Pirmais saules servera prototips ar uzlÄdes kontrolieri. Foto:
2018. gada septembrī entuziasts no Low-tech Magazine
JÅ«s varat doties uz serveri
TieÅ”i pirms rÄ«tausmas 31. gada 2020. janvÄrÄ« tajÄ bija atlikuÅ”i 42% akumulatora jaudas. RÄ«tausma BarselonÄ pulksten 8:04 pÄc vietÄjÄ laika, pÄc kuras strÄvai jÄplÅ«st no saules paneļa.
KÄpÄc?
Pirms desmit gadiem eksperti
IT uzÅÄmumi ir uzsÄkuÅ”i iniciatÄ«vas, lai pÄrietu uz alternatÄ«viem enerÄ£ijas avotiem, taÄu tagad tas nav iespÄjams. Visi datu centri patÄrÄ trÄ«s reizes vairÄk enerÄ£ijas, nekÄ Ä£enerÄ visas saules un vÄja enerÄ£ijas iekÄrtas pasaulÄ. VÄl sliktÄk, saules paneļu un vÄja turbÄ«nu ražoÅ”ana un regulÄra nomaiÅa
Zemo tehnoloÄ£iju žurnÄls
Satiksmes apjoma pieaugums
Un, protams, palielinÄto slodzi rada pats dzÄ«vesveids: cilvÄki gandrÄ«z visu laiku pavada internetÄ un lielÄ mÄrÄ paļaujas uz dažÄdiem tÄ«mekļa pakalpojumiem. Jau tagad ir grÅ«ti iedomÄties mÅ«sdienu sabiedrÄ«bu bez mÄkoÅa IT infrastruktÅ«ras (sociÄlie tÄ«kli, tÅ«lÄ«tÄjie kurjeri, pasts utt.)
Servera un vietnes konfigurÄcija
Š
Viena borta dators
Olimex Olinuxino A20 Lime 2
SÄkotnÄji kÄ akumulators tika izvÄlÄts litija-polimÄra akumulators ar jaudu 6600 mAh (apmÄram 24 Wh), pÄc tam tika uzstÄdÄ«ts svina-skÄbes akumulators ar jaudu 84,4 Wh.
OperÄtÄjsistÄma tiek sÄknÄta no SD kartes. Lai gan OS aizÅem ne vairÄk kÄ 1 GB un statiskÄ vietne ir aptuveni 30 MB, nebija ekonomiskas jÄgas pirkt karti, kas ir mazÄka par Class 10 16 GB.
Serveris savienojas ar internetu, izmantojot 100Mbps mÄjas savienojumu BarselonÄ un standarta patÄrÄtÄju marÅ”rutÄtÄju. Tam ir rezervÄta statiska IP adrese. GandrÄ«z ikviens var izveidot Å”Ädu vietni savÄ dzÄ«voklÄ«; jums ir nedaudz jÄmaina ugunsmÅ«ra iestatÄ«jumi, lai pÄrsÅ«tÄ«tu portus uz vietÄjo IP:
Ports 80 līdz 80 HTTP ports 443 līdz 443 HTTPS ports 22 līdz 22 SSH
OperÄtÄjsistÄmas
50 vatu saules panelis tīmekļa serverim un 10 vatu saules panelis viesistabas apgaismoŔanai autora dzīvoklī
SistÄmas Ä£enerÄtÄ statiskÄ vietne
Ä»oti svarÄ«gs punkts ir attÄlu saspieÅ”ana, jo bez Ŕīs optimizÄcijas ir gandrÄ«z neiespÄjami izveidot tÄ«mekļa lapas, kas ir mazÄkas par 1 megabaitu. OptimizÄcijas nolÅ«kos tika nolemts fotogrÄfijas pÄrvÄrst pustoÅu attÄlos. PiemÄram, Å”eit ir fotogrÄfija ar sievieÅ”u telefona operatorÄm uz sadales paneļa pagÄjuÅ”ajÄ gadsimtÄ,
Un Å”eit ir optimizÄta izmÄra pelÄktoÅu attÄls
PustoÅu fotogrÄfijas tika izvÄlÄtas ne tikai izmÄra optimizÄÅ”anai (diezgan apÅ”aubÄms lÄmums), bet arÄ« estÄtisku apsvÄrumu dÄļ. Å ai vecajai attÄlu apstrÄdes tehnikai ir noteiktas stilistiskas iezÄ«mes, tÄpÄc vietnei ir nedaudz unikÄls dizains.
PÄc optimizÄcijas 623 ilustrÄcijas Low-tech Magazine vietnÄ samazinÄjÄs no 194,2 MB lÄ«dz 21,3 MB, tas ir, par 89%.
Visi vecie raksti tika pÄrveidoti par Markdown, lai atvieglotu jaunu rakstu rakstÄ«Å”anu, kÄ arÄ« lai atvieglotu dublÄÅ”anu, izmantojot
DÄ«kstÄves gadÄ«jumÄ ir organizÄta ābezsaistes lasÄ«Å”anasā iespÄja: teksti un attÄli tiek eksportÄti uz RSS plÅ«smu. Ir iespÄjota 100% satura keÅ”atmiÅa, tostarp HTML.
VÄl viena optimizÄcija ir HTTP2 iestatÄ«jumu iespÄjoÅ”ana nginx, kas nedaudz samazina trafiku un samazina lapas ielÄdes laiku salÄ«dzinÄjumÄ ar HTTP/1.1. TabulÄ ir salÄ«dzinÄti rezultÄti piecÄm dažÄdÄm lapÄm.
| | FP | MÄS | HS | FW | CW | |----------|-------|-------|-------|--------|------ -| | HTTP/1.1 | 1.46 s | 1.87 s | 1.54 s | 1.86 s | 1.89 s | | HTTP2 | 1.30s | 1.49 s | 1.54 s | 1.79 s | 1.55 s | | AttÄli | 9 | 21 | 11 | 19 | 23 | | ietaupÄ«jumi | 11% | 21% | 0% | 4% | 18% |
Pilna nginx konfigurÄcija:
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;
}
15 mÄneÅ”u darba rezultÄti
Laika posmÄ no 12. gada 2018. decembra lÄ«dz 28. gada 2019. novembrim serveris rÄdÄ«ja
Bet, ja neÅem vÄrÄ pÄdÄjos divus mÄneÅ”us, darbÄ«bas laiks bija 98,2%, un dÄ«kstÄve bija tikai 152 stundas, raksta izstrÄdÄtÄji. DarbÄ«bas laiks samazinÄjÄs lÄ«dz 80% pÄdÄjo divu mÄneÅ”u laikÄ, kad programmatÅ«ras atjauninÄjuma dÄļ palielinÄjÄs enerÄ£ijas patÄriÅÅ”. Katru nakti vietne uz vairÄkÄm stundÄm pazuda.
PÄc statistikas datiem, gadÄ (no 3. gada 2018. decembra lÄ«dz 24. gada 2019. novembrim) servera elektroenerÄ£ijas patÄriÅÅ” bija 9,53 kWh. Tika reÄ£istrÄti ievÄrojami zaudÄjumi fotoelektriskajÄ sistÄmÄ sprieguma pÄrveidoÅ”anas un akumulatora izlÄdes dÄļ. Saules regulators uzrÄdÄ«ja gada patÄriÅu 18,10 kWh, kas nozÄ«mÄ, ka sistÄmas efektivitÄte ir aptuveni 50%.
VienkÄrÅ”ota diagramma. Tas nerÄda sprieguma pÄrveidotÄju no 12 lÄ«dz 5 voltiem un akumulatora ampÄrstundu skaitÄ«tÄju
PÄtÄ«juma laikÄ vietni apmeklÄja 865 000 unikÄlo apmeklÄtÄju. Ieskaitot visus enerÄ£ijas zudumus saules iekÄrtÄ, enerÄ£ijas patÄriÅÅ” uz vienu unikÄlo apmeklÄtÄju bija 0,021 Wh. TÄdÄjÄdi ar vienu kilovatstundu saražotÄs saules enerÄ£ijas pietiek, lai apkalpotu gandrÄ«z 50 000 unikÄlo apmeklÄtÄju.
Eksperimenta laikÄ tika pÄrbaudÄ«ti dažÄda izmÄra saules paneļi. TabulÄ parÄdÄ«ti aprÄÄ·ini, cik ilgs laiks bÅ«s nepiecieÅ”ams, lai uzlÄdÄtu dažÄdas jaudas akumulatorus, izmantojot dažÄda izmÄra saules paneļus.
VidÄjais tÄ«mekļa servera enerÄ£ijas patÄriÅÅ” pirmajÄ gadÄ, ieskaitot visus enerÄ£ijas zudumus, bija 1,97 vati. AprÄÄ·ins parÄda, ka tÄ«mekļa vietnes darbinÄÅ”anai pa nakti gada Ä«sÄkajÄ naktÄ« (8 stundas 50 minÅ«tes, 21. jÅ«nijÄ) ir nepiecieÅ”ama 17,40 vatstundu atmiÅas jauda, āābet garÄkajÄ naktÄ« (14 stundas 49 minÅ«tes, 21. decembris) jums ir nepiecieÅ”amas 29,19 .XNUMX Wh.
TÄ kÄ svina-skÄbes akumulatoriem nevajadzÄtu izlÄdÄties mazÄk par pusi, serverim ir nepiecieÅ”ams 60 Wh akumulators, lai izturÄtu garÄko nakti ar optimÄlu dienas apgaismojumu (2x29,19 Wh). LielÄko gada daļu sistÄma strÄdÄja ar 86,4 Wh akumulatoru un 50 vatu saules bateriju, un tad tika sasniegts iepriekÅ” minÄtais 95-98% darbspÄjas laiks.
Darbības laiks 100%
Lai nodroÅ”inÄtu 100% darbÄ«bas laiku, ir jÄpalielina akumulatora jauda. Lai kompensÄtu vienu ļoti sliktu laikapstÄkļu dienu (bez ievÄrojamas elektroenerÄ£ijas ražoÅ”anas), ir nepiecieÅ”amas 47,28 vatstundas (24 stundas Ć 1,97 vati) uzglabÄÅ”anas.
No 1. gada 2019. decembra lÄ«dz 12. gada 2020. janvÄrim sistÄmÄ tika uzstÄdÄ«ts 168 vatu akumulators, kura praktiskÄ glabÄÅ”anas jauda ir 84 vatstundas. Tas ir pietiekami daudz vietas, lai vietne darbotos divas naktis un vienu dienu. KonfigurÄcija tika pÄrbaudÄ«ta gada tumÅ”ÄkajÄ periodÄ, taÄu laikapstÄkļi bija salÄ«dzinoÅ”i labi - un norÄdÄ«tajÄ laika posmÄ darbspÄja bija 100%.
Bet, lai garantÄtu 100% darbÄ«bas laiku vairÄkus gadus, jums bÅ«s jÄparedz sliktÄkais scenÄrijs, kad slikti laikapstÄkļi turpinÄs vairÄkas dienas. AprÄÄ·ins liecina, ka, lai tÄ«mekļa vietni uzturÄtu tieÅ”saistÄ Äetras dienas ar zemu enerÄ£ijas ražoÅ”anu vai bez tÄs, jums bÅ«tu nepiecieÅ”ams svina-skÄbes akumulators ar 440 vatstundu jaudu, kas ir automaŔīnas akumulatora izmÄrs.
PraksÄ labos laika apstÄkļos 48 Wh svina-skÄbes akumulators nodroÅ”inÄs servera darbÄ«bu nakti no marta lÄ«dz septembrim. 24 Wh akumulators serverÄ« darbosies ne ilgÄk kÄ 6 stundas, tas nozÄ«mÄ, ka tas tiks izslÄgts katru nakti, lai gan dažÄdos laikos atkarÄ«bÄ no mÄneÅ”a.
KopumÄ dažÄs vietnÄs nav jÄstrÄdÄ naktÄ«, kad apmeklÄtÄju skaits ir minimÄls, saka Low-tech Magazine puiÅ”i. PiemÄram, ja Å”is ir reÄ£ionÄls pilsÄtas izdevums, kur nenÄk apmeklÄtÄji no citÄm laika zonÄm, bet tikai vietÄjie iedzÄ«votÄji.
Tas ir, vietnÄm ar atŔķirÄ«gu trafiku un atŔķirÄ«gu darbÄ«bas laiku ir nepiecieÅ”amas dažÄdas jaudas baterijas un dažÄda izmÄra saules paneļi.
Autors sniedz aprÄÄ·inu, cik daudz enerÄ£ijas nepiecieÅ”ams ražoÅ”ana paÅ”i saules paneļi (iemiesotÄ enerÄ£ija) un cik izrÄdÄs, ja Å”o summu dala ar paredzamo 10 gadu kalpoÅ”anas laiku.
TÄdÄ veidÄ ir iespÄjams aprÄÄ·inÄt fosilÄ kurinÄmÄ ekvivalentu, kas tiek patÄrÄts paneļu ražoÅ”anÄ un ekspluatÄcijÄ. Low-tech Magazine atklÄja, ka pirmajÄ darbÄ«bas gadÄ viÅu sistÄma (50 W panelis, 86,4 Wh akumulators) āizraisÄ«jaā aptuveni 9 kg izmeÅ”u jeb lÄ«dzvÄrtÄ«gu 3 litru benzÄ«na sadedzinÄÅ”anu: apmÄram tikpat, cik 50 W. gadu vecs auto km nobraukums.
Ja serveris tiek darbinÄts nevis no saules paneļiem, bet no vispÄrÄjÄ elektrotÄ«kla, tad lÄ«dzvÄrtÄ«gÄs emisijas, Ŕķiet, ir seÅ”as reizes mazÄkas: 1,54 kg (SpÄnijas enerÄ£Ätikas sektorÄ ir liels alternatÄ«vÄs enerÄ£ijas un atomelektrostaciju Ä«patsvars). Bet tas nav pilnÄ«gi pareizs salÄ«dzinÄjums, raksta autors, jo tiek Åemta vÄrÄ saules infrastruktÅ«ras ietvertÄ enerÄ£ija, bet nav Åemts vÄrÄ Å”is rÄdÄ«tÄjs vispÄrÄjam energotÄ«klam, tas ir, tÄ bÅ«vniecÄ«bas un atbalsta izmaksas. .
TurpmÄki uzlabojumi
PÄdÄjÄ laikÄ ir veiktas vairÄkas optimizÄcijas, kas ir samazinÄjuÅ”as servera enerÄ£ijas patÄriÅu. PiemÄram, kÄdÄ brÄ«dÄ« izstrÄdÄtÄjs pamanÄ«ja, ka 6,63 TB no kopÄjÄs 11,15 TB trafika tika Ä£enerÄti vienas nepareizas RSS plÅ«smas ievieÅ”anas rezultÄtÄ, kas izvilka saturu ik pÄc dažÄm minÅ«tÄm. PÄc Ŕīs kļūdas novÄrÅ”anas servera enerÄ£ijas patÄriÅÅ” (izÅemot enerÄ£ijas zudumus) samazinÄjÄs no 1,14 W lÄ«dz aptuveni 0,95 W. Ieguvums var Ŕķist mazs, bet 0,19 W atŔķirÄ«ba nozÄ«mÄ 4,56 vatstundas dienÄ, kas atbilst vairÄk nekÄ 2,5 stundu akumulatora darbÄ«bas laikam serverÄ«.
PirmajÄ gadÄ efektivitÄte bija tikai 50%. Zudumi tika novÄroti, uzlÄdÄjot un izlÄdÄjot akumulatoru (22%), kÄ arÄ« pÄrveidojot spriegumu no 12 V (saules PV sistÄma) uz 5 V (USB), kur zudumi bija lÄ«dz 28%. IzstrÄdÄtÄjs atzÄ«st, ka viÅam ir neoptimÄls sprieguma pÄrveidotÄjs (kontrolieris bez iebÅ«vÄta USB), tÄpÄc jÅ«s varat optimizÄt Å”o punktu vai pÄrslÄgties uz 5 V saules instalÄciju.
Lai uzlabotu enerÄ£ijas uzkrÄÅ”anas efektivitÄti, svina-skÄbes akumulatorus var aizstÄt ar dÄrgÄkiem litija jonu akumulatoriem, kuriem ir mazÄki uzlÄdes/izlÄdes zudumi (<10%). Tagad dizainers apsver kompaktu
Kompakts saspiesta gaisa enerģijas akumulators,
Tiek apsvÄrta papildu vÄja turbÄ«nas uzstÄdÄ«Å”ana (var bÅ«t
VÄl viens veids, kÄ palielinÄt sistÄmas efektivitÄti, ir tÄs mÄrogoÅ”ana. Palieliniet serverÄ« vairÄk vietÅu un palaidiet vairÄk serveru. Tad enerÄ£ijas patÄriÅÅ” uz vienu vietu samazinÄsies.
Saules hostinga uzÅÄmums. IlustrÄcija: Djego Marmoleho
Ja pÄrklÄjat visu dzÄ«vokļa balkonu ar saules paneļiem un atverat saules enerÄ£ijas tÄ«mekļa mitinÄÅ”anas uzÅÄmumu, izmaksas uz vienu klientu bÅ«s ievÄrojami zemÄkas nekÄ vienas vietnes gadÄ«jumÄ: apjomradÄ«ti ietaupÄ«jumi.
KopumÄ Å”is eksperiments parÄda, ka, Åemot vÄrÄ noteiktus ierobežojumus, datoru infrastruktÅ«rai ir pilnÄ«gi iespÄjams darboties ar atjaunojamiem enerÄ£ijas avotiem.
TeorÄtiski Å”Äds serveris varÄtu iztikt pat bez akumulatora, ja to atspoguļotu citÄs pasaules daļÄs. PiemÄram, uzstÄdiet spoguļus JaunzÄlandÄ un ÄÄ«lÄ. Tur saules paneļi darbosies, kad BarselonÄ bÅ«s nakts.
Avots: www.habr.com