Как передать данные за электроэнергию через интернет: Передать и оплатить показания счетчиков электроэнергии через интернет

Ирландия, которая вместе с Данией становится базой данных для крупнейших мировых технологических компаний, подключила к сети 350 МВт. центров обработки данных, но ожидается, что в ближайшие пять лет эта мощность увеличится втрое и превысит 1000 МВт, или эквивалент атомной электростанции.

Было дано разрешение на подключение еще 550 МВт, и еще 750 МВт находятся в стадии разработки, сообщает Eirgrid, главный сетевой оператор страны.

«Если все запросы будут связаны, нагрузка на центр обработки данных может составить 20% от пикового спроса Ирландии», — говорится в отчете Eirgrid в своем отчете о генерирующих мощностях All-Island за 2017–2026 годы.

Данные будут храниться в огромных новых «гипер-масштабных» серверных фермах площадью 1 миллион квадратных футов или больше, которые компании сейчас строят. Масштабы этих ферм огромны; единый центр обработки данных Apple стоимостью 1 миллиард долларов, запланированный для Athenry в Ко-Голуэе, в конечном итоге будет использовать 300 МВт электроэнергии, или более 8% от национальной мощности, что превышает ежедневное использование всего Дублина.Потребуется 144 больших дизельных генератора в качестве резервных на случай отсутствия ветра.

Под давлением Greenpeace и других экологических групп крупные технологические компании с публичным лицом, включая Google, Facebook, Apple, Intel и Amazon, пообещали использовать возобновляемые источники энергии для питания центров обработки данных.В большинстве случаев они покупают электроэнергию, но некоторые планируют построить солнечные и ветряные электростанции недалеко от своих центров.

ИТ-аналитик Greenpeace Гэри Кук говорит, что только около 20% электроэнергии, используемой в мировых центрах обработки данных, до сих пор является возобновляемой, при этом 80% электроэнергии по-прежнему производится на ископаемом топливе.

«Хорошая новость заключается в том, что некоторые компании, безусловно, осознали свою ответственность и довольно агрессивно продвигаются, чтобы удовлетворить свой быстрый рост с помощью возобновляемых источников энергии. Другие просто агрессивно растут », — говорит он.

Архитектор Дэвид Хьюз, который бросил вызов новому центру Apple в Ирландии, говорит, что правительство не должно поддаваться обещаниям.

«Использование возобновляемых источников энергии звучит хорошо, но никто другой не извлекает выгоду из того, что будет производиться, и это искажает национальные попытки сократить выбросы. Центры обработки данных … использовали любой прогресс, достигнутый нами в достижении цели сокращения выбросов углерода в Ирландии на 40%. Они просто увеличивают спрос и уменьшают наш процент. Они получают бесплатный проезд за счет ирландских граждан », — говорит Хьюз.

Оценки Eirgrid показывают, что к 2025 году один из каждых 3 кВт · ч, генерируемых в Ирландии, может быть направлен в центр обработки данных, добавил он. «Мы прошли путь лунатизма к увеличению потребления электроэнергии на 10%».

Установки, работающие на ископаемом топливе, возможно, придется держать открытыми дольше, чтобы обеспечить электроэнергией другие части страны, и затраты ляжут на потребителя, говорит он. «Нам придется модернизировать нашу сеть и увеличить производство электроэнергии, как ветровой, так и резервной на тот случай, когда ветра нет, и все это будет оплачено людьми.«

В лучшем случае, — говорит Андрэ, — будут происходить массовые непрерывные улучшения в энергосбережении, возобновляемые источники энергии станут нормой, а взрывной рост спроса на данные замедлится.

Но в равной степени, по его словам, спрос может продолжать резко расти, если отрасль будет расти на 20% в год, автомобили без водителя, каждая с десятками встроенных датчиков, и криптовалюты, такие как Биткойн, которые требуют огромного количества компьютерной мощности, станут мейнстримом.

«Есть реальный риск, что все выйдет из-под контроля.Политики должны внимательно следить за этим », — говорит Андрэ.

Выбрасываю ли я CO2 при работе в Интернете? — Энергид

Мы склонны забывать об этом, но каждый веб-поиск , каждое отправленное или полученное электронное письмо и каждое обновление статуса на Facebook означает потребление электроэнергии и, следовательно, выбросы парниковых газов!

Использование Интернета включает в себя не только использование устройства, напрямую подключенного к розетке или батарее, заряженной электричеством, но также и обращение к миллионам фрагментов данных, хранящихся на серверах. Эти сервера особенно энергоемкие! Это связано с тем, как они работают, а также с тем, как мы их используем.

Какую роль в мировом потреблении играет Интернет?

Даже до эпидемии Covid-19 потребление электроэнергии в Интернете составляло столько же, сколько в Великобритании! На информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) приходится от 6 до 10% мирового потребления электроэнергии, или 4% наших выбросов парниковых газов .И этот показатель ежегодно увеличивается на 5-7%!

Что касается выбросов парниковых газов, на использование Интернета приходится 3,7% глобальных выбросов, то есть эквивалентов всего воздушного движения в мире . И ожидается, что к 2025 году эта цифра увеличится вдвое (без учета эффекта Covid-19).
Конкретно, для одного только Интернета это означает в среднем из 400 г CO ₂ выбрасывается на одного жителя ежегодно .

Но это лишь средний показатель: доступ к ИКТ сильно варьируется от одного региона мира к другому.Таким образом, выбросы на человека намного выше в промышленно развитой стране с сильными связями. И они только увеличиваются.

Какое влияние оказывает каждый бельгиец?

Крупная международная ИТ-компания оценила (до Covid-19), что использование Интернета в 2022 году будет составлять 3650 ГБ данных на человека в год в Соединенных Штатах ( онлайн-видео составляют наибольшую долю этого объема данных ).Такое использование Интернета приведет к потреблению 54,7 кВтч, электроэнергии и выбросу 15,36 кг CO ₂ .

Для сравнения, каждый бельгиец выбрасывает от 12 до 16 тонн CO ₂ в год при всех видах использования вместе взятых.От 12 до 16 рейсов туда и обратно из Брюсселя в Нью-Йорк на самолете.

Эффект Ковида

С введением удаленной работы, телеконференций и домашнего уединения , ведущих к более пассивному досугу, объем онлайн-данных резко вырос. Настолько, что некоторые телефонные операторы временно сняли ежемесячный лимит на загрузку данных из соображений «цифровой солидарности».

Это потребует пересмотра в сторону повышения всех приведенных выше прогнозов роста потребления энергии в Интернете.

Сколько энергии требуется для …

…электронное письмо?

Одномегабайтное электронное письмо (= 1 МБ) в течение всего жизненного цикла выделяет 20 г CO _2, , то есть эквивалент старой лампы мощностью 60 Вт, горящей в течение 25 минут. Двадцать писем в день, на пользователя в течение одного года, создают те же выбросы CO ₂ , что и автомобиль, проезжающий 1000 км.

… дата-центр?

Одиночный маршрутизатор потребляет 10 000 Вт (10 кВт).Очень большой центр обработки данных имеет мощность около 100 миллионов ватт (100 МВт), или одну десятую мощности тепловой электростанции. Фактически, помимо потребления, необходимого для работы серверов, электронные схемы необходимо охлаждать с помощью кондиционирования воздуха.

… поиск в Интернете?

Поиск для веб-адреса представляет 3,4 Вт · ч (0,8 г CO _{2 эквивалент} ). Но после того, как поиск в Интернете дает пять результатов, общая сумма возрастает до 10 г, а если пользователь получает в среднем 2.6 веб-поисков в день, можно экстраполировать, что этот пользователь выбрасывает 9,9 кг CO _{2 эквивалента} в год.

… год в Интернете?

Когда просматривает веб-страницы , среднестатистическому пользователю Интернета в год требуется около 365 кВтч электроэнергии и 2900 литров воды, что соответствует CO ₂ , который выделяется, когда вы проезжаете на машине около 1400 км.

Почему так много электричества в Интернете?

Чрезмерное потребление электроэнергии, необходимое для работы Интернета, частично связано с структурными или проектными проблемами .

• Таким образом, веб-инфраструктуры увеличены по размеру , чтобы реагировать на пиковые нагрузки. Например, маршрутизатор обычно работает на 60% своей мощности. Но даже в неактивном состоянии эти устройства потребляют почти столько же энергии, сколько при работе на полную мощность, и их отключение в непиковые часы не предусмотрено!
• С другой стороны, приложений , установленных на наших смартфонах , слишком часто разрабатываются в спешке, чтобы их можно было быстро выпустить на рынок.Оптимизации мало; их батареи разряжаются всего за один день, поэтому им требуется частая подзарядка
• Наконец, широкополосные коробки , установленные в доме, не имеют кнопок остановки и работают днем ​​и ночью. Почему? Обычно они включаются, инициализируются и подключаются за 90 секунд, и поставщики считают, что у нас, как потребителей, нет терпения ждать так долго каждый день …

Также читайте: Как уменьшить потребление энергии моим компьютером, смартфоном и планшетом?
Как уменьшить воздействие Интернета на окружающую среду?

Сетевой эффект: Интернет электричества приближается, и это маленькое устройство делает его возможным

Оно маленькое, алюминиевое, размером чуть больше книги в твердом переплете. Но так же, как модем с коммутируемым доступом несколько десятилетий назад, это устройство помогает произвести революцию в сфере электроэнергетики, чего мы раньше не видели.

Электричество — это источник жизненной силы нашей цифровой эпохи, но, по иронии судьбы, она отстает от времени, когда мы соединены. На протяжении веков электросеть настолько укоренилась в прошлом, что клиентам приходилось звонить в коммунальные предприятия, чтобы сообщить им, что электричество отключилось. Ситуация начала меняться за последнее десятилетие. Быстрый рост возобновляемых источников энергии — от фотоэлектрических панелей на крышах до гигантских ветряных электростанций размером с атомную электростанцию ​​- изменил структуру энергетики.Но солнечная и ветровая энергия доступна не всегда, будь то облачный день или безветренный день. В домашних условиях интеллектуальные счетчики и приборы, электромобили, зарядные станции, аккумуляторы и другие технологии создают новые проблемы и еще больше нагружают систему. «Электросеть — это самая умная и сложная машина, которую когда-либо создавали люди», — говорит Джамшид Шариф-Аскари, главный архитектор подразделения Grid Solutions GE Renewable Energy. «Но мы расширяем его возможности».

Задача Шарифа-Аскари — модернизировать сеть и помочь ей наверстать упущенное.MDS Orbit, как называется устройство, является одним из строительных блоков, которые он использует.

В каком-то смысле Orbit — это швейцарский армейский нож коммуникационных устройств. В отличие от домашних модемов, которые обычно могут работать только с одним источником, будь то кабель телефонной линии или Ethernet, это устройство может принимать и отправлять зашифрованные данные по различным каналам и протоколам беспроводной связи, включая Ethernet, Wi-Fi, 3G, а также общедоступные и частные. Сети 4G LTE, а также специализированное радио. «Не существует универсального решения.Имея различные варианты беспроводных технологий, мы хотели предложить нашим клиентам одну общую платформу, которую можно настраивать в соответствии с различными потребностями беспроводной связи в их сетях », — говорит Стивен Руджиери, старший менеджер по продукту устройства.

Например, крупная коммунальная компания может инвестировать в частный спектр LTE для передачи огромных объемов данных по сети. Руджиери говорит, что некоторые клиенты отправляют видео, чтобы контролировать безопасность удаленных ресурсов и проверять значки всех, кто входит.Другие клиенты могут выбрать общедоступные сети и поделиться своей пропускной способностью со всеми остальными. Если часть сети выйдет из строя, например, во время сильного шторма, Orbit может плавно перейти в другой режим связи, например с LTE на радио, чтобы операторы не потеряли доступ к своим наиболее важным ресурсам. «С добавлением в сеть большего количества интеллектуальных устройств клиенты получают выгоду от этой новой технологии, когда эту информацию можно быстро, надежно и безопасно передавать и использовать, и это то, что позволяют наши устройства», — говорит Руджиери.

Досягаемость и универсальность Orbit позволяют операторам склеивать в цифровом виде удаленные части энергосистемы, включая подстанции, соседние трансформаторы, установленные на опорах электроснабжения, и другое оборудование. Он даже поставляется со своим собственным «мозгом» на компьютерном чипе, поэтому он может выполнять важные и своевременные вычисления на месте — или, говоря промышленным языком, на «краю» сети — вместо того, чтобы терять драгоценные секунды, отправляя информацию на облако или центр управления для анализа.Например, это может помочь инженерам сразу понять, что происходит с солнечной энергией, когда облако движется над их фермой.

Одним из ключевых мест, где Orbit уже играет огромную роль, является цифровая подстанция. Ключевые узлы передачи в сети, подстанции — это совокупность проводов, силовых трансформаторов, автоматических выключателей и другого оборудования, которое помогает доставлять электроэнергию от электростанции в ваш дом. Вы можете увидеть их в Нью-Йорке, а также в глуши, особенно в таких огромных странах, как Бразилия и США.S., и в некоторых частях Азии, где провода пересекают полосы пустой земли.

Вера Силва, технический директор GE Grid Solutions, говорит, что оцифровка подстанций и их обмен информацией друг с другом и с другими частями электрической сети превращает энергосистему в нервную систему энергетики. «Это позволяет нам воздействовать на разные компоненты… в разное время [ы] и защищать ресурсы и пользователей системы при возникновении сбоев», — говорит она.

Силва говорит, что интеллектуальные подстанции позволят коммунальным службам контролировать сеть в реальном времени.Это означает, что больше никаких звонков в энергокомпанию при отключении электричества. Вместо этого коммунальные предприятия смогут рассказать своим клиентам, что произошло и когда снова будет подано электричество. «Это станет отличным инструментом для перехода к цифровым технологиям, о котором мы говорили», — говорит Сильва.

И Орбита следит за тем, чтобы разговор внутри этих умных подстанций никогда не прекращался. Устройство может использовать радио, LTE или Wi-Fi для сбора информации с датчиков, расположенных по всей подстанции, которые контролируют, например, качество трансформаторного масла для предотвращения пожаров и даже взрывов. Некоторые из них он может обрабатывать на месте или передавать в облако. GE сделала его достаточно прочным, чтобы выдерживать воду, ветер, а также определенное количество огня.

Шариф-Аскари настолько увлечен Орбитой, что использует десятки из них в своей лаборатории инноваций в области цифровой энергии, где они моделируют микросети, фотоэлектрические системы, электромобили, аккумуляторные батареи и другие энергетические технологии. Они также могут запускать алгоритмы оптимизации как часть распределенной системы управления энергоресурсами (DERMS), программного пакета, который позволяет дистрибьюторам прогнозировать, диспетчерировать и контролировать энергоресурсы.

Хотя до появления действительно цифровых сетей еще несколько лет, Orbit помогает проложить путь для коммунальных служб. «Комбинация цифровых и физических инструментов поможет коммунальным предприятиям интегрировать солнечные и ветряные фермы, накопители энергии и другие распределенные ресурсы и улучшить использование активов», — говорит Сильва.«По сути, мы должны дать им правильный контроль, чтобы активировать нужные ресурсы в реальном времени, под управлением хорошего маэстро».

Почему нам нужно ограничение скорости для Интернета

Фото: Мэтью Г. СС.

Сколько энергии потребляет Интернет? Никто не знает об этом из-за сложности сети и ее быстро меняющейся природы. Оценки общего использования электроэнергии в Интернете различаются на порядок. Одна из причин расхождения между результатами заключается в том, что многие исследователи исследуют только часть инфраструктуры, которую мы называем Интернетом.

В последние годы основное внимание уделялось энергопотреблению центров обработки данных, в которых размещены компьютеры («серверы»), на которых хранится вся информация в сети. Однако для сравнения: больше электроэнергии потребляется комбинацией устройств конечного использования («клиенты», такие как настольные компьютеры, ноутбуки и смартфоны), сетевой инфраструктуры (которая передает цифровую информацию между серверами и клиентами) и производственного процесса. серверов, конечных устройств и сетевых устройств. [1]

Второй фактор, объясняющий большую разницу в результатах, — это время.Поскольку интернет-инфраструктура растет и развивается очень быстро, результаты, касающиеся ее использования энергии, применимы только к рассматриваемому году. Наконец, как и во всех научных исследованиях, модели, методы и допущения исследователя, лежащие в основе их расчетов, различаются и иногда оказываются необъективными из-за убеждений или конфликтов интересов. Например, никого не удивит, что расследование использования энергии в Интернете, проведенное Американской коалицией за экологически чистую угольную электроэнергию, показывает, что потребление электроэнергии намного выше, чем в отчете, написанном самой индустрией информационных и коммуникационных технологий.[2,3]

Помня все это, мы выбрали, кажется, самый последний, полный, честный и прозрачный отчет об общем следе Интернета. В нем делается вывод, что глобальная сеть связи потребила 1815 ТВтч электроэнергии в 2012 году. [4] Это соответствует 8% мирового производства электроэнергии в том же году (22 740 ТВтч). [5,6]

Если бы мы попытались обеспечить Интернет (2012 г.) генераторами с педальным приводом, каждый из которых вырабатывает 70 Вт электроэнергии, нам потребуется 8.2 миллиарда человек крутят педали в три смены по восемь часов 365 дней в году. (Потребление электроэнергии конечными устройствами включено в эти числа, поэтому водители педалей могут использовать свои смартфоны или ноутбуки во время работы). Солнечная или ветровая энергия также не является важным решением: 1815 ТВт-ч в три раза больше электроэнергии, произведенной всеми ветряными и солнечными электростанциями в 2012 году во всем мире. [7]

Сегодняшний Интернет не может работать на возобновляемых источниках энергии. Изображение: Wikipedia Commons.

По оценкам этих исследователей, к 2017 году потребление электроэнергии в Интернете вырастет до 2547 ТВтч (ожидаемый сценарий роста) до 3422 ТВтч (наихудший сценарий).Если реализуется наихудший сценарий, потребление энергии в Интернете почти удвоится всего за 5 лет. Обратите внимание, что дальнейшие улучшения в энергоэффективности уже включены в эти результаты. Без повышения эффективности потребление энергии Интернетом будет удваиваться каждые два года после увеличения трафика данных. [8]

Важно отметить, что рост потребления энергии в Интернете не столько из-за растущего количества людей, использующих сеть, как можно было бы предположить. Скорее, это вызвано растущим потреблением энергии на одного пользователя Интернета. Трафик данных в сети растет намного быстрее, чем количество интернет-пользователей (45% против 6-7% в год). [9] Для этого есть две основные причины. Первый — это эволюция в сторону портативных вычислительных устройств и беспроводного доступа в Интернет. Во-вторых, это увеличение скорости передачи доступного контента, в основном вызванное цифровизацией телевидения и популярностью потокового видео.

Растущее потребление энергии в Интернете происходит не столько из-за растущего количества людей, использующих сеть, как можно было бы предположить.Скорее, это вызвано растущим потреблением энергии на одного пользователя Интернета.

В последние годы мы наблюдаем тенденцию к созданию портативных альтернатив настольному компьютеру: сначала ноутбук, затем планшет и смартфон. Последний находится на пути к 100-процентному внедрению: в богатых странах 84% населения сейчас используют смартфоны. [9,4] Эти устройства потребляют значительно меньше электроэнергии, чем настольные компьютеры, как во время работы, так и во время производства, что придает им ауру устойчивости.Однако у них есть другие эффекты, которые более чем сводят на нет это преимущество.

Прежде всего, смартфоны переносят большую часть вычислительных усилий (и, следовательно, потребление энергии) с конечного устройства в центр обработки данных: быстрое внедрение смартфонов сочетается с столь же быстрым ростом облачных компьютерных услуг, которые позволяют пользователям, чтобы преодолеть ограничения объема памяти и вычислительной мощности мобильных устройств. [4,11] Поскольку данные, которые должны быть обработаны, и полученный результат должны быть переданы с устройства конечного использования в центр обработки данных и обратно, потребление энергии сетевой инфраструктурой также увеличивается.

Ограбление Питера, чтобы заплатить Полу, может повысить общую эффективность некоторых вычислительных задач и, таким образом, снизить общее потребление энергии, потому что серверы в центрах обработки данных управляются более энергоэффективно, чем наши конечные устройства. Однако это преимущество явно не распространяется на смартфоны, которые подключаются к Интернету по беспроводной сети с использованием широкополосного доступа 3G или 4G. Энергопотребление в сети сильно зависит от технологии локального доступа: «последней мили», которая соединяет пользователя с магистралью Интернета.

Проводное соединение (DSL, кабель, оптоволокно) является наиболее энергоэффективным методом доступа к сети. Беспроводной доступ через Wi-Fi увеличивает потребление энергии, но незначительно. [12,13] Однако, если беспроводной доступ осуществляется через вышку сотовой сети, потребление энергии резко возрастает. Беспроводной трафик через 3G потребляет в 15 раз больше энергии, чем WiFi, а 4G потребляет в 23 раза больше. [14] [См. Также 4, 15] Настольные компьютеры обычно подключались (и подключаются) к Интернету через проводную связь, но ноутбуки, планшеты и смартфоны подключаются по беспроводной сети, через Wi-Fi или через сотовую сеть.

Беспроводной трафик через 3G потребляет в 15 раз больше энергии, чем WiFi, в то время как 4G потребляет в 23 раза больше. Картина: jerry0984. CC.

Рост трафика мобильных данных был в некоторой степени ограничен «разгрузкой» WiFi: пользователи ограничивают возможность передачи данных через интерфейс 3G из-за значительно более высоких затрат и более низкой производительности сети. [4] Вместо этого они подключаются к сетям Wi-Fi, которые становятся все более доступными. С развитием сетей 4G преимущество WiFi в скорости исчезает: 4G имеет сопоставимую или более высокую пропускную способность сети по сравнению с WiFi.[14] Большинство сетевых операторов находятся в процессе широкомасштабного развертывания сетей 4G. Количество глобальных подключений 4G более чем удвоилось с 200 миллионов в конце 2013 года до 490 миллионов в конце 2014 года и, по прогнозам, достигнет 875 миллионов к концу 2015 года. [11,16,17]

Сочетание портативных вычислительных устройств и беспроводного доступа в Интернет также увеличивает время, которое мы проводим в сети. [11] Эта тенденция началась не со смартфонов.Ожидалось, что ноутбуки снизят потребление энергии в Интернете, но они повысили его, потому что люди гораздо чаще использовали удобство и портативность ноутбука, чтобы быть в сети. «Только с ноутбуком компьютер вошел в гостиную». [18]

Смартфоны — следующий шаг в этой эволюции. Они позволяют использовать данные во многих местах дома и за его пределами, наряду с более традиционными вычислениями. [19] Например, полевые исследования показали, что смартфоны интенсивно используются для заполнения «мертвого времени» — небольших промежутков времени, не сосредоточенных на одной конкретной деятельности и часто воспринимаемых как непродуктивное время: ожидание, поездка на работу, скука, перерывы на кофе и т. Д. или «недостаточно стимулирующие социальные ситуации».Смартфоны также стали играть важную роль перед сном, потому что ночью их вызывают в последнюю очередь, а утром — в первую очередь. [19]

Мы используем наши все более энергоэффективные устройства в течение более длительного времени, поскольку мы отправляем все больше и больше данных по всемирной инфраструктуре.

Учитывая эти тенденции, становится ясно, что не каждый смартфон может заменить ноутбук или настольный компьютер. Оба используются рядом друг с другом и даже одновременно. В заключение, благодаря смартфонам и беспроводному Интернету мы теперь подключены в любом месте и в любое время, используя наши все более энергоэффективные устройства в течение более длительного времени, поскольку мы отправляем все больше и больше данных по всемирной инфраструктуре.[19,20]

В результате увеличивается потребление энергии от самих мобильных устройств и, что гораздо важнее, в центрах обработки данных и сетевой инфраструктуре. Кроме того, давайте не будем забывать, что звонок кому-либо с помощью смартфона стоит больше энергии, чем звонок кому-либо с помощью мобильного телефона.