Potrošnja solarnog servera
Popis opreme
Raspberry Pi računalo (3B+ i Zero W)
Ovo je popularno računalo smješteno na jednu ploču (SoC - system on a chip). Omjer performansi, kapaciteta skladištenja i memorije i cijene čine ga idealnim izborom za ovakvo testiranje zbog, u usporedbi s osobnim računalima, male potrošnje energije, ali i velikim izborom podržanog softvera.
Ovakva se računala za potreba ovog testiranja pojavljuju u ulozi servera i klijenata.
Solarni paneli
- 1 x 50 W panel
- 1 X 30 W panel
- 2 X 10 W panel
Solarne baterije
- Akumulator solarni Vision 12V 7 AH
- Akumulator solarni Sole 12V 55 AH
Prijenosne baterije
- PB 10000 mAh
- iMYMAX Notebook MM-PB 30000 mAh
- Goobay 49216 8000 mAh
- VOLTCRAFT VC-8310170
Regulatori punjenja
- 2 x solarni regulator punjenja s integriranim USB priključkom (5V)
Ostali uređaji
- podesivi silazni pretvarač LM2596S
- USB multimetar Joy-IT JT-AT34
Energetske potrebe Raspberry Pi uređaja
Energetska potrošnja Raspberry Pi uređaja prema modelu (mA)
Raspberry Pi server pogonjen prijenosnim baterijama za smartphone / mobitele
Prijenosne baterije za smartphone i mobitele nude naizgled dobar omjer cijene i kapaciteta, no rezultati testiranja pokazuju da takve baterije nisu adekvatan izvor energije za Raspberry Pi server. Server mora biti dostupan 24 sata dnevno, a mali kapaciteti, te male dimenzije solarnih panela ne nude dobar omjer punjenja i potrošnje. To rezultira nadopunjavanjem baterija iz drugih izvora el energije (el. mreže, drugih baterija, agregata...) kako bi održavale napajanje. Uz to, opcija passthrough punjena, odnosno punjenja baterije dok se ista napaja iz drugog izvora, baterije dodatno zagrijava i oštećuje ih te im tako smanjuje kapacitet pri intenzivnom korištenju. Zato je za solarni server bolje koristiti baterije koje su dizajnirane za solarno punjenje, uz adekvatne regulatore punjenja.
Sortabilni podaci iz procesa testiranja Raspberry Pi serverskih računala u odnosu na različite izvore napajanja, sa i bez dodatka obnovljivih (solarnih) izvora.
Mjerenja su vršena i prije početka samog istraživanja.
Simulacija prometa - lokalne bežične mreže.
Sl. 1. Ilustracija sustava korištenog za testiranje
Ogledno mjerenje (bez spojenih uređaja)
- 100% naupnjena 7AH baterija
- RaspberryPi 3B+ s aktiviranim WiFi access pointom
- solarni regulator punjenja
- podesivi silazni pretvarač (5V)
- bez spojenih klijentskih uređaja
| Datum | Server | Baterija | Kapacitet | mA | Početna voltaža | Završna voltaža | Trajanje |
| 12-07-21 | RPi3B+ | Akumulator solarni Vision 12V 7 | 7Ah | 439 | 13.7 | 10.7 | 16:00:10 |
Prijenosni solarni sustav s baterijom manjeg kapaciteta (7Ah)
- 50 W solarni panel
- akumulator solarni Vision 12V 7 AH
- solarni regulator punjenja s integriranim USB priključkom (5V)
| Datum | Server | Baterija | Kapacitet | mA | Početna voltaža | Završna voltaža | Trajanje |
| 14-07-21 | RPi3B+ | Akumulator solarni Vision 12V 7 | 7Ah | 439 | 13.7 | 10.7 | 25:00:09 |
Direktno napajanje iz solarnog panela uz pomoć silaznog pretvarača
- 30 W panel
- silazni pretvarač
Mjerenja ovog sustava nisu tablično prikazana jer napaja trošilo izravno iz sunčeve energije pa u potpunosti ovisi o količini sunca.
Maksimalna struja od 18V i maksimalni naponod 1.65A (vrijednosti variraju tijekom dana i ovise o količini sunčeve energije. Solarni paneli prilikom zimskih mjeseci i potupno oblačnih dana proizvode između 1/3 i 2/3 nazivne energije koja je dovoljna za mrežnu reprodukciju tijekom dana.
Ovakav sustav je nestabilan, ali i najmanje ovisan o opremi (nema baterije), te najjeftiniji (potreban je samo 30 W solarni panel i silazni pretvarač). OvoOvakav sustav je optimalan sustavprihvaljiv za korištenje za privremene umjetničke postave, ali nije adekvatan za postave koji moraju raditi 00-24 h.
Statični solarni sustav s baterijom velikog kapaciteta (55Ah)
- 30 W solarni panel
- Akumulator solarni Sole 12V 55 AH
- solarni regulator punjenja s integriranim USB priključkom (5V)
SkripteSoftver za mjerenje
Nagios https://pimylifeup.com/raspberry-pi-nagios/
Zbog mogučnostipotencijalne gubitkanestabilnosti energijesolarnih sustava (losinpr. vremenskiuptime uvjeti)se ine prirodezapisuje računaladobro korištenihako začesto serveredolazi (Raspberry Pi prilikomdo gubitka energije), potrebno je namjerstitinamjestiti vanjski monitoring koji se napaja iz strujne mreže.
Skriptato koristimo Nagios Core, sustav za mjerenjenadzor vremenaserverske infrastrukture https://www.nagios.org/projects/nagios-core/ instaliran na Raspberry Pi računalo koji nadzire mrežu iz vana.
whileSimulacija true
do
awk '{print int($1/3600)":"int(($1%3600)/60)":"int($1%60)}' /proc/uptime > /home/pi/uptime.log
cp /home/pi/uptime.log /home/pi/uptime.log.bak
sleep 30
done &
prometa
SkriptaNa za5 simulacijuklijentskih prometaRpi uređaja koristimo skriptpu koja s RPi servera svake minute skida sadržaj (optmizirani ili neoptimizirani video), te tako simuliramo promet.
while true
do
wget -P /dev/shm/1 --delete-after --recursive --quiet 10.1.0.1
sleep 60
done &| Datum | Server | Baterija | Kapacitet | mA | Početna voltaža | komentar | Minimalna voltaža | Trajanje |
| RPi3B+ | Akumulator solarni Vision 12V 7 | 7Ah | 439 | 14.4 | kišno vrijeme | 35:00:10 | ||
| 21-07-21 | RPi3B+ | Akumulator solarni Vision 12V 7 | 7Ah | 439 | 14.4 | sunčano vrijeme | 4 days, 13:36:55 |
EOS baterije 10000 mAh = 23,25h (u teoriji) - veliki load (5 uredjaja spajaju se jednom u minuti i skidaju stranicu)
2021-
(hh:mm) Opterećenje Optimiziran
sadržaj 27-07-
2021-mAh
2021-
2021-08-08 21:40 - 2021-08-09 13:30 - 15h:50min (optimizirani video)
2021-08-10 01:40 - 2021-08-10 17:28 - 15h:48min (optimizirani video)
2021-07-28
2021
EOS baterija 10000mAh - bez loada (1 klijent spaja se jednom u minuti i skida stranicu)
2021-08-11 16:13 - 2021-08-12 08:07 - 15h:54min (optimizirani video)
2021-08-14 19:37 2021-08-15 11:22 = 15h:45min (optimizirani video)
EOS baterija 10000mAh - Rpi0W (1 klijent spaja se jednom u minuti i skida stranicu)
2021-08-16 13:32 - 2021-08-19 02:14 - 2 days, 12 hours, 42 min