zuletzt aktualisiert am 28. Januar 2020
Low-tech Magazine stellt den Glauben an technischen Fortschritt infrage und zeigt das Potenzial vergangenen Wissens und alter Technologien auf, um eine nachhaltige Gesellschaft zu entwerfen. Da ein Redesign unserer eigenen Website schon lange überfällig war – und weil wir gern nach unseren eigenen Grundsätzen handeln wollten - haben wir uns entschieden, eine low-tech-Website zu entwickeln, die unsere Bedürfnisse erfüllt und unseren Prinzipien entspricht.
Um den Energieverbrauch zu reduzieren, entschieden wir uns für ein Webdesign, welches zurück zu den Ursprüngen zeigt. Wir benutzen statische Seiten anstelle eines datenbankgetriebenen Content-Management-Systems. Darüber hinaus wenden wir Defaultschriften, geditherte Bilder, Optionen zum offline-Lesen und andere Tricks an, um den Energieverbrauch weit unter denjenigen einer durchschnittlichen Website zu drücken. Als zusätzlicher Nutzen helfen die Anforderungen für niedrigen Ressourcenverbrauch auch dabei, die Website für Benutzer mit älteren Computern und/oder weniger zuverlässigeren Internetverbindungen zugänglich zu halten.
Da sie so wenig Energie verbraucht, kann diese Website auf einem Kleincomputer mit der Rechenleistung eines Mobiltelefons laufen. Sie benötigt ein bis zweieinhalb Watt Leistung. Diese wird von einer kleinen photovoltaischen Anlage im Inselnetz geliefert, deren Solarpanels auf dem Balkon der Wohnung des Autors stehen. Wie es typisch für Inselnetze mit erneuerbaren Energien ist, gibt es nur begrenzte Möglichkeiten zur Energiespeicherung. Das bedeutet, dass die Website sich während längerer Phasen wolkigen Wetters abschaltet.
Warum schaltet sie sich offline?
Wann ist die beste Zeit zum Besuch?
Wie ist die Website entworfen?
Was für Hardware und Software verwendet Ihr?
Was passiert mit der alten Website?
Der solarbetriebene Server in den Medien (Englisch)
Warum eine low-tech-Website ?
Man hat uns schon häufig erzählt, dass das Internet die Gesellschaft “dematerialisieren” und den Energieverbrauch verringern würde (Englisch). Entgegen dieser Voraussagen ist es stattdessen selbst ein großer und schnell wachsender Energieverbraucher geworden. Nach den jüngsten Schätzungen verbraucht das gesamte Netz bereits 10% der Energieproduktion der Welt, und der Datenverkehr verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre.
Um die negativen Konsequenzen auszugleichen, die mit diesem hohen Energieverbrauch zusammenhängen, wurde vorgeschlagen, Rechenzentren mit erneuerbaren Energien zu versorgen, um ihre Emissionen zu verringern. Der von Greeenpeace herausgegebene, jährlich herausgegebene ClickClean Report stuft größere Internetfirmen gemäß ihrer Verwendung erneuerbarer Energiequellen in einem Ranking ein.
Rechenzentren mit erneuerbaren Energiequellen zu betreiben, ist aber nicht genug, um den wachsenden Energieverbrauch des Internets anzugehen. Erstens verbraucht das Internet bereits dreimal mehr Energie als alle Wind- und Solarkraftwerke der ganzen Welt zur Verfügung stellen. Dann verbraucht auch der Bau und die Wartung von Kraftwerken für erneuerbare Energie selbst wieder Energie (Englisch), und das bedeutet, dass wir weiter fossile Brennstoffe brauchen, wenn der Datenverkehr weiterhin ansteigt.
Schließlich sind Solar- und Windenergie nicht immer verfügbar. Das bedeutet, dass ein Internet, welches mit erneuerbaren Energiequellen betrieben wird, Infrastruktur für Energiespeicherung und -Übertragung braucht, deren Herstellung und Ersatz selbst auch den Einsatz von fossilen Brennstoffen erfordert. Webseiten mit erneuerbaren Energien zu versorgen ist keine schlechte Idee; der Trend zu wachsendem Energieverbrauch muss aber auch im Auge behalten werden.
Websites werden “fetter”
Der wachsende Energiebedarf des Internets hängt mit zwei Trends zusammen. Einerseits werden die Inhalte zunehmend ressourcenintensiv. Das hat eine Menge mit der wachsenden Bedeutung von Videostreaming bei der Internetnutzung zu tun, aber ein ähnlicher Trend kann auch bei Webseiten beobachtet werden.
Die Größe der durchschnittlichen Webseite (definiert als die durchschnittliche Größe der 500.000 beliebtesten Webseiten) hat von 0,45 Megabytes im Jahr 2010 auf 1,7 Megabytes im Juni 2018 zugenommen. Für mobile Websites ist das durchschnittliche “Seitengewicht” um das zehnfache von 0,15 MB im Jahr 2011 auf 1,6 MB im Jahr 2018 gestiegen. Mit unterschiedlichen Messmethoden berichten andere Quellen über durchschnittliche Seitengrößen von bis zu 2,9 MB im Jahr 2018.
Die Größe der durchschnittlichen Webseite hat sich von 2010 bis 2018 mindestens verdreifacht.
Das Wachstum des Datenverkehrs übertrifft die Fortschritte bei der Energieeffizienz (die Energie, die erforderlich ist, um ein Megabyte von Daten über das Internet zu übertragen), und daraus ergibt sich ein stetig steigender Energieverbrauch.
Darüber hinaus erhöhen “schwerere” oder “größere” Websites nicht nur den Energieverbrauch der Netzwerkinfrastruktur, sondern sie verkürzen auch die Lebensdauer von Computern, denn 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
Ein zweiter Grund für den wachsenden Energiebedarf des Internets ist, dass wir mehr und mehr Zeit online verbringen. Vor der Verbreitung von tragbaren Endgeräten und drahtlosem Netzwerkzugang waren wir nur dann mit dem Netz verbunden, wenn wir im Büro, zuhause oder in einer Bibliothek mit einem Desktop-Computer verbunden waren. Nun leben wir in einer Welt, in der wir immer online sind, egal wo wir uns befinden – manchmal sogar mit mehr als einem Gerät gleichzeitig.
Dauerhafter Netzwerkzugang passt nicht gut zu erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie, die nicht immer verfügbar sind.
Ständig verfügbarer Internetzugang wird von einem Cloud-Computing-Konzept begleitet. Dieses soll energieeffizientere Endgeräte um den Preis erhöhten Energieverbrauchs in den Rechenzentren ermöglichen. Aktivitäten, die problemlos offline geschehen könnten – wie das Schreiben eines Dokuments, das Editieren eines Spreadsheets, das Abspeichern von Daten – erfordern jetzt durchgehenden Netzwerkzugang. Das passt nicht gut zu erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie, die nicht immer verfügbar sind.
Auf beide Aspekte eingehen
Unser neues Webdesign geht auf beide Aspekte ein. Dank einem low-tech Webdesign haben wir es geschafft, die durchschnittliche Seitengröße dieses Blogs verglichen mit dem alten Design um den Faktor fünf zu verringern. Dabei haben wir die Website gleichzeitig visuell attraktiver gemacht. Zweitens läuft unsere Website zu 100% mit Solarenergie, und zwar nicht nur nominell sondern wirklich. Sie hat ihren eigenen Energiespeicher und schaltet sich während längerer Zeiträume wolkigen Wetters offline.
Wie ist die Website entworfen?
Das Internet ist kein autonomes Wesen. Sein wachsender Energieverbrauch ist die Konsequenz von Entscheidungen die von Softwareentwicklern, Webdesignern, Marketing-Abteilungen, Herausgebern und Internetnutzern getroffen wurden. Mit einer schlanken, solarbetriebenen Website als Insellösung wollen wir zeigen, dass man sich auch anders entscheiden kann.
Die durchschnittliche Seitengröße dieser Website liegt unter 0,5 MB – grob ein Sechstel der durchschnittlichen Seitengröße der ursprünglichen Website.
Gemittelt über die etwa 100 Artikel, die auf der solarbetriebenen Website online sind, beträgt das durchschnittliche Seitengewicht unterhalb von 0,5 MB – nur etwa ein Fünftel der durchschnittlichen Seitengröße mit dem vorherigen Design, und weniger als ein Drittel der durchschnittlichen Seitengröße der 500.000 beliebtesten Blogs im Juni 2018. Das Seitengewicht für jeden Artikel auf dieser Website wird in der linken unteren Ecke des Bildschirms angezeigt.
Es folgen einige der Designentscheidungen, die wir getroffen haben um den Energieverbrauch zu reduzieren. Wir haben auf Github ein separates Dokument über die Schwerpunkte im Frontend veröffentlicht, sowie ein weiteres mit dem Schwerpunkt auf dem Backend. Zuletzt haben wir den Quellcode für das Design unserer Seite veröffentlicht.
Generator für die statische Website
Eine der fundamentalen Entscheidungen, die wir getroffen haben, war eine statische Website aufzubauen. Die meisten neueren Websites nutzen Programmiersprachen auf der Serverseite, welche die Website durch das Abfragen einer Datenbank dynamisch generieren. Das bedeutet, dass diese jedes Mal neu erzeugt wird, wenn jemand eine Website besucht.
Eine statische Website dagegen wird einmal erzeugt und existiert als einfacher Satz von Dateien auf der Festplatte des Servers. Sie ist immer da – nicht nur, wenn jemand die Seite besucht. Statische Websites basieren auf dem Ablegen von Dateien, während dynamische Websites von wiederkehrender Berechnung abhängig sind. Statische Websites verbrauchen also weniger Rechenleistung und daher auch weniger Energie.
Eine statische Website verbraucht weniger Rechenleistung, da sie nicht immer wieder neu berechnet werden muss
Die Entscheidung für eine statische Website ermöglichte es uns, die Site schlicht von unserem Heimbüro in Barcelona aus zu bedienen. Es wäre nahezu unmöglich, dasselbe mit einer datenbankbasierten Website zu tun, da das zu viel Energie verbrauchen würde. Es wäre auch ein relativ großes Sicherheitsrisiko. Obwohl ein Webserver mit einer statischen Site gehackt werden kann, gibt es so erheblich weniger Angriffsvektoren und der mögliche Schaden lässt sich einfacher beheben.
Geditherte Bilder
Als unsere größte Herausforderung zeige es sich, die Größe der Site zu verringern und sie gleichzeitig nach wie vor attraktiv aussehen zu lassen. Da die Übertragung von Bildern den größten Teil der Bandbreite ausmacht, wäre es im Prinzip leicht, eine kleine Website zu erhalten, indem man Bilder ganz weglässt, ihre Anzahl verringert oder sie viel kleiner macht. Visuelle Elemente sind aber ein wichtiger Teil der Attraktivität von Low-tech Magazine, und ohne sie wäre die Website nicht dieselbe.
Durch Dithering können wir den Ressourcenbedarf von Bildern auf ein Zehntel verkleinern und sie dennoch größer darstellen als auf der alten Website.
Stattdessen haben wir uns entschieden, eine schon fast vergessene Technik zur Bildkompression namens Dithering anzuwenden. Die Zahl der Farben in einem Bild zusammen mit dem Dateiformat und der Auflösung tragen zur Größe eines Bildes bei. Daher haben wir uns zunächst dafür entschieden, alle Bilder nach Schwarzweiss mit vier Graustufen zu konvertieren, anstatt vollfarbige Bilder hoher Auflösung zu verwenden. Diese Schwarzweissbilder werden dann gemäß der Kategorie des Inhalts durch die eingebauten Nachbearbeitungsfunktionen von Browsern eingefärbt.
Wenn sie mit diesem Dithering-Plugin komprimiert werden, machen die Bilder in den Artikeln die Inhalte nicht so viel größer: verglichen mit der alten Website sind Bilder nur etwa ein Zehntel so groß und ressourcenintensiv.
Defaultschriften / kein Logo
Alle Ressourcen, die nachgeladen werden müssen – inklusive Schriftarten und Logos – bedeuten zusätzliche Abfragen beim Server; sie verbrauchen Speicherplatz und Energie. Daher lädt unsere neue Website keine speziellen Schriften und wir haben die Deklaration von Fontfamilien entfernt. Das bedeutet, dass Besucher die Defaultschrift ihres Browsers sehen werden. Nur eine Version der Schrift wird verwendet (die mit normalem Gewicht, nicht z.B. die fette oder schlanke). Wir möchten damit zeigen, dass auch die Hierarchie von Inhalten kommuniziert werden kann, ohne zahlreiche Schrifttypen und -Versionen zu laden.
Besucher werden die Defaultschrift ihres Browsers sehen, es müssen keine speziellen Schriftarten nachgeladen werden.
Für das Logo halten wir es ähnlich. Tatsächlich hatte Low-tech Magazine nie wirklich ein eigenes Logo, nur das Bannerbild eines Speers als low-tech-Waffe gegen die vorherrschenden Behauptungen der High-tech. Anstelle einer eigens entwickelten Logoschrift, die wiederum die Erzeugung und Verteilung von dedizierten Schriftarten und Bildern bedeuten würde, besteht die neue visuelle Identität von Low-tech Magazine aus einer einzelnen typografischen Veränderung. Wir benutzen anstelle des Bindestrichs jetzt den nach links zeigenden Pfeil im Namen: LOW←TECH MAGAZINE. Diese vereinfachte Identität ist sowohl aus der Vergangenheit als auch vom Bannerbild des vorherigen Designs inspiriert.
Warum schaltet sie sich offline?
Eine ganze Menge Webhostingfirmen behaupten, dass ihre Server mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Selbst wenn sie tatsächlich Solarstrom vor Ort erzeugen und nicht nur mit dem Pflanzen von Bäumen oder Ähnlichem ihren aus fossilen Brennstoffen erzeugten Strom ausgleichen, sind ihre Websites immer online.
Das bedeutet, dass sie entweder einen riesigen Batteriespeicher vor Ort haben müssten (was die Nachhaltigkeit ihrer Versorgung infrage stellen würde) oder dass sie sich auf den Netzstrom verlassen, während sie nicht genug Solarstrom erzeugen können. Das wiederum bedeutet aber, dass sie nicht wirklich zu 100% mit Solarstrom betrieben werden.
Unter allen Umständen den Server online zu halten braucht einfach zu viel Batteriekapazität, wodurch das System teuer und wenig nachhaltig wird.
Diese Website läuft in einem mit Solarstrom betriebenen Inselnetz mit eigenem Energiespeicher, und schaltet sich während längerer Phasen von bewölktem Wetter ab. Eine Verfügbarkeit von weniger als 100% ist essenziell für die Nachhaltigkeit eines solaren Inselnetzes, da oberhalb einer bestimmten Schwelle mehr Graue Energie für die Herstellung und den Ersatz von Batterien eingesetzt werden muss als fossile Energie durch den Strom aus den Solarpanels eingespart werden kann.
Neben der Nachhaltigkeit (und den Kosten) hat die Wohnung des Autors auch nur in begrenztem Maße Raum für die Installation von Solarpanels und Batterien. Den Server unter allen Umständen online zu halten – also das normale Geschäftsmodell von Webhosting-Firmen – braucht einfach zu viel Batteriekapazität.
Wie häufig ist sie offline?
Im Laufe etwa eines Jahres (351 Tage vom 12. Dezember 2018 bis zum 28. November 2019) war der Server für 95,26% der Zeit verfügbar. Das bedeutet, dass wir für insgesamt 399 Stunden offline waren (was wiederum 16,64 Tagen entspricht).
Diese Zahlen erzählen allerdings nicht die ganze Geschichte. Während der ersten Zehn Monate des Zeitraums war der Server für 98,2% der Zeit verfügbar. Er war also für nur 152 Stunden (6,4 Tage) offline – und das schließt die Wintermonate mit ein.
Vom 1. Oktober bis zum 30. November 2019 stürzte die Verfügbarkeit auf 80,17% ab. Dies hing mit einem Softwareupgrade des Linux-Kernels zusammen, der den durchschnittlichen Energieverbrauch des Servers von 1,19 auf 1,49 Watt erhöhte, weswegen die Website jede Nacht für wenigstens einige Stunden offline ging.
Die obige Grafik zeigt die Leistungsaufnahme des Servers vom 15. Juli bis zum 15. November 2019. Der Effekt des Softwareupgrades wird dort klar sichtbar. Die Leistungsaufnahme ist null, wenn der Server offline ist. Vor dem Softwareupgrade ist das nur hin und wieder während längerer Schlechtwetterperioden der Fall. Ab Oktober passiert das aber jede Nacht. Die zwei Peaks am Beginn des Novembers zeigen zwei Versuche, die Batterie mit Netzstrom aufzuladen, da wir anfänglich dachten, dass das Problem mit einer alternden Batterie zusammenhängt.
Alle obigen Daten beziehen sich auf ein System aus einem 50W-Solarpanel und einem Energiespeicher äquivalent einem 86,4W Bleiakku. Seit Dezember 2019 haben wir das System mit verschiedenen Größen von Solarpanels und Batterien betrieben. Die Verfügbarkeit des Systems mit diesen Konfigurationen ist noch nicht ermittelt. Im Moment betreiben wir die solare Website mit einem 30W-Solarpanel und einem Bleiakku von 168 Wh (Wattstunden) Kapazität.
Wann ist die beste Zeit zum Besuch?
Die Zugänglichkeit dieser Website hängt vom Wetter in Barcelona ab, wo der solar versorgte Webserver sich befindet. Da sie mit Solarstrom betrieben wird, ist die Website während der Sommermonate am zuverlässigsten online. Um es unseren Lesern zu ermöglichen, ihren Besuch des Low-tech Magazine zu “planen”, geben wir ihnen mehrere Datenpunkte an die Hand.
Eine Batteriestandsanzeige stellt eine sehr wichtige Information zur Verfügung, da sie dem Besucher mitteilt, dass das Blog möglicherweise gleich offline geht – oder dass es andererseits zuverlässig möglich ist, jetzt zu lesen. Das Design der Website enthält eine Hintergrundfarbe, welche die verbleibende Kapazität der solargeladenen Batterie zeigt, die den Server mit Strom versorgt. Eine abnehmende Höhe zeigt an, dass es in Barcelona Nacht geworden ist oder dass das Wetter schlecht ist.
Um es unseren Lesern zu ermöglichen, ihren Besuch des Low-tech Magazine zu “planen”, stellen wir ihnen zum Beispiel eine Batteriestandsanzeige und einen Wetterbericht zur Verfügung.
Zusätzlich zur Batterieanzeige, wird noch andere Information über den Webserver mit einem Statistik-dashboard visualisiert. Dieses zeigt Kontextinformation für den Standort des Servers: Uhrzeit, aktuelle Bewölkung, zu erwartende Wetterbedingungen und die Zeit seit dem letzten Herunterfahren aufgrund zu geringer Energie.
Um auf das Low-tech Magazine unabhängig vom Wetter zuzugreifen, bieten wir mehrere Optionen zum offline-Lesen. Es gibt ein 710 Seiten langes, sehr gut gebundenes Taschenbuch mit den 37 neuesten Artikeln der Website (auf Englisch) (2012 to 2018), und einen zweiten Band mit einer Sammlung von Artikeln aus den Jahren 2007 bis 2011.
Was für Hardware und Software verwendet Ihr?
Wir haben drei zusätzliche Artikel mit detaillierten technischen Informationen veröffentlicht:
- Wie baut man eine low-tech-Website: Software und Hardware, mit dem Schwerpunkt auf dem Backend.
- Wie baut man eine low-tech-Website: Designtechniken und -Prozess, mit dem Schwerpunkt auf dem Frontend.
- Wie nachhaltig ist eine solar versorgte Website?, mit dem Schwerpunkt auf der Dimensionierung des Systems zur solaren Stromversorgung und dem optimalen Gleichgewicht zwischen Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit.
SERVER: Diese Website läuft auf einem Olimex A20-Computer. Er hat eine Taktrate von 2 Ghz, 1 GB RAM, und 16 GB Datenspeicher. Der Server verbraucht 1 bis 2,5 Watt Eingangsleistung.
SERVER SOFTWARE: Der Webserver läuft mit Armbian Stretch, einem auf Debian basierendem Betriebssystem, welches SUNXI kernel verwendet. Wir haben eine technisches Dokument zur Konfiguration des Webservers geschrieben.
DESIGN SOFTWARE: Die Website wurde mit Pelican, einem statischen Site-Generator, erzeugt. Wir haben den Quellcode für ‘solar’, unser eigenes Pelican-Theme, hier verfügbar gemacht.
INTERNETVERBINDUNG. Der Server ist über eine faseroptische 100 Mbit/s-Leitung ans Internet angeschlossen. Der Router ist so konfiguriert. Der Router wird im Moment noch mit Netzstrom versorgt und verbraucht 10 Watt Eingangsleistung. Wir untersuchen derzeit, wie man den energiehungrigen Router mit einem effizienteren Modell ersetzen kann, der dann auch mit Solarstrom betrieben werden kann.
SOLARSYSTEM. Im Moment läuft der Server an einem System mit einem 30W-Solarpanel und einem Bleiakku von 168 Wh. Wir experimentieren aber nach wie vor mit anderen Konfigurationen. Zum Solarsystem gehört auch ein 10 Ampere-Laderegler.
Was passiert mit der alten Website?
Das solarbetriebene Low-tech Magazine ist ein Projekt in Arbeit. Im Moment bleibt das Netzbetriebene Low-tech Magazine noch online. Wir möchten die Leser ermutigen, die solarbetriebene Website zu besuchen, soweit sie verfügbar ist. Was später geschehen wird ist noch nicht klar. Es gibt mehrere Möglichkeiten, aber viel hängt von unseren Erfahrungen mit dem solarbetriebenen Server ab.
Bis wir uns entscheiden, wie wir die alte mit der neuen Website integrieren wollen, wird man Kommentare zu den Artikeln nur auf dem Netzbetriebenen Low-tech Magazine schreiben und lesen können, die von TypePad gehostet wird. Wenn Du einen Kommentar zur solarbetriebenen Website selbst schreiben möchtest, dann schick bitte eine Email an solar (at) lowtechmagazine (Punkt) com. Dein Kommentar wird dann am Fuß dieser Website veröffentlicht.
Wer hat diese Website geschrieben?
Idee: Kris De Decker
Webdesign und Entwicklung: Marie Otsuka, Roel Roscam Abbing.
Computerhardware: Roel Roscam Abbing
Solare Hardware: Kris De Decker
Gedruckte Website: Lauren Traugott-Campbell.
Contentverwaltung: Kathy Vanhout
Dieses Projekt wurde zum Teil von der Maharam-Stiftung unterstützt.
Kann ich helfen?
Na klar.
Einerseits suchen wir nach Ideen und Feedback, um die Website zu verbessern und ihren Energieverbrauch weiter zu verringern. Wir werden das Projekt ausführlich dokumentieren, so dass andere auch Low-tech Websites aufbauen können. Hier gibt es ein paar spezifische technische Fragen, die wir haben.
Zum Kommentieren, schick bitte eine Email an solar (at) lowtechmagazine (Punkt) com. Dein Kommentar wird dann am Fuß dieser Website veröffentlicht
Andererseits hoffen wir, dass manche Leser bereit sind, dieses Projekt mit einem finanziellen Beitrag zu unerstützen. Die netzbetriebene Versionvon Low-tech Magazine wurde seit ihrem Beginn im Jahr 2007 mit Anzeigen finanziert. Anzeigen sind aber mti dem speziellen Design der solaren Website nicht technisch kompatibel. Daher suchen wir nach anderen Arten, die Website zu finanzieren:
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Wir bieten eine gedruckte Version der Website im print-on-demand-Verfahren an. Auf diese Weise kann man Low-tech Magazine auf Papier lesen, am Strand, in der Sonne oder wo und wann Ihr möchtet.
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Ihr könnt uns finanziell unterstützen mit PayPal, Patreon und LiberaPay.
Zum Kommentieren, schick bitte eine Email an solar (at) lowtechmagazine (Punkt) com.