Site Web alimenté à l’énergie solaire

introduction

En septembre 2018, Colmar Tech a lancé un nouveau site Web qui visait à réduire radicalement la consommation d’énergie et les émissions de carbone associées à l’accès à son contenu. La consommation d’énergie d’Internet augmente rapidement en raison à la fois de l’augmentation des débits binaires (le contenu en ligne devient « plus lourd ») et de l’augmentation du temps passé en ligne (surtout depuis l’arrivée de l’informatique mobile et de l’Internet sans fil).

Le site Web à énergie solaire s’oppose à ces tendances. Pour réduire la consommation d’énergie bien en dessous de celle d’un site Web moyen, nous avons opté pour une conception Web de base, en utilisant un site Web statique au lieu d’un système de gestion de contenu basé sur une base de données. Pour réduire la consommation d’énergie associée à la production du panneau solaire et de la batterie, nous avons choisi une configuration minimale et accepté que le site Web se déconnecte en cas de mauvais temps .

Nous surveillons le serveur à énergie solaire depuis 15 mois maintenant et nous avons collecté des données sur la disponibilité, la consommation d’énergie, la consommation d’énergie, l’efficacité du système et le trafic des visiteurs. Nous avons également calculé la quantité d’énergie nécessaire pour fabriquer le panneau solaire, la batterie, le contrôleur de charge et le serveur.

Disponibilité, utilisation de l’électricité et efficacité du système

Le site Web alimenté par l’énergie solaire se déconnecte lorsque le temps est mauvais, mais à quelle fréquence cela se produit-il ? Pendant une période d’environ un an (351 jours, du 12 décembre 2018 au 28 novembre 2019), nous avons atteint un temps de disponibilité de 95,26%. Cela signifie que nous étions hors ligne en raison du mauvais temps pendant 399 heures.

Si nous ignorons les deux derniers mois, notre temps de disponibilité était de 98,2%, avec un temps d’arrêt de seulement 152 heures. La disponibilité a chuté à 80 % au cours des deux derniers mois, lorsqu’une mise à niveau logicielle a augmenté la consommation d’énergie du serveur . Cela a mis le site Web hors ligne pendant au moins quelques heures chaque nuit.

Un kilowattheure d’électricité solaire peut desservir près de 50 000 visiteurs uniques

Regardons l’électricité consommée par notre serveur web (la consommation d’énergie « opérationnelle »). Nous avons des mesures du serveur et du contrôleur de charge solaire. La comparaison des deux valeurs révèle les inefficacités du système. Sur une période d’environ un an (du 3 décembre 2018 au 24 novembre 2019), la consommation électrique de notre serveur a été de 9,53 kilowattheures (kWh).

Nous avons mesuré des pertes importantes dans le système solaire photovoltaïque dues aux conversions de tension et aux pertes de charge/décharge dans la batterie. Le contrôleur de charge solaire a montré une consommation d’électricité annuelle de 18,10 kWh, ce qui signifie que l’efficacité du système était d’environ 50 %.

Au cours de la période à l’étude, le site Web alimenté à l’énergie solaire a reçu 865 000 visiteurs uniques. En incluant toutes les pertes d’énergie dans l’installation solaire, la consommation d’électricité par visiteur unique est alors de 0,021 watt-heure. Un kilowattheure d’électricité solaire peut ainsi desservir près de 50 000 visiteurs uniques, et un wattheure d’électricité peut desservir environ 50 visiteurs uniques. Il s’agit uniquement d’énergie renouvelable et, en tant que telle, il n’y a pas d’émissions de carbone directement associées.

Utilisation de l’énergie intrinsèque et temps de disponibilité

L’histoire se termine souvent ici lorsque les énergies renouvelables sont présentées comme une solution à l’utilisation croissante d’énergie d’Internet. Lorsque les chercheurs examinent la consommation d’énergie des centres de données, qui hébergent le contenu accessible sur Internet, ils ne prennent jamais en compte l’énergie nécessaire pour construire et entretenir l’infrastructure qui alimente ces centres de données.

Il n’y a pas une telle omission avec un site Web auto-hébergé alimenté par une installation solaire photovoltaïque hors réseau. Le panneau solaire, la batterie et le contrôleur de charge solaire sont des éléments tout aussi essentiels de l’installation que le serveur lui-même. Par conséquent, l’utilisation de l’énergie pour l’exploitation des ressources et la fabrication de ces composants – l’« énergie grise » – doit également être prise en compte.

Une représentation simple de notre système. La conversion de tension (entre le contrôleur de charge 12V et le serveur 5V) et le compteur de batterie (entre le serveur et la batterie) sont manquants.

Malheureusement, la majeure partie de cette énergie provient de combustibles fossiles, soit sous forme de diesel (extraction des matières premières et transport des composants), soit sous forme d’électricité générée principalement par les centrales électriques à combustibles fossiles (la plupart des procédés de fabrication).

Le dimensionnement de la batterie et du panneau solaire est un compromis entre disponibilité et durabilité

L’énergie grise de notre configuration est principalement déterminée par la taille de la batterie et du panneau solaire. Dans le même temps, la taille de la batterie et du panneau solaire déterminent la fréquence à laquelle le site Web sera en ligne (le « temps de disponibilité »). Par conséquent, le dimensionnement de la batterie et du panneau solaire est un compromis entre disponibilité et durabilité.

Pour trouver l’équilibre optimal, nous avons fait fonctionner (et continuons de faire fonctionner) notre système avec différentes combinaisons de panneaux solaires et de batteries. La disponibilité et l’énergie grise sont également déterminées par les conditions météorologiques locales, de sorte que les résultats que nous présentons ici ne sont valables que pour notre emplacement (le balcon de la maison de l’auteur près de Barcelone, en Espagne).

Temps de disponibilité et taille de la batterie

La capacité de stockage de la batterie détermine combien de temps le site Web peut fonctionner sans alimentation en énergie solaire. Un minimum de stockage d’énergie est nécessaire pour passer la nuit, tandis qu’un stockage supplémentaire peut compenser une certaine période de faible (ou pas) production d’énergie solaire pendant la journée. Les batteries se détériorent avec l’âge, il est donc préférable de commencer avec plus de capacité que ce qui est réellement nécessaire, sinon la batterie doit être remplacée assez rapidement.

> 90 % de disponibilité

Tout d’abord, calculons le stockage d’énergie minimum nécessaire pour maintenir le site Web en ligne pendant la nuit, à condition qu’il fasse beau, que la batterie soit neuve et que le panneau solaire soit suffisamment grand pour charger complètement la batterie. La consommation électrique moyenne de notre serveur Web au cours de la première année, y compris toutes les pertes d’énergie dans l’installation solaire, était de 1,97 watts. Pendant la nuit la plus courte de l’année (8h50, le 21 juin), nous avons besoin de 17,40 wattheures de capacité de stockage, et pendant la nuit la plus longue de l’année (14h49, le 21 décembre), nous avons besoin de 29,19 Wh.

Parce que les batteries au plomb ne doivent pas être déchargées en dessous de la moitié de leur capacité, le serveur à énergie solaire nécessite une batterie au plomb de 60 Wh pour passer les nuits les plus courtes lorsque les conditions solaires sont optimales (2 x 29,19Wh). Pendant la majeure partie de l’année, nous avons fait fonctionner le système avec un stockage d’énergie légèrement plus important (jusqu’à 86,4 Wh) et un panneau solaire de 50 W, et avons atteint le temps de fonctionnement mentionné ci-dessus de 95 à 98 %. [1]

100% de disponibilité

Une batterie plus grande permettrait au site Web de fonctionner même pendant de longues périodes de mauvais temps, à condition encore une fois que le panneau solaire soit suffisamment grand pour charger complètement la batterie. Pour compenser chaque jour de très mauvais temps (pas de production d’électricité importante), nous avons besoin de 47,28 wattheures (24h x 1,97 watts) de capacité de stockage.

Du 1er décembre 2019 au 12 janvier 2020, nous avons combiné le panneau solaire de 50 W avec une batterie de 168 watts-heure, qui a une capacité de stockage pratique de 84 watts-heure. Il s’agit d’un espace de stockage suffisant pour que le site Web fonctionne pendant deux nuits et un jour. Même si nous avons testé cette configuration pendant la période la plus sombre de l’année, nous avons eu un temps relativement agréable et atteint un temps de disponibilité de 100 %.

Cependant, pour assurer une disponibilité de 100 % sur une période de plusieurs années, il faudrait plus de stockage d’énergie. Pour maintenir le site Web en ligne pendant quatre jours de production d’électricité faible ou nulle, nous aurions besoin d’une batterie au plomb-acide de 440 watts-heure – la taille d’une batterie de voiture. Nous incluons cette configuration pour représenter l’approche conventionnelle de l’énergie solaire hors réseau.

< 90 % de disponibilité

Nous avons également effectué des calculs pour les batteries qui ne sont pas assez grandes pour faire passer le site Web pendant la nuit la plus courte de l’année : 48 Wh, 24 Wh et 15,6 Wh (avec des capacités de stockage pratiques de 24 Wh, 12 Wh et 7,8 Wh, respectivement ). Cette dernière est la plus petite batterie au plomb disponible dans le commerce.

Un site Web qui se déconnecte le soir pourrait être une option intéressante pour une publication en ligne locale avec un faible trafic prévu après minuit.

S’il fait beau, la batterie plomb-acide de 48 Wh assurera le fonctionnement du serveur pendant la nuit de mars à septembre. La batterie au plomb de 24 Wh peut maintenir le site Web en ligne pendant 6 heures maximum, ce qui signifie que le serveur sera hors ligne chaque nuit de l’année, bien qu’à des heures différentes selon la saison.

Enfin, la batterie de 15,6 Wh maintient le site Web en ligne pendant seulement quatre heures lorsqu’il n’y a pas d’énergie solaire. Même s’il fait beau, le serveur cessera de fonctionner vers 1h du matin en été et vers 21h en hiver. La disponibilité maximale de la plus petite batterie serait d’environ 50 % et, en pratique, elle sera plus faible en raison des nuages ​​et de la pluie.

Un site Web qui se déconnecte le soir pourrait être une option intéressante pour une publication en ligne locale avec un faible trafic prévu après minuit. Cependant, étant donné que le lectorat du Magazine est presque également divisé entre l’Europe et les États-Unis, ce n’est pas une option attrayante. Si le site Web tombe en panne tous les soirs, nos lecteurs américains ne pourraient y accéder que le matin.

Disponibilité et taille du panneau solaire

La disponibilité du site Web alimenté à l’énergie solaire n’est pas seulement déterminée par la batterie, mais également par le panneau solaire, en particulier en cas d’intempéries. Plus le panneau solaire est grand, plus il chargera la batterie rapidement et moins d’heures de soleil seront nécessaires pour faire fonctionner le site Web toute la nuit. Par exemple, avec le panneau solaire de 50 W, une à deux heures de plein soleil suffisent pour recharger complètement n’importe laquelle des batteries (à l’exception de la batterie de la voiture).

Remplacez cependant le panneau solaire de 50 W par un panneau solaire de 10 W et le système a besoin d’au moins 5,5 heures pour charger la batterie de 86,4 Wh dans des conditions optimales (2 W pour faire fonctionner le serveur, 8 W pour charger la batterie). Si le panneau solaire de 10 W est associé à une batterie au plomb plus grande de 168 Wh, il a besoin de 10,5 heures de plein soleil pour recharger complètement la batterie, ce qui n’est possible que de février à novembre.

Un panneau solaire plus grand augmente les chances que le site Web reste en ligne même lorsque les conditions météorologiques ne sont pas optimales.

Un panneau solaire plus grand est tout aussi avantageux par temps nuageux. Les nuages ​​peuvent réduire la production d’énergie solaire entre 0 et 90 % de la capacité maximale, selon l’épaisseur de la couverture nuageuse. Si un panneau solaire de 50 watts ne produit que 10% de sa capacité maximale (5W), c’est quand même suffisant pour faire fonctionner le serveur (2W) et charger la batterie (3W).

Cependant, si un panneau solaire de 10 W ne produit que 10 % de sa capacité, cela suffit juste à alimenter le serveur, et la batterie ne se chargera pas. Nous avons fait fonctionner le site Web sur un panneau de 10 W du 12 au 21 janvier 2020, et il est rapidement tombé en panne lorsque la météo n’était pas optimale. Nous alimentons maintenant le site Web avec un panneau solaire de 30 W (et une batterie de 168 Wh).

Un panneau solaire de 5 W – le plus petit panneau solaire de 12 V disponible dans le commerce – est le minimum absolu requis pour faire fonctionner un site Web à énergie solaire. Cependant, ce n’est que dans des conditions optimales qu’il pourra alimenter le serveur (2W) et charger la batterie (3W), et il ne pourra faire fonctionner le site Web toute la nuit que si la journée est suffisamment longue. Étant donné que les panneaux solaires génèrent rarement leur capacité électrique maximale, cela se traduirait par un site Web en ligne uniquement pendant que le soleil brille.

Même si la combinaison d’un petit panneau solaire et d’une grande batterie peut avoir la même énergie grise que la combinaison d’un grand panneau solaire et d’une petite batterie, le système que chacun crée aura des caractéristiques très différentes. En général, il est préférable d’opter pour un panneau solaire plus grand et une batterie plus petite, car cette combinaison augmente la durée de vie de la batterie – les batteries au plomb doivent être complètement chargées de temps en temps ou elles perdent leur capacité de stockage.

Énergie grise pour différentes tailles de batteries et de panneaux solaires

Il faut 1,03 mégajoule (MJ) pour produire 1 watt-heure de capacité de batterie au plomb [2] et 3 514 MJ d’énergie pour produire un m2 de panneau solaire. Dans le tableau ci-dessous, nous présentons l’énergie grise pour différentes tailles de batteries et de panneaux solaires, puis calculons l’énergie grise par an, sur la base d’une espérance de vie de 5 ans pour les batteries et de 25 ans pour les panneaux solaires. Les valeurs sont converties en kilowattheures par an et se réfèrent à l’énergie primaire et non à l’électricité.

Un site Web alimenté à l’énergie solaire a également besoin d’un contrôleur de charge et bien sûr d’un serveur Web. L’énergie grise de ces composants reste la même, quelle que soit la taille du panneau solaire ou de la batterie. L’énergie grise par an est basée sur une espérance de vie de 10 ans.

Nous avons maintenant toutes les données pour calculer l’énergie grise totale pour chaque combinaison de panneaux solaires et de batteries. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. L’énergie grise varie d’un facteur cinq selon la configuration : de 10,92 kWh d’énergie primaire par an pour la combinaison du plus petit panneau solaire (5W) avec la plus petite batterie (15,6 Wh) à 50,46 kWh d’énergie primaire par an pour la combinaison du plus grand panneau solaire (50 W) avec la plus grande batterie (440Wh).

Si nous divisons ces résultats par le nombre de visiteurs uniques par an (865 000), nous obtenons la consommation d’énergie grise par visiteur unique sur notre site Web. Pour notre configuration d’origine avec une disponibilité de 95 à 98 % (panneau solaire de 50 W, batterie de 86,4 Wh), la consommation d’énergie primaire par visiteur unique est de 0,03 Wh. Ce résultat serait assez similaire pour les autres configurations avec un temps de disponibilité inférieur, car bien que l’énergie grise soit plus faible, le nombre de visiteurs uniques l’est également.

Émissions de carbone : dans quelle mesure le site Web à énergie solaire est-il durable ?

Maintenant que nous avons calculé l’énergie grise de différentes configurations, nous pouvons calculer les émissions de carbone. Nous ne pouvons pas comparer l’empreinte environnementale du site Web alimenté à l’énergie solaire avec celle de l’ancien site Web, car il est hébergé ailleurs et nous ne pouvons pas mesurer sa consommation d’énergie. Ce que nous pouvons comparer, c’est le site Web alimenté par l’énergie solaire avec une configuration similaire auto-hébergée qui fonctionne sur le réseau électrique. Cela nous permet d’évaluer la (non)durabilité du fonctionnement du site Web à l’énergie solaire.

Les analyses du cycle de vie des panneaux solaires ne sont pas très utiles pour calculer les émissions de CO2 de nos composants car elles partent du principe que toute l’énergie produite par les panneaux est utilisée. Ce n’est pas nécessairement vrai dans notre cas : les panneaux solaires plus gros gaspillent beaucoup d’énergie solaire dans des conditions météorologiques optimales.

Héberger le Magazine à énergie solaire pendant un an a produit autant d’émissions qu’une voiture moyenne parcourant une distance de 50 km.

Nous adoptons donc une autre approche : nous convertissons l’énergie grise de nos composants en litres de pétrole (1 litre de pétrole correspond à 10 kWh d’énergie primaire) et calculons le résultat sur la base des émissions de CO2 du pétrole (1 litre de pétrole produit 3 kg de gaz à effet de serre, y compris l’extraction et le raffinage). Cela tient compte du fait que la plupart des panneaux solaires et des batteries sont désormais produits en Chine , où le réseau électrique est trois fois plus intensif en carbone et 50 % moins économe en énergie qu’en Europe.

Cela signifie que l’utilisation de combustibles fossiles associée à l’exploitation du Magazine à énergie solaire au cours de la première année (panneau de 50 W, batterie de 86,4 Wh) correspond à 3 litres d’huile et 9 kg d’émissions de carbone – autant qu’une voiture européenne moyenne conduisant un distance de 50 km. Voici les résultats pour les autres configurations :

Comparaison avec l’intensité carbone du réseau électrique espagnol

Calculons maintenant les émissions de CO2 hypothétiques résultant de l’utilisation de notre serveur Web auto-hébergé sur le réseau au lieu de l’énergie solaire. Les émissions de CO2 dans ce cas dépendent du réseau électrique espagnol, qui se trouve être l’un des moins intensifs en carbone d’Europe en raison de sa part élevée d’énergie renouvelable et nucléaire (respectivement 36,8 % et 22 % en 2019).

L’année dernière, l’intensité carbone du réseau électrique espagnol est tombée à 162 g de CO2 par kWh d’électricité. A titre de comparaison, l’intensité carbone moyenne en Europe est d’environ 300g par kWh d’électricité, tandis que l’intensité carbone du réseau électrique américain et chinois est respectivement supérieure à 400g et 900g de CO2 par kWh d’électricité.

Si nous regardons simplement la consommation d’énergie opérationnelle de notre serveur, qui était de 9,53 kWh d’électricité au cours de la première année, son utilisation sur le réseau électrique espagnol aurait produit 1,54 kg d’émissions de CO2, contre 3 à 9 kg dans notre test configuration. Cela semble indiquer que notre serveur solaire est une mauvaise idée, car même le plus petit panneau solaire avec la plus petite batterie génère plus d’émissions de carbone que le réseau électrique.

Lorsque l’intensité carbone du réseau électrique est mesurée, l’énergie grise de l’infrastructure d’énergie renouvelable est considérée comme nulle.

Cependant, nous comparons des pommes à des oranges. Nous avons calculé nos émissions sur la base de l’énergie grise de notre installation. Lorsque l’intensité carbone du réseau électrique espagnol est mesurée, l’énergie grise de l’infrastructure d’énergie renouvelable est considérée comme nulle. Si nous calculions notre intensité carbone de la même manière, elle serait bien sûr nulle aussi.

Ignorer les émissions de carbone intrinsèques de l’infrastructure électrique est raisonnable lorsque le réseau est alimenté par des centrales électriques à combustibles fossiles, car les émissions de carbone pour construire cette infrastructure sont très faibles par rapport aux émissions de carbone du carburant brûlé. Cependant, l’inverse est vrai pour les sources d’énergie renouvelables, où les émissions de carbone opérationnelles sont presque nulles, mais le carbone est émis lors de la production des centrales elles-mêmes.

Pour faire une comparaison juste avec notre serveur solaire, le calcul de l’intensité carbone du réseau électrique espagnol doit prendre en compte les émissions dues à la construction et à l’entretien des centrales électriques, des lignes de transmission et – si les centrales électriques à combustibles fossiles éventuellement disparaître – le stockage d’énergie. Bien sûr, en fin de compte, l’énergie grise de tous ces composants dépendrait de la disponibilité choisie.

Améliorations possibles

Il existe de nombreuses façons d’améliorer la durabilité de notre site Web alimenté à l’énergie solaire tout en maintenant notre disponibilité actuelle. La production de panneaux solaires et de batteries utilisant l’électricité du réseau espagnol aurait le plus grand impact en termes d’émissions de carbone, car l’empreinte carbone de notre configuration serait environ 5 fois inférieure à ce qu’elle est actuellement.

Ce que nous pouvons faire nous-mêmes, c’est réduire la consommation d’énergie opérationnelle du serveur et améliorer l’efficacité du système de l’installation solaire photovoltaïque. Les deux nous permettraient de faire fonctionner le serveur avec une batterie et un panneau solaire plus petits, réduisant ainsi l’énergie grise. On pourrait aussi passer à un autre type de stockage d’énergie ou même à un autre type de source d’énergie.

Serveur

Nous avons déjà apporté quelques modifications qui ont entraîné une réduction de la consommation d’énergie opérationnelle du serveur. Par exemple, nous avons découvert que plus de la moitié du trafic de données total sur notre serveur (6,63 sur 11,16 To) était causé par une seule implémentation RSS cassée qui tirait notre flux toutes les deux minutes.

Une différence de consommation d’énergie de 0,19 watts s’élève à 4,56 watts-heure sur 24 heures, ce qui signifie que le site Web peut rester en ligne plus de 2,5 heures de plus.

La correction de ce problème ainsi que d’autres modifications ont réduit la consommation électrique du serveur (hors pertes d’énergie) de 1,14 watts à environ 0,95 watts. Le gain peut sembler faible, mais une différence de consommation d’énergie de 0,19 watts s’élève à 4,56 watts-heure sur 24 heures, ce qui signifie que le site Web peut rester en ligne plus de 2,5 heures de plus.

Efficacité du système

L’efficacité du système n’était que de 50 % au cours de la première année. Des pertes d’énergie ont été enregistrées lors de la charge et de la décharge de la batterie (22 %), ainsi que lors de la conversion de tension de 12 V (système photovoltaïque solaire) à 5 V (connexion USB), où les pertes s’élèvent à 28 %. Le convertisseur de tension initial que nous avons construit était assez sous-optimal (notre contrôleur de charge solaire n’a pas de connexion USB intégrée), nous avons donc pu en construire un meilleur ou passer à une configuration solaire photovoltaïque 5V.

Stockage d’Energie

Pour augmenter l’efficacité du stockage d’énergie, nous pourrions remplacer les batteries au plomb par des batteries lithium-ion plus chères, qui ont des pertes de charge/décharge plus faibles (<10%) et une énergie grise plus faible. Il est plus probable que nous passions finalement à un système de stockage d’énergie à air comprimé  (CAES) à petite échelle plus poétique . Bien que les systèmes CAES basse pression aient une efficacité similaire à celle des batteries au plomb, ils ont une énergie grise beaucoup plus faible en raison de leur longue espérance de vie (des décennies au lieu des années).

Source d’énergie

Une autre façon de réduire l’énergie grise est de changer de source d’énergie renouvelable. L’énergie solaire photovoltaïque a une énergie grise élevée par rapport aux alternatives telles que le vent, l’eau ou l’énergie humaine. Ces sources d’énergie pourraient être récoltées avec un peu plus qu’un générateur et un régulateur de tension – car le reste de la centrale pourrait être construit en bois . De plus, un site Web alimenté par l’eau ne nécessiterait pas de stockage d’énergie de haute technologie. Si vous êtes dans un climat froid, vous pouvez même faire fonctionner un site Web sur la chaleur d’un poêle à bois, à l’aide d’un générateur thermoélectrique.

Traqueur solaire

Les personnes qui disposent d’un bon approvisionnement en énergie éolienne ou hydraulique pourraient construire un système avec moins d’énergie grise que le nôtre. Cependant, à moins que l’auteur ne commence à alimenter son site Web à la main ou au pied , nous sommes à peu près coincés avec l’énergie solaire. La plus grande amélioration que nous pourrions apporter est d’ajouter un tracker solaire qui fait que le panneau suit le soleil, ce qui pourrait augmenter la production d’électricité jusqu’à 30% et nous permettre d’obtenir une meilleure disponibilité avec un panneau plus petit.

Faisons évoluer les choses !

Un dernier moyen d’améliorer la durabilité de notre système serait de le faire évoluer : exécuter plus de sites Web sur un serveur et exécuter plus de serveurs (et plus gros) sur un système solaire photovoltaïque. Cette configuration aurait une énergie intrinsèque beaucoup plus faible qu’un système surdimensionné pour chaque site Web seul.

Société d’hébergement Web solaire

Si nous devions remplir le balcon de l’auteur de panneaux solaires et lancer une société d’hébergement Web à énergie solaire, l’énergie grise par visiteur unique diminuerait considérablement. Nous n’aurions besoin que d’un seul serveur pour plusieurs sites Web et d’un seul contrôleur de charge solaire pour plusieurs panneaux solaires. La conversion de tension serait plus économe en énergie, et l’énergie solaire et la batterie pourraient être partagées par tous les sites Web, ce qui entraînerait des économies d’échelle.

Bien sûr, c’est le concept même du data center, et bien que nous n’ayons pas l’ambition de démarrer une telle entreprise, d’autres pourraient faire avancer cette idée : vers un data center qui fonctionne aussi efficacement que n’importe quel autre data center aujourd’hui, mais qui est alimenté par des énergies renouvelables et se déconnecte lorsque le temps est mauvais.

Ajouter plus de sites Web

Nous avons constaté que la capacité de notre serveur est suffisamment importante pour héberger davantage de sites Web. Nous avons donc déjà fait un petit pas vers des économies d’échelle en déplaçant les versions espagnole et française Colmar tech Magazine vers le serveur solaire (ainsi que d’ autres traductions ).

Bien que cette décision augmentera notre consommation d’énergie opérationnelle et potentiellement aussi notre consommation d’énergie intrinsèque, nous éliminons également d’autres sites Web qui sont ou ont été hébergés ailleurs. Nous devons également garder à l’esprit que le nombre de visiteurs uniques de Low-tech Magazine peut augmenter à l’avenir, nous devons donc devenir plus écoénergétiques simplement pour maintenir notre empreinte environnementale.

Combiner serveur et éclairage

Une autre façon de réaliser des économies d’échelle donnerait une toute nouvelle tournure à l’idée. Le serveur alimenté à l’énergie solaire fait partie de la maison de l’auteur, qui est également en partie alimentée par l’énergie solaire hors réseau . Nous avons pu tester différentes tailles de batteries et de panneaux solaires – en échangeant simplement des composants entre les installations solaires.

Lorsque nous faisions fonctionner le serveur sur un panneau de 50 W, l’auteur faisait fonctionner les lumières du salon sur un panneau de 10 W – et restait souvent assis dans le noir. Lorsque nous faisions fonctionner le serveur sur le panneau de 10 W, c’était l’inverse : il y avait plus de lumière dans la maison, au détriment d’une disponibilité du serveur plus faible.

Si le temps devient mauvais, l’auteur pourrait décider de ne pas utiliser les lumières et de garder le serveur en ligne – ou l’inverse

Disons que nous faisons fonctionner à la fois les lumières et le serveur sur un seul système solaire photovoltaïque. Cela réduirait l’énergie grise si les deux systèmes étaient pris en compte, car un seul contrôleur de charge solaire serait nécessaire. De plus, cela pourrait entraîner une batterie et un panneau solaire beaucoup plus petits (par rapport à deux systèmes distincts), car si le temps se gâte, l’auteur pourrait décider de ne pas utiliser les lumières et de garder le serveur en ligne – ou l’inverse. Cette flexibilité n’est pas disponible actuellement, car le serveur est la seule charge et sa consommation d’énergie ne peut pas être facilement manipulée.

Consommation d’énergie dans le réseau

Autant que nous le sachions, la nôtre est la première analyse du cycle de vie d’un site Web qui fonctionne entièrement aux énergies renouvelables et inclut l’énergie grise de son infrastructure de stockage d’énergie et d’énergie. Cependant, il ne s’agit bien entendu pas de la consommation totale d’énergie associée à ce site Web.

Il y a aussi l’énergie opérationnelle et intrinsèque de l’infrastructure réseau (qui comprend notre routeur, la dorsale Internet et le réseau de téléphonie mobile), et l’énergie opérationnelle et intrinsèque des appareils que nos visiteurs utilisent pour accéder à notre site Web : smartphones, tablettes, ordinateurs portables, ordinateurs de bureau. Certains d’entre eux ont une faible consommation d’énergie opérationnelle, mais ils ont tous une durée de vie très limitée et donc une énergie grise élevée .

La consommation d’énergie dans le réseau est directement liée au débit binaire du trafic de données qui le traverse, de sorte que notre site Web léger est tout aussi efficace dans le réseau de communication que sur notre serveur. Cependant, nous avons très peu d’influence sur les appareils que les gens utilisent pour accéder à notre site Web, et l’avantage direct de notre conception est beaucoup plus petit ici que dans le réseau. Par exemple, notre site Web a le potentiel d’augmenter la durée de vie des ordinateurs, car il est suffisamment léger pour être accessible avec de très vieilles machines. Malheureusement, notre site Web à lui seul n’incitera pas les gens à utiliser leur ordinateur plus longtemps.

L’infrastructure du réseau et les appareils d’utilisation finale pourraient être réimaginés à l’instar du site Web alimenté à l’énergie solaire.

Cela dit, à la fois l’infrastructure réseau et les appareils d’utilisation finale pourraient être réimaginés à l’instar du site Web à énergie solaire – à échelle réduite et alimentés par des sources d’énergie renouvelables avec un stockage d’énergie limité. Certaines parties de l’infrastructure du réseau pourraient être déconnectées si le temps local est mauvais, et votre courrier électronique peut être temporairement stocké dans une tempête de pluie à 3 000 km. Ce type d’infrastructure réseau existe en fait dans certains pays , et ces réseaux ont en partie inspiré ce site Web alimenté à l’énergie solaire. Les dispositifs d’utilisation finale pourraient avoir une faible consommation d’énergie et une longue durée de vie .

Étant donné que la consommation totale d’énergie d’Internet est généralement mesurée comme étant répartie à peu près également sur les serveurs, le réseau et les appareils d’utilisation finale (y compris la fabrication des appareils), nous pouvons faire une estimation approximative de la consommation totale d’énergie de ce site Web. à travers un Internet réinventé. Pour notre configuration d’origine avec 95,2 % de disponibilité, cela représenterait 87,6 kWh d’énergie primaire, ce qui correspond à 9 litres de pétrole et 27 kg de CO2. Les améliorations que nous avons décrites précédemment pourraient faire baisser ces chiffres, car dans ce calcul, tout l’Internet est alimenté par des systèmes solaires photovoltaïques surdimensionnés sur les balcons.