Нахустин прототипи сервери офтобӣ бо контроллери барқ. Акс:
Дар моҳи сентябри соли 2018, як мухлиси маҷаллаи Low-tech . Ҳадаф он буд, ки масрафи энергияро ба ҳадде кам кунад, ки як панели офтобӣ барои сервери мустақили хона кофӣ бошад. Ин осон нест, зеро сайт бояд 24 соат дар як шабонарӯз кор кунад. Биёед бубинем, ки дар охир чӣ шуд.
Шумо метавонед ба сервер равед , истеъмоли қувваи ҷорӣ ва сатҳи пуркунии батареяро тафтиш кунед. Сайт барои шумораи ҳадди ақали дархостҳо аз саҳифа ва трафики ҳадди аққал оптимизатсия карда шудааст, аз ин рӯ он бояд ба афзоиши трафик аз Habr тоб оварад. Тибқи ҳисобҳои таҳиягар, масрафи энергия барои як меҳмони беназир 0,021 Вт соат аст.
Пеш аз субҳи 31 январи соли 2020, он 42% батареяи боқимонда дошт. Субҳи Барселона соати 8:04 ба вақти маҳаллӣ, баъд аз он бояд аз панели офтобӣ ҷараён ҷорӣ шавад.
Чаро?
Даҳ сол пеш мутахассисон ки рушди интернет ба «ғайриматериализатсия»-и ҷомеа, рақамикунонии универсалӣ ва дар натиҷа коҳиши истеъмоли умумии энергия мусоидат мекунад. Онҳо хато карданд. Дарвоқеъ, худи интернет талаб мекард , ва ин хачмхо торафт меафзояд.
Ширкатҳои IT ташаббусҳоро барои гузаштан ба манбаъҳои алтернативии барқ оғоз карданд, аммо ин ҳоло ғайриимкон аст. Ҳама марказҳои иттилоотӣ назар ба ҳама дастгоҳҳои офтобӣ ва шамолӣ дар ҷаҳон се маротиба бештар энергия истеъмол мекунанд. Аз ин хам бадтар, истехсол ва мунтазам иваз кардани панелхои офтобй ва турбинахои шамол , аз ин рӯ, имрӯз даст кашидан аз сӯзишвории истихроҷшаванда (нефт, газ, уран) ғайриимкон аст. Аммо ин захираҳо дер давом нахоҳанд кард, бинобар ин мо ногузир дар бораи он фикр мекунем, ки чӣ гуна аз манбаъҳои барқароршаванда зиндагӣ кунем. Аз ҷумла фаъолияти инфрасохтори компютерӣ, аз ҷумла серверҳои веб.
Маҷаллаи технологияҳои паст Саҳифаҳои веб хеле зуд варам мекунанд. Андозаи миёнаи саҳифа аз соли 2010 то 2018 зиёд шуд , ва барои сайтҳои мобилӣ - аз 0,15 МБ то 1,6 МБ, тахмини консервативӣ.
Афзоиши ҳаҷми трафик (энергияе, ки барои интиқоли 1 мегабайт иттилоот лозим аст), ки боиси афзоиши доимии масрафи энергияи интернет мегардад. Сомонаҳои вазнинтар ва пурборшуда на танҳо сарбории инфрасохтори шабакаро зиёд мекунанд, балки “сикли ҳаёти” компютерҳо ва смартфонҳоро, ки бояд зуд-зуд партофта шаванд ва навҳои нав истеҳсол карда шаванд, кӯтоҳ мекунад. .
Ва албатта, сарбории афзояндаи корро худи тарзи ҳаёт ба вуҷуд меорад: одамон қариб тамоми вақти худро дар Интернет мегузаронанд ва ба хидматҳои гуногуни веб такя мекунанд. Ҷомеаи муосирро бе инфрасохтори абрии IT (шабакаҳои иҷтимоӣ, мессенҷерҳои фаврӣ, почта ва ғайра) тасаввур кардан аллакай душвор аст.
Конфигуратсияи сервер ва вебсайт
В Конфигуратсияи сахтафзор ва стеки нармафзори веб-сервер ба таври муфассал тавсиф шудааст.
Компютери ягонаи тахтаи барои истеъмоли ками қувваи барқ ва хусусиятҳои иловагии муфид, ба монанди чипи идоракунии нерӯ интихоб шудааст . Он ба шумо имкон медиҳад, ки оморро дар бораи шиддат ва ҷараёни ҷорӣ аз тахта ва батарея дархост кунед. Микросхема ба таври худкор қувваи барқро байни батарея ва пайвасткунандаи доимии доимӣ иваз мекунад, ки дар он ҷо аз панели офтобӣ ҷараён мегузарад. Ҳамин тариқ, таъминоти барқии бефосила ба сервер бо дастгирии батарея имконпазир аст.
Olimex Olinuxino A20 Lime 2
Дар аввал аккумулятори литий-полимерии иқтидори 6600 мАч (тақрибан 24 Вт/соат) интихоб шуда, баъдан батареяи сурбдори иқтидори 84,4 Вт/соат насб карда шуд.
Системаи оператсионӣ аз корти SD пурбор мешавад. Гарчанде ки OS на бештар аз 1 ГБ ва вебсайти статикӣ тақрибан 30 МБ аст, аммо барои харидани корти хурдтар аз синфи 10 16 ГБ маънои иқтисодӣ вуҷуд надошт.
Сервер ба Интернет тавассути пайвасти хонагии 100 Мбит дар Барселона ва роутери стандартии истеъмолӣ пайваст мешавад. Барои он суроғаи IP-и статикӣ маҳфуз аст. Қариб ҳама метавонанд дар манзили худ чунин сайт таъсис диҳанд; шумо бояд танзимоти деворро каме тағир диҳед, то портҳоро ба IP маҳаллӣ интиқол диҳед:
Порт аз 80 то 80 барои HTTP Порт аз 443 то 443 барои HTTPS Порт аз 22 то 22 барои SSH
системаи пардозанда дар асоси тақсимоти Debian ва ядро , ки барои тахтаҳои ягона бо микросхемаҳои AllWinner пешбинӣ шудааст.
Панели офтобии 50 ватт барои веб-сервер ва панели офтобии 10 ватт барои равшан кардани ҳуҷраи меҳмонхона дар хонаи муаллиф
Сайти статикӣ, ки аз ҷониби система тавлид шудааст (генератори сайт дар Python). Сайтҳои статикӣ тезтар бор мекунанд ва CPU камтар пуршиддат мебошанд, аз ин рӯ онҳо нисбат ба саҳифаҳои динамикӣ тавлидшуда энергияро сарфа мекунанд. Рамзи сарчашмаи мавзӯъро бубинед. .
Нуктаи хеле муҳим фишурдани тасвир аст, зеро бидуни ин оптимизатсия аз 1 мегабайт хурдтар кардани веб саҳифаҳо қариб ғайриимкон аст. Барои оптимизатсия қарор дода шуд, ки аксҳоро ба тасвирҳои нимтонг табдил диҳед. Масалан, дар ин чо акси телефонистка-занони асри гузашта дар коммутатор .
Ва дар ин ҷо тасвири оптимизатсияшудаи хокистарранг бо андоза аст бо се ранг (сиёҳ, сафед, хокистарӣ). Аз сабаби иллюзияи оптикӣ ба бинанда чунин менамояд, ки зиёда аз се ранг вуҷуд дорад.
Суратҳои нимтайёр на танҳо барои оптимизатсияи андоза (қарори хеле шубҳанок), балки бо сабабҳои эстетикӣ низ интихоб карда шуданд. Ин техникаи коркарди тасвирҳои кӯҳна дорои хусусиятҳои муайяни услубӣ мебошад, бинобар ин сайт тарҳи то ҳадде беназир дорад.
Пас аз оптимизатсия, 623 тасвир дар вебсайти Magazine Low-Tech андозаи аз 194,2 МБ то 21,3 МБ, яъне 89% коҳиш ёфт.
Ҳама мақолаҳои кӯҳна ба Markdown барои осон кардани навиштани мақолаҳои нав ва инчунин барои осон кардани нусхабардорӣ тавассути . Ҳама скриптҳо ва трекерҳо, инчунин логотипҳо аз сайт хориҷ карда шуданд. Шрифти пешфарз дар браузери муштарӣ истифода мешавад. Ҳамчун "логотип" - номи маҷалла бо ҳарфҳои калон бо тирча ба чап: LOW←TECH MAGAZINE. Ба ҷои расм ҳамагӣ 16 байт.
Дар ҳолати бекорӣ, имкони "хонидани офлайн" ташкил карда шудааст: матнҳо ва тасвирҳо ба канали RSS содир карда мешаванд. Кэшкунии 100% мундариҷа фаъол аст, аз ҷумла HTML.
Оптимизатсияи дигар имкони танзимоти HTTP2 дар nginx мебошад, ки трафикро каме коҳиш медиҳад ва вақти боркунии саҳифаро дар муқоиса бо HTTP/1.1 кам мекунад. Ҷадвал натиҷаҳоро барои панҷ саҳифаи гуногун муқоиса мекунад.
| | FP | МО | HS | FW | CW | |----------|-------|-------|-------|-------|------ -| | HTTP/1.1 | 1.46с | 1.87с | 1.54с | 1.86с | 1.89 сония | | HTTP2 | 1.30 | 1.49 сония | 1.54с | 1.79с | 1.55с | | Тасвирҳо | 9 | 21 | 11 | 19 | 23 | | пасандоз | 11% | 21% | 0% | 4% | 18% |
Конфигуратсияи пурраи nginx:
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;
}Натичаи кори 15 мох
Дар давраи аз 12 декабри соли 2018 то 28 ноябри соли 2019 сервер нишон дод . Ин маънои онро дорад, ки бинобар бад будани обу ҳаво бекористӣ дар давоми сол 399 соатро ташкил дод.
Аммо агар ду моҳи охирро ба назар нагиред, вақти кор 98,2% ва бекорӣ ҳамагӣ 152 соатро ташкил дод, менависанд таҳиягарон. Вақти кор дар ду моҳи охир то 80% коҳиш ёфт, вақте ки истеъмоли нерӯи барқ бо сабаби навсозии нармафзор афзоиш ёфт. Ҳар шаб сайт барои чанд соат кор мекард.
Тибқи омор, дар давоми сол (аз 3 декабри соли 2018 то 24 ноябри соли 2019) масрафи нерӯи барқ дар сервер 9,53 кВт/соатро ташкил додааст. Дар системам фотоэлектрикй дар натичаи табдил додани шиддат ва разряди батарея талафоти калон ба кайд гирифта шудааст. Назоратчии офтобӣ истеъмоли солонаи 18,10 кВт-соатро нишон дод, ки ин маънои онро дорад, ки самаранокии система тақрибан 50% аст.
Диаграммаи соддакардашуда. Он табдилдиҳандаи шиддати аз 12 то 5 вольт ва ҳисобкунаки ампер-соати батареяро нишон намедиҳад.
Дар давраи омӯзиш, 865 меҳмонони беназир аз сайт дидан карданд. Бо назардошти тамоми талафоти энергия дар насби офтобӣ, масрафи энергия барои як меҳмони беназир 000 Вт/соат буд. Ҳамин тариқ, як киловатт-соат энергияи офтобӣ барои хидматрасонии қариб 0,021 50 меҳмонони беназир кифоя аст.
Дар рафти тачриба панельхои офтобии андозаашон гуногун санчида шуданд. Дар ҷадвал ҳисобҳо нишон дода шудаанд, ки ҳангоми истифодаи панелҳои офтобии андозаашон гуногун барои пур кардани батареяҳои иқтидорашон гуногун чӣ қадар вақт лозим мешавад.
Истеъмоли миёнаи нерӯи сервери веб-сервер дар соли аввал бо назардошти тамоми талафоти энергия 1,97 Ватт буд. Ҳисоб нишон медиҳад, ки барои як шабонарӯз кор кардани вебсайт дар кӯтоҳтарин шаби сол (8 соату 50 дақиқа, 21 июн) 17,40 ватт-соат нерӯи нигоҳдорӣ лозим аст ва дар шаби дарозтарин (14 соату 49 дақиқа, 21 декабр) ба шумо 29,19 лозим аст. .XNUMX Вт.
Азбаски батареяҳои кислотаи сурб набояд камтар аз нисфи иқтидор холӣ шаванд, сервер батареяи 60 Вт/соатро талаб мекунад, то дар шаби дарозтарин бо нури беҳтарини рӯзона (2х29,19 Вт) зинда монад. Дар тӯли аксари сол, система бо батареяи 86,4 Вт ва панели офтобии 50 ватт кор мекард ва сипас 95-98% вақти дар боло зикршуда ба даст омад.
Вақти кор 100%
Барои 100% вақти корӣ, иқтидори батареяро зиёд кардан лозим аст. Барои ҷуброн кардани як рӯзи обу ҳавои хеле бад (бе тавлиди назарраси нерӯи барқ), 47,28 ватт-соат (24 соат × 1,97 ватт) нигоҳдорӣ лозим аст.
Аз 1 декабри соли 2019 то 12 январи соли 2020 дар система батареяи 168 ватт насб карда шуд, ки иқтидори амалии нигоҳдории он 84 ватт-соатро ташкил медиҳад. Ин захираи кофӣ барои нигоҳ доштани сайт барои ду шабу як рӯз аст. Конфигуратсия дар ториктарин давраи сол санҷида шуд, аммо ҳаво нисбатан хуб буд - ва дар тӯли давраи муқарраршуда вақти корӣ 100% буд.
Аммо барои кафолат додани 100% вақти кор дар тӯли якчанд сол, шумо бояд сенарияи бадтаринро, вақте ки ҳавои бад дар тӯли якчанд рӯз боқӣ мемонад, таъмин кунед. Ҳисобот нишон медиҳад, ки барои чаҳор рӯз дар интернет нигоҳ доштани сайт бо тавлиди кам ё бидуни тавлиди энергия, ба шумо батареяи сурбдори иқтидори 440 ватт-соат лозим аст, ки ба андозаи як батареяи мошин аст.
Дар амал, дар шароити обу ҳаво, батареяи сурб-кислотаи 48 Вт соат серверро шабона аз март то сентябр кор мекунад. Батареяи 24 Вт соат серверро ҳадди аксар 6 соат кор мекунад, яъне он ҳар шаб хомӯш мешавад, гарчанде ки вобаста ба моҳ дар вақтҳои гуногун.
Умуман, ба баъзе сайтҳо лозим нест, ки шабона кор кунанд, вақте ки шумораи меҳмонон ҳадди аққал аст, мегӯянд бачаҳои маҷаллаи Low-Tech. Масалан, агар ин як нашрияи вилоятии шаҳр бошад, ки ба он меҳмонон аз дигар минтақаҳо на, балки танҳо сокинони маҳаллӣ меоянд.
Яъне барои сайтҳое, ки трафики гуногун ва вақти кори гуногун доранд, батареяҳои иқтидорҳои гуногун ва панелҳои офтобии андозаҳои гуногун лозиманд.
Муаллиф ҳисоб мекунад, ки барои чӣ қадар энергия лозим аст истеҳсолот худи панелҳои офтобӣ (энергияи таҷассумшуда) ва агар шумо ин маблағро ба мӯҳлати пешбинишудаи хидматрасонии 10 сол тақсим кунед, чӣ қадар мешавад.
Ба хамин тарик, эквиваленти сузишвории истихрочшударо, ки хангоми истехсол ва истифодабарии панельхо сарф мешавад, хисоб кардан мумкин аст. Маҷаллаи пасттехнологӣ муайян кард, ки дар соли аввали фаъолият системаи онҳо (панел 50 Вт, батареяи 86,4 Вт соат) тақрибан 9 кг партовҳоро "истеҳсол кард" ё баробари сӯзондани 3 литр бензин: тақрибан ба 50- соли автомобили пассажиром км сафар.
Агар сервер на аз панелҳои офтобӣ, балки аз шабакаи умумии барқ таъмин карда шавад, пас партовҳои эквивалентӣ шаш маротиба камтар ба назар мерасанд: 1,54 кг (дар соҳаи энергетикаи Испания ҳиссаи энергияи алтернативӣ ва нерӯгоҳҳои атомӣ зиёд аст). Аммо ин муќоисаи комилан дуруст нест, менависад муаллиф, зеро он энергияи таљассуми инфрасохтори офтобиро ба инобат мегирад, аммо ин нишондињандаро барои шабакаи умумии энергетикї, яъне харљи сохтмон ва дастгирии он ба инобат намегирад. .
Такмили минбаъда
Дар тӯли вақтҳои охир як қатор оптимизатсияҳо анҷом дода шуданд, ки истеъмоли қувваи серверро кам карданд. Масалан, дар як лаҳза таҳиякунанда пай бурд, ки 6,63 ТБ аз 11,15 ТБ трафик тавассути як амали нодурусти канали RSS тавлид шудааст, ки мундариҷаро ҳар чанд дақиқа ҷалб мекунад. Пас аз ислоҳи ин хато, масрафи нерӯи сервер (ба истиснои талафоти энергия) аз 1,14 Вт то тақрибан 0,95 Вт коҳиш ёфт. Фоида метавонад хурд ба назар расад, аммо фарқияти 0,19 Вт маънои 4,56 ватт-соат дар як рӯзро дорад, ки ба зиёда аз 2,5 соат мӯҳлати батарея барои сервер мувофиқат мекунад.
Дар давоми соли аввал самаранокии он танҳо 50% буд. Ҳангоми пур кардан ва холӣ кардани батарея (22%), инчунин ҳангоми табдил додани шиддат аз 12 В (системаи PV офтобӣ) ба 5 В (USB) талафот мушоҳида карда шуд, ки талафот то 28% буд. Таҳиягар иқрор мешавад, ки вай дорои конвертери шиддати пастсифат (назоратчии бе USB дарунсохт), аз ин рӯ шумо метавонед ин нуқтаро оптимизатсия кунед ё ба насби офтобии 5V гузаред.
Барои баланд бардоштани самаранокии нигоҳдории энергия, батареяҳои сурб-кислотаро бо батареяҳои гаронарзиши литий-ион иваз кардан мумкин аст, ки талафоти барқ/разряди камтар доранд (<10%). Акнун конструктор як компактро дида мебарояд (CAES), ки умри даҳсолаҳо дорад, ки маънои камтари пои карбон дар истеҳсоли онро дорад.
Аккумулятори барқи ҳавои фишурдашуда,
Насб кардани турбинаи иловагии шамол дар назар дошта мешавад (он метавонад ) ва насб кардани трекери офтобӣ барои ба тарафи офтоб табдил додани панелҳо. Трекер имконият медихад, ки истехсоли кувваи электр 30 фоиз зиёд карда шавад.
Роҳи дигари баланд бардоштани самаранокии система васеъ кардани он мебошад. Дар сервер вебсайтҳои бештар эҷод кунед ва серверҳои бештарро оғоз кунед. Он гох сарфи энергия дар як участка кам мешавад.
Ширкати хостинги офтобӣ. Сурат: Диего Мармолехо
Агар шумо тамоми балкони манзили худро бо панелҳои офтобӣ фаро гиред ва як ширкати хостинги офтобии веб кушоед, хароҷот барои як муштарӣ нисбат ба як вебсайт ба таври назаррас камтар хоҳад буд: иқтисодҳои миқёс.
Дар маҷмӯъ, ин таҷриба нишон медиҳад, ки бо назардошти маҳдудиятҳои муайян, комилан имконпазир аст, ки инфрасохтори компютерӣ бо манбаъҳои барқароршавандаи энергия кор кунад.
Аз ҷиҳати назариявӣ, чунин сервер ҳатто метавонад бидуни батарея кор кунад, агар дар дигар қисматҳои ҷаҳон инъикос карда шавад. Масалан, оинаҳоро дар Зеландияи Нав ва Чили насб кунед. Дар он ҷо панелҳои офтобӣ ҳангоми шаб дар Барселона кор хоҳанд кард.
Манбаъ: will.com