Low-tech Magazine 自建太阳能网站运行 15 个月，公布能耗与在线率数据

我们公布了网站能耗与正常运行时间数据，计算了配置中的隐含能源，探讨了可持续性与服务器正常运行时间之间的最优平衡，并概述了可能的改进措施。

我们自托管、太阳能供电、离网的网站现已运行15个月。本文中，我们将展示其能耗与正常运行时间数据，并计算我们配置的隐含能源。基于这些结果，我们考量了可持续性与服务器正常运行时间之间的最优平衡，并概述了可能的改进方向。

正常运行时间、电力使用、系统效率 正常运行时间与可持续性之间的最优平衡是什么？ 不同尺寸太阳能板和电池的隐含能源 二氧化碳排放：一个太阳能供电的网站有多可持续？ 我们网站在整个互联网中的能源使用

2018年9月，Low-tech Magazine上线了一个新网站，旨在从根本上减少访问其内容相关的能源消耗和碳排放。由于比特率不断提高（在线内容变得“更重”）以及上网时间增加（尤其是自移动计算和无线互联网出现以来），互联网能源使用量正迅速增长。

太阳能供电网站逆这些趋势而行。为了将能耗降至远低于普通网站的水平，我们选择了返璞归真的网页设计，使用静态网站而非数据库驱动的内容管理系统。为了减少与太阳能板和电池生产相关的能源消耗，我们选择了极简配置，并接受网站在天气不佳时离线。

太阳能供电网站在天气不佳时离线——但这种情况发生的频率如何？在大约一年时间里（351天，从2018年12月12日至2019年11月28日），我们实现了95.26%的正常运行时间。这意味着我们因恶劣天气离线了399小时。

如果忽略最后两个月，我们的正常运行时间为98.2%，停机时间仅为152小时。在最后两个月中，由于软件升级增加了服务器能耗，正常运行时间骤降至80%。这导致网站每晚至少离线数小时。

让我们看看网络服务器使用的电力（“运营”能耗）。我们有来自服务器和太阳能充电控制器的测量数据。比较这两个数值可以揭示系统中的低效环节。在大约一年时间里（从2018年12月3日至2019年11月24日），我们服务器的用电量为9.53千瓦时（kWh）。

我们测量到太阳能光伏系统因电压转换以及电池充放电损耗而产生的显著损失。太阳能充电控制器显示年用电量为18.10 kWh，这意味着系统效率约为50%。

在研究期间，太阳能供电网站收到了865,000名独立访客。计入太阳能装置中的所有能量损失，每独立访客的用电量为0.021瓦时。

因此，一千瓦时的太阳能发电几乎可以服务50,000名独立访客，而一瓦时电力大约可以服务50名独立访客。这完全是可再生能源，因此没有直接相关的碳排放。

一千瓦时的太阳能发电几乎可以服务50,000名独立访客

当可再生能源被提出作为互联网日益增长的能源使用的解决方案时，故事往往到此为止。当研究人员考察数据中心（托管互联网上可访问内容的地方）的能源使用时，他们从不考虑建设和维护为这些数据中心供电的基础设施所需的能源。

对于一个由离网太阳能光伏装置供电的自托管网站来说，不存在这种遗漏。太阳能板、电池和太阳能充电控制器与服务器本身一样，都是装置中同等重要的部分。因此，还必须考虑开采资源和制造这些组件所用的能源——“隐含能源”。

我们系统的简单示意。图中缺少电压转换器（位于12V充电控制器和5V服务器之间）和电池计量表（位于服务器和电池之间）。不幸的是，这些能源大部分来自化石燃料，要么以柴油形式（开采原材料和运输组件），要么以主要由化石燃料发电厂产生的电力形式（大多数制造过程）。

电池和太阳能板的尺寸选择是在正常运行时间与可持续性之间的折衷

我们配置的隐含能源主要由电池和太阳能板的尺寸决定。同时，电池和太阳能板的尺寸决定了网站将有多少时间在线（“正常运行时间”）。因此，电池和太阳能板的尺寸选择是在正常运行时间与可持续性之间的折衷。

为了找到最优平衡，我们以不同的太阳能板和电池组合运行（并持续运行）我们的系统。正常运行时间和隐含能源还取决于当地天气条件，因此我们在此呈现的结果仅适用于我们的位置（作者位于西班牙巴塞罗那附近家中的阳台）。

电池储能容量决定了网站在没有太阳能供电的情况下能运行多久。最低限度的储能是度过夜晚所必需的，而额外的储能可以补偿白天一段时间内低（或没有）太阳能发电的情况。电池会随着老化而性能下降，因此最好一开始就配置比实际需要更多的容量，否则电池需要较快更换。

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）