Wie du einen mit Photovoltaik angetriebenen Webserver baust

Die Digitalisierung und das Internet wollte unsere Gesellschaft informieren, entmaterialisieren und Energie sparen. Wie sich aber herausgestellt hat ist es eher zu dem Gegenteil geworden. die Sozialen Medien machen uns einsamer und unglücklicher. Wir kämpfen jeden Tag mit Falschmeldungen und Propaganda. Wie der Ex- Monty Pyton Terry Gilliams treffend meint: 
 

Verrückte und Kinder sind die Einzigen, die die Welt mit klaren Augen sehen – aber man umgeht sie! Wir leben heute in einer Ära der Heuchelei. Die Wahrheit ist nichts mehr wert. Orwell pur, George wäre so zufrieden. Schwarz ist weiß, unten ist oben. - derstandard.at/2000088072233/Ex-Monty-Python-Mitglied-Terry-Gilliam-Wir-leben-in-der

Diese und einige andere Gründe hat das Low Tech Magazin dazu bewegt, mit Ihrer Homepage solar zu gehen, netzunabhängig oder amerikanisch Off Grid. hier geht es zur Solar betriebenen Version der Solar Webserver Bauanleitung. Eine deutsche Übersetzung des originalen Beitrags vom Lowtech Magazin folgt hier:

Warum eine Low-Tech-Website?

Uns wurde gesagt, dass das Internet die Gesellschaft "entmaterialisieren" und den Energieverbrauch senken würde . Entgegen dieser Projektion ist es zu einem großen und schnell wachsenden Energieverbraucher geworden. Nach jüngsten Schätzungen verbraucht das gesamte Netz bereits 10% der weltweiten Stromproduktion , wobei sich der Datenverkehr etwa alle zwei Jahre verdoppelt.

Um die negativen Folgen eines hohen Energieverbrauchs auszugleichen, wurden erneuerbare Energien als Mittel zur Senkung der Emissionen von Rechenzentren vorgeschlagen. Der jährliche ClickClean-Bericht von Greenpeace zählt zum Beispiel große Internetunternehmen, die auf der Nutzung erneuerbarer Energiequellen basieren.

Die Nutzung von Rechenzentren für erneuerbare Energiequellen reicht jedoch nicht aus, um dem wachsenden Energieverbrauch des Internets gerecht zu werden. Das Internet verbraucht bereits dreimal mehr Energie als alle Wind- und Solar- Stromquellen weltweit zur Verfügung stellen können. Darüber hinaus benötigt die Herstellung und regelmäßige Erneuerung von erneuerbaren Kraftwerken auch Energie . Das bedeutet, dass der Verbrauch von fossilen Brennstoffen steigen wird, wenn der Datenverkehr weiter wächst.

Das Betreiben von Rechenzentren für erneuerbare Energiequellen reicht nicht aus, um dem wachsenden Energieverbrauch des Internets gerecht zu werden

Schließlich sind Solar- und Windenergie nicht immer verfügbar, so dass ein mit erneuerbaren Energiequellen betriebenes Internet eine Infrastruktur für die Speicherung und / oder Übertragung von Energie benötigt, die für ihre Herstellung und ihren Ersatz auch von fossilen Brennstoffen abhängig ist. Es ist keine schlechte Idee, Websites mit erneuerbarer Energie zu betreiben, aber der Trend zum wachsenden Energieverbrauch muss auch angegangen werden.

"Fettere" Webseiten

Zunächst werden Inhalte zunehmend Ressourcen intensiv. Dies hat viel mit der wachsenden Bedeutung von Video zu tun, aber ein ähnlicher Trend kann unter Websites beobachtet werden.

Die Größe der durchschnittlichen Webseite (definiert als die durchschnittliche Seitengröße der 500.000 beliebtesten Domains) stieg von 0,45 Megabyte (MB) im Jahr 2010 auf 1,7 Megabyte im Juni 2018. Für mobile Websites hat sich das durchschnittliche "Seitengewicht" verzehnfacht 0,15 MB im Jahr 2011 auf 1,6 MB im Jahr 2018. Andere Quellen berichten mit unterschiedlichen Messmethoden über durchschnittliche Seitengrößen von bis zu 2,9 MB im Jahr 2018.

Das Wachstum des Datenverkehrs übertrifft die Fortschritte bei der Energieeffizienz (die Energie, die benötigt wird, um 1 Megabyte Daten über das Internet zu übertragen), was zu einem immer höheren Energieverbrauch führt. "Heavier" oder "größere" Websites erhöhen nicht nur den Energieverbrauch in der Netzwerkinfrastruktur, sondern verkürzen auch die Lebensdauer von Computern - größere Websites benötigen leistungsfähigere Computer, um auf sie zuzugreifen. Dies bedeutet, dass mehr Computer hergestellt werden müssen, was ein sehr energieintensiver Prozess ist .

Immer online zu sein, passt nicht gut zu erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie, die nicht immer verfügbar sind.

Ein zweiter Grund für den wachsenden Energieverbrauch im Internet ist, dass wir immer mehr Zeit online verbringen. Vor der Ankunft von tragbaren Computergeräten und drahtlosem Netzwerkzugriff waren wir nur mit dem Netzwerk verbunden, wenn wir Zugriff auf einen Desktop-Computer im Büro, zu Hause oder in der Bibliothek hatten. Wir leben jetzt in einer Welt, in der wir, egal wo wir sind, immer online sind, manchmal sogar zeitgleich über mehr als ein Gerät.

Der "Always-on" -Internetzugang wird von einem Cloud-Computing-Modell begleitet. Dies ermöglicht energieeffizientere Benutzergeräte auf Kosten eines erhöhten Energieverbrauchs in Rechenzentren. Aktivitäten, die perfekt offline ablaufen könnten - wie das Schreiben eines Dokuments, das Ausfüllen einer Tabelle oder das Speichern von Daten - erfordern zunehmend kontinuierlichen Netzwerkzugriff. Dies passt nicht gut zu erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie, die nicht immer verfügbar sind.

Low-Tech Webdesign

Unser neues Webdesign adressiert diese beiden Probleme. Dank eines Low-Tech-Webdesigns konnten wir die durchschnittliche Seitengröße des Blogs im Vergleich zum alten Design um das Fünffache reduzieren - und gleichzeitig die Website optisch ansprechender (und mobilfreundlicher) machen. Zweitens läuft unsere neue Website zu 100% auf Solarenergie, nicht nur in Worten, sondern in der Realität: Sie verfügt über einen eigenen Energiespeicher und schaltet sich bei längerem Bewölken aus.

Das Internet ist kein autonomes Wesen. Sein wachsender Energieverbrauch ist die Konsequenz aus tatsächlichen Entscheidungen von Softwareentwicklern, Webdesignern, Marketingabteilungen, Verlagen und Internetnutzern. Mit einer leichten, netzunabhängigen, solarbetriebenen Website möchten wir zeigen, dass andere Entscheidungen getroffen werden können.

Mit 36 ​​von etwa 100 Artikeln, die jetzt online sind, liegt das durchschnittliche Seitengewicht auf der solarbetriebenen Website ungefähr fünfmal unter dem des vorherigen Designs.

Das neue Website-Design(Anmerkung: vom Low-Tech Magazin) kehrt den Trend zu immer größeren Seitengrößen um. Mit 36 ​​von etwa 100 Artikeln, die jetzt online sind, beträgt das durchschnittliche Seitengewicht auf der solarbetriebenen Website 0,77 MB - ungefähr fünfmal weniger als das vorherige Design und weniger als die Hälfte der durchschnittlichen Seitengröße der 500.000 beliebtesten Blogs im Juni 2018.

Statische Seite
Eine der grundlegenden Entscheidungen, die wir getroffen haben, bestand darin, eine statische Website zu erstellen. Die meisten der heutigen Websites verwenden Server-seitige Programmiersprachen, die die Website im laufenden Betrieb durch Abfrage einer Datenbank generieren. Dies bedeutet, dass jedes Mal, wenn jemand eine Webseite besucht, diese bei Bedarf generiert wird.

Auf der anderen Seite wird eine statische Website einmal generiert und existiert als ein einfacher Satz von Dokumenten auf der Festplatte des Servers . Es ist immer da - nicht nur wenn jemand die Seite besucht. Statische Websites basieren somit auf Dateispeicher, während dynamische Websites auf wiederkehrenden Berechnungen beruhen. Statische Websites benötigen folglich weniger Rechenleistung und damit weniger Energie.

Die Wahl für eine statische Website ermöglicht die Möglichkeit, die Website in unserem Home Office in Barcelona wirtschaftlich zu bedienen. Das gleiche mit einer datenbankgestützten Website zu tun wäre fast unmöglich, weil es zu viel Energie erfordern würde. Es wäre auch ein großes Sicherheitsrisiko. Obwohl ein Webserver mit einer statischen Site gehackt werden kann, gibt es wesentlich weniger Angriffswege und der Schaden lässt sich leichter beheben.

Geditherte Bilder

Die größte Herausforderung bestand darin, die Seitengröße zu reduzieren, ohne die Attraktivität der Website zu beeinträchtigen. Da Bilder den größten Teil der Bandbreite einnehmen, wäre es einfach, sehr kleine Seitengrößen und einen geringeren Energieverbrauch zu erzielen, indem Bilder eliminiert, ihre Anzahl verringert oder sie viel kleiner gemacht werden. Allerdings sind Visualisierungen ein wichtiger Teil der Attraktivität des Low-tech Magazins, und ohne sie wäre die Website nicht die gleiche.

Durch das Dithering können wir Bilder zehnmal weniger ressourcenintensiv machen, obwohl sie viel größer sind als auf der alten Website.

Stattdessen haben wir uns für eine veraltete Bildkomprimierungstechnik namens "Dithering" entschieden. Die Anzahl der Farben in einem Bild, kombiniert mit dem Dateiformat und der Auflösung, trägt zur Größe eines Bildes bei. Anstatt vollfarbige Bilder mit hoher Auflösung zu verwenden, haben wir daher alle Bilder in Schwarz und Weiß konvertiert, mit vier Graustufen dazwischen. (Anmerkung: Online Bilder Dithering hier)

Diese Schwarz-Weiß-Bilder werden dann entsprechend der zugehörigen Inhaltskategorie über die nativen Bildverarbeitungskapazitäten des Browsers eingefärbt. Komprimiert durch dieses Dithering-Plug-in fügen Bilder, die in den Artikeln enthalten sind, dem Inhalt viel weniger Last hinzu: Im Vergleich zur alten Website sind die Bilder ungefähr zehnmal weniger ressourcenintensiv. 

Standardschrift / Kein Logo

Alle geladenen Ressourcen, einschließlich Schriften und Logos, sind eine zusätzliche Anforderung an den Server, die Speicherplatz und Energieverbrauch erfordert. Daher lädt unsere neue Website keine benutzerdefinierte Schriftart und entfernt die Schriftart-Familien-Deklaration, was bedeutet, dass Besucher die Standardschriftart ihres Browsers sehen.

Wir verwenden einen ähnlichen Ansatz für das Logo. Tatsächlich hatte das Low-tech Magazine nie ein echtes Logo, sondern nur ein Banner eines Speers, der als Low-Tech-Waffe gegen die vorherrschenden Hightech-Ansprüche gehalten wurde.

Anstelle eines gestalteten Logos, das die Produktion und den Vertrieb von benutzerdefinierten Schriften und Bildern erfordern würde, besteht die neue Identität des Low-tech Magazins aus einem einzigen typografischen Zug: den nach links weisenden Pfeil anstelle des Hypens im Namen des Blogs zu verwenden: LOW ← TECH MAGAZIN.

Kein Tracking von Drittanbietern, keine Werbeleistungen, keine Cookies

Webanalyse-Software wie Google Analytics erfasst, was auf einer Website passiert - welche Seiten am häufigsten aufgerufen werden, woher die Besucher kommen und so weiter. Diese Dienste sind beliebt, weil nur wenige Menschen ihre eigene Website hosten. Der Austausch dieser Daten zwischen dem Server und dem Computer des Webmasters erzeugt jedoch zusätzlichen Datenverkehr und somit Energieverbrauch.

Mit einem selbst gehosteten Server können wir diese Messungen auf demselben Computer vornehmen und anzeigen: Jeder Webserver generiert Protokolle darüber, was auf dem Computer passiert. Diese (anonymen) Protokolle werden nur von uns angesehen und nicht zur Profilierung von Besuchern verwendet.

Bei einem selbst gehosteten Server müssen keine Drittanbieter-Tracking und Cookies verwendet werden.

Das Low-Tech-Magazin betreibt Google Adsense-Anzeigen seit Anfang 2007. Obwohl dies eine wichtige finanzielle Ressource zur Aufrechterhaltung des Blogs ist, haben sie zwei wichtige Nachteile. Der erste ist der Energieverbrauch: Werbedienstleistungen erhöhen den Datenverkehr und damit den Energieverbrauch.

Zweitens sammelt Google Informationen von den Besuchern des Blogs, was uns zwingt, umfangreiche Datenschutzerklärungen und Cookie-Warnungen zu erstellen, die ebenfalls Daten verbrauchen und Besucher verärgern. Daher ersetzen wir Adsense durch andere Finanzierungsmöglichkeiten (lesen Sie weiter unten). Wir verwenden keine Cookies.

Wie oft wird die Website offline sein?

Viele Webhosting-Unternehmen behaupten, dass ihre Server mit erneuerbarer Energie betrieben werden. Aber selbst wenn sie tatsächlich Solarstrom vor Ort erzeugen und den Verbrauch fossiler Brennstoffe nicht einfach durch Pflanzen von Bäumen oder ähnlichem "ausgleichen", sind ihre Websites immer online.

Dies bedeutet, dass entweder ein riesiger Batteriespeicher vor Ort vorhanden ist (wodurch das Stromsystem nicht mehr tragfähig ist) oder dass sie bei einem Mangel an Solarenergie auf die Stromversorgung angewiesen sind (was bedeutet, dass sie nicht wirklich auf 100 laufen) % Solarenergie).

Im Gegensatz dazu läuft diese Website auf einer netzunabhängigen Solaranlage mit einem eigenen Energiespeicher und wird bei längerer Bewölkung offline gehen. Eine Zuverlässigkeit von weniger als 100% ist für die Nachhaltigkeit eines netzunabhängigen Solarsystems von entscheidender Bedeutung, da die fossile Energie, die für die Herstellung und den Austausch der Batterien verwendet wird, oberhalb einer bestimmten Schwelle höher ist als die von den Solarmodulen eingesparte fossile Energie.

Wie oft die Website offline ist, bleibt abzuwarten. Der Webserver wird jetzt von einem neuen 50 Wp Solarpanel und einem zwei Jahre alten 12V 7Ah Blei-Säure-Akku versorgt. Da das Solarpanel am Morgen beschattet wird, erhält es für nur 4 bis 6 Stunden pro Tag direktes Sonnenlicht. Unter optimalen Bedingungen erzeugt das Solarpanel also 6 Stunden x 50 Watt = 300 Wh Strom.

Der Webserver verbraucht zwischen 1 und 2,5 Watt (abhängig von der Anzahl der Besucher), dh er benötigt zwischen 24 Wh und 60 Wh Strom pro Tag. Unter optimalen Bedingungen sollten wir daher genügend Energie haben, um den Webserver 24 Stunden am Tag laufen zu lassen. Überschüssige Energieproduktion kann für Haushaltsanwendungen verwendet werden .

Wir erwarten, dass die Website während ein oder zwei Tagen mit schlechtem Wetter online bleibt, danach wird sie offline gehen.

An bewölkten Tagen, besonders im Winter, kann die tägliche Energieproduktion jedoch nur 4 Stunden x 10 Watt = 40 Wattstunden pro Tag betragen, während der Server 24 und 60 Wh pro Tag benötigt. Der Batteriespeicher beträgt etwa 40 Wh, wobei 30% der Lade- und Entladeverluste und 33% Tiefentladung berücksichtigt werden (der Solarladeregler schaltet das System ab, wenn die Batteriespannung auf 12 V fällt).

Folglich wird der solarbetriebene Server während ein oder zwei Tagen mit schlechtem Wetter online bleiben, jedoch nicht länger. Dies sind jedoch Schätzungen, und wir können im Herbst eine zweite 7-Ah-Batterie hinzufügen, wenn dies notwendig ist. Wir streben eine "Uptime" von 90% an, was bedeutet, dass die Website durchschnittlich 35 Tage pro Jahr offline ist.

Wann ist die beste Zeit für einen Besuch?
Die Verfügbarkeit dieser Website hängt vom Wetter in Barcelona, ​​Spanien, ab, in dem sich der solarbetriebene Webserver befindet. Um Besuchern zu helfen, ihre Besuche im Low-Tech-Magazin zu planen, geben wir ihnen einige Hinweise.

Ein Batteriemessgerät liefert wichtige Informationen, da es dem Besucher sagen kann, dass der Blog im Begriff ist, unterzugehen - oder dass es "sicher" ist, ihn zu lesen. Das Design verfügt über eine Hintergrundfarbe, die die Kapazität der solar geladenen Batterie angibt, die den Website-Server versorgt. Eine abnehmende Höhe zeigt an, dass die Nacht gefallen ist oder dass das Wetter schlecht ist.

Neben dem Akkuladestand sind weitere Informationen zum Website-Server mit einem Statistik-Dashboard sichtbar . Dies umfasst kontextabhängige Informationen zum Standort des Servers: Uhrzeit, aktuelle Himmelsverhältnisse, bevorstehende Vorhersage und die Dauer seit dem letzten Herunterfahren des Servers aufgrund unzureichender Stromversorgung.

Computer Hardware

SERVER. Die Website läuft auf einem Olimex A20 Computer . Diese Maschine hat 2 Ghz Rechenleistung, 1 GB RAM und 16 GB Speicher. Der Server zieht 1 - 2,5 Watt Leistung.

INTERNETVERBINDUNG. Der Server ist mit einer 100 MB / s Glasfaser-Internetverbindung verbunden. Im Moment wird der Router mit Strom versorgt und benötigt 10 Watt Strom. Wir untersuchen, wie man den energiehungrigen Router durch einen effizienteren ersetzen kann, der auch mit Solarenergie betrieben werden kann.

SOLAR-PV-SYSTEM. Der Server läuft auf einem 50 Wp Solarpanel und einem 12V 7Ah Blei-Säure-Akku (die Speicherkapazität wird am Ende dieses Monats verdoppelt). Das System wird von einem 20A Solarladeregler gesteuert.

Was passiert mit der alten Website?

Das solarbetriebene Low-Tech-Magazin ist in Arbeit. Fürs Erste bleibt das netzbetriebene Low-Tech-Magazin online. Leser werden ermutigt, die solarbetriebene Website zu besuchen, wenn sie verfügbar ist. Was später passiert, ist noch nicht klar. Es gibt mehrere Möglichkeiten, aber viel hängt von der Erfahrung mit dem solarbetriebenen Server ab.

Bis wir uns entscheiden, wie wir die alte und die neue Website integrieren, ist das Erstellen und Lesen von Kommentaren nur im netzbetriebenen Low-tech-Magazin möglich, das immer noch bei TypePad gehostet wird. Wenn Sie einen Kommentar zum solarbetriebenen Webserver selbst senden möchten, können Sie dies tun, indem Sie auf dieser Seite kommentieren oder eine E-Mail an solar (at) lottechmagazine (dot) com senden.

Kann ich helfen?
Ja, du kannst.

Auf der einen Seite suchen wir nach Ideen und Feedback, um die Website weiter zu verbessern und den Energieverbrauch zu reduzieren. Wir werden das Projekt ausführlich dokumentieren, damit auch andere Low-Tech-Websites erstellen können.

Auf der anderen Seite hoffen wir, dass die Menschen dieses Projekt mit einem finanziellen Beitrag unterstützen können. Werbedienstleistungen, die das Low-tech Magazin seit seinem Start im Jahr 2007 beibehalten haben, sind nicht mit unserem leichten Webdesign kompatibel. Daher suchen wir nach anderen Möglichkeiten, die Website zu finanzieren:

Wir werden in Kürze Print-on-Demand-Kopien des Blogs anbieten. Mit diesen Veröffentlichungen können Sie das Low-Tech-Magazin auf Papier, am Strand, in der Sonne oder wann und wo immer Sie wollen lesen.

Sie können uns über PayPal , Patreon und LiberaPay unterstützen .

Wir bleiben offen für Anzeigen, aber diese können nur die Form eines statischen Bannerbildes annehmen, das auf die Website des Werbetreibenden verweist. Wir akzeptieren keine Inserenten, die mit unserer Mission nicht kompatibel sind.

Der solarbetriebene Server ist ein Projekt von Kris De Decker , Roel Roscam Abbing und Marie Otsuka .

solar.lowtechmagazine.com

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