mondopartoj. Ekzemple, instalu spegulojn en Nov-Zelando kaj Ĉilio. Tie sunpaneloj funkcios kiam estos nokto en Barcelono.
fonto: www.habr.com