Pi Stromkosten-Rechner

Unser Pi-Stromkostenrechner ist ein Tool, mit dem Sie Ihre Stromkosten für Ihre Raspberry Pi-Flotte berechnen können. Für Unternehmen mit vielen Raspberry Pi-Knoten kann diese Berechnung eine entscheidende Rolle bei der Ermittlung der Kosten spielen.

Wenn Sie mehr Details suchen, haben wir alle Berechnungen in dem Artikel unter dem Tool erklärt. Wir sagen Ihnen alles, was Sie über die Stromverbrauchskosten für Ihren Raspberry Pi wissen müssen.

Unser interaktives Tool:

Da Sie nun wissen, wie viel Energie Ihr Raspberry Pi verbraucht und wie hoch die Kosten für den Betrieb sind, können Sie ermitteln, wie viel der Betrieb Ihrer Raspberry Pi-Flotte kosten wird.

Im Folgenden erfahren Sie, wie das alles funktioniert.

Die Grundlagen

Wir beginnen mit einigen Grundlagen:

• Amperes (Ampere)Stromstärke: Dies ist die Stromstärke, d. h. wie viel elektrische Energie durch einen Leiter oder ein Gerät fließt. Stellen Sie sich Ampere als Anzahl der Elektronen vor, die pro Sekunde durch die Leitung fließen.
• Spannungen: Das ist die elektrische Potentialdifferenz. Man kann sich dies als den Druck vorstellen, unter dem die Elektronen fließen - ähnlich wie der Wasserdruck in einem Rohr.
• WattsDie tatsächliche Leistung, die sich aus der Multiplikation von Ampere und Volt ergibt, wird als Arbeit pro Sekunde definiert.

Wichtig ist, dass die Wattzahl unabhängig von der Spannung und vom verwendeten Gleich- oder Wechselstrom (DC oder AC) ist - es handelt sich um die tatsächlich abgegebene Leistung. 

In der Regel rechnen die Versorger in kWh - Kilowattstunden - ab. Dies ist die gelieferte Leistung, die über die Zeit summiert wird, in der sie geliefert wurde.

Die Kilowattstunden sind die tatsächliche Arbeit, die das Energieversorgungsunternehmen an Ihr Unternehmen liefert.

Schauen wir uns den Raspberry Pi 4 einmal genauer an.

Stromverbrauch des Raspberry Pi 4

Der Pi 4 ist keine Glühbirne. Er verbraucht (und liefert) nicht ständig die gleiche Menge an Strom. Je nachdem, wofür Sie ihn verwenden, werden Teile seines SoC (der silberne Chip auf dem Pi, das geniale Gerät, das den Kern der Magie des Pi ausmacht) ein- und ausgeschaltet.  

Wir können den Pi 4 auch mit einer Person vergleichen. Wenn Sie sich ausruhen, zum Beispiel einen Film auf Ihrem KODI-Medienzentrumdann brauchen Sie viel weniger Energie, als wenn Sie einen Marathon laufen würden. Trotzdem ist es die gleiche Person.

Aus diesem Grund ist es wichtig, den Stromverbrauch des Pi 4 im Leerlauf zu betrachten, aber auch den Stromverbrauch unter hoher Last. 

Ein wichtiger Hinweis vorweg: Externe Geräte (USB-Geräte, die Strom verbrauchen, z. B. externe Festplatten, SSDs usw.) sind hier noch nicht berücksichtigt - Sie können sie aber mit den unten aufgeführten Formeln leicht hinzufügen.

Ich verwende die Leistungsmessungen des excellent Alex Eames von Raspi.TV als Grundlage für meine Berechnungen. Herzlichen Dank, Alex!

Der Pi 4 nimmt die folgenden Ströme auf:

• 575 mA im Leerlauf
• 885 mA, während LXDE geladen wird
• 600 mA zur Anzeige von 1080p-Videos 
• 640 mA für 1080p-Videoaufnahmen

Wir nehmen den unteren und oberen Wert, 575 mA und 885 mA. Der durchschnittliche Stromverbrauch des Pi 4 sollte in etwa dazwischen liegen. 

Weil die offizielle USB-C-Stromversorgung 5,1 V liefert, können wir die mA (m steht für Milli, ein Tausendstel) in Watt umwandeln: 

• 2,93 W im Leerlauf
• 4,51 W, während der Pi 4 LXDE lädt

Der Pi 4 verbraucht im Durchschnitt zwischen 3 und 5 W.

Die Stromversorgung

Ein wichtiger Faktor, der bei der Berechnung der tatsächlich vom Stromversorger bezogenen Leistung eine Rolle spielt, darf nicht außer Acht gelassen werden: die Stromversorgung selbst. 

Auch wenn die offizielle USB-C-Stromversorgung sehr effizient ist, ist er nicht perfekt. Er verbraucht etwas Strom für seine eigenen Schaltkreise.

Das USB-C-Netzteil wurde nach dem Efficiency Marking Protocol (einem in den Vereinigten Staaten eingeführten Standard) zertifiziert. Hier ist ein PDF mit weiteren Hintergrundinformationen. 

Diese Norm wurde eingeführt, nachdem man schockiert festgestellt hatte, dass viele ineffiziente Netzteile (mit linearen Reglern) bis zu 50 % des Stroms selbst verbrauchten - unabhängig davon, ob das Gerät, das sie versorgen sollten, aktiv war oder nicht! Viele sagten voraus, dass um das Jahr 2010 herum die Netzteile allein bis zu 30 % des gesamten Stroms in den USA verbrauchen würden.

Natürlich musste diese Situation behoben werden, was zu dieser Norm führte. 

Die offizielle Stromversorgung hat eine Spannung von 5,1 V und eine maximale Stromstärke von 3 A, die es liefern kann. Dies entspricht einer maximalen Leistung von 15,5 W (5,1 V * 3 A), die er an den Pi liefern kann. Bitte bedenken Sie, dass wir hier mit Durchschnittswerten arbeiten - der Pi wird in sehr kurzen Intervallen sehr viel Strom verbrauchen, so dass mehr als die 4,51 W zur Verfügung stehen müssen. Über die Zeit gemittelt, auch unter Last, sollten wir die von Alex gemessene Leistungsaufnahme sehen. Außerdem muss das Netzteil auch USB-Geräte mit Strom versorgen, falls Sie welche an den Pi angeschlossen haben, was ich einkalkuliert habe.

Die Macht der Mathematik

Nach der Norm (VI) darf das offizielle Pi 4-Netzteil maximal 0,1 W im Leerlauf, d. h. wenn kein Pi angeschlossen ist. (Der tatsächliche Wert im Datenblatt beträgt maximal 0,075 W)

Die Norm verlangt außerdem, dass der Pi 4 mit Strom versorgt wird und dass der Wirkungsgrad der Stromumwandlung mindestens so hoch sein muss:

0,0834 x ln ( Pout) - 0,0014 x Pout + 0,609

Dies ist der natürliche Logarithmus, Pout ist die an den Pi abgegebene Leistung.

• einen Wirkungsgrad von mindestens 69 % für den Pi 4 im Leerlauf 
• mindestens 73 % Effizienz für den Pi 4, während er LXDE lädt

Wenn der Pi 4 hart arbeitet, muss die Stromversorgung effizienter sein - eine interessante Erkenntnis! 

Laut Datenblatt des Pi 4-Netzteils beträgt der Mindestwirkungsgrad bei 10 % Last 72 % und mindestens 81 % bei 100 % / 75 % / 50 % / 25 % Last. Ich werde die von mir oben berechneten Werte weiter verwenden, da sie auch für jedes andere Netzteil mit VI-Zertifizierung gelten sollten. 

An der Steckdose zieht der Pi 4 tatsächlich Strom:

• 4,22 W Leistung im Leerlauf
• 6,20 W Leistung während LXDE geladen wird

Berechnet für ein ganzes Jahr

Ein Tag hat 24 Stunden, das Jahr hat 365 Tage (meistens). Die Kilowattstunden sind so, wie sie angegeben sind: 1000 W * Anzahl der Stunden:

• 36,98 kWh Stromverbrauch im Leerlauf pro Jahr
• 54,28 kWh Stromverbrauch beim Laden von LXDE pro Jahr
• 0,88 kWh, wenn das Netzteil für den Pi 4 365/24/7 in die Steckdose gesteckt würde - ohne Pi. (Tatsächlicher Wert noch niedriger, da das Datenblatt maximal 0,075 W angibt)

Die Kosten

Die Energiepreise schwanken derzeit.

In Deutschland gehören sie zu den höchsten in Europa - auch unter Berücksichtigung der Einkommensbereinigung. Für die Berechnungen habe ich einen Preis von 32,8 Cent pro kWh verwendet, laut diese zwei Quellen.

Der Preis könnte für Sie niedriger sein. Bitte führen Sie in diesem Fall die Berechnungen erneut durch.

Ich werde auch die Preise angeben, die ich für das Vereinigte Königreich veranschlagt habe und die deutlich niedriger sind. Ich habe verwendet diese Website als Quelle:

• 13 Pence pro kWh im Durchschnitt
• 20 % MEHRWERTSTEUER
• 1,17783 € / GBP
• = 18,39 Euro-Cent pro kWh

Hier sind die Ergebnisse:

• 12,13 € Stromkosten für die Pi 4 im Leerlauf 365 / 24 / 7
  • 6,80 € Stromkosten in Großbritannien
• 17,80 € Stromkosten für den Pi 4 unter Last, 365 / 24 / 7 (das ganze Jahr hindurch!)
  • 9,98 € Stromkosten in Großbritannien
• 00,29 € Stromkosten für das USB-C-Netzteil, wenn es einfach in die Steckdose gesteckt wird, ohne Pi, ein ganzes Jahr lang
  • 0,16 € in Großbritannien
  • Beachten Sie, dass dieser Wert sogar noch niedriger ist, da die Stromversorgung des Raspberry Pi noch effizienter ist!

Und das alles einschließlich der Mehrwertsteuer.

Geld sparen

Dieser Artikel kann uns einen groben Anhaltspunkt dafür geben, was ein Desktop-Computer im Vergleich dazu an Strom verbraucht.

In dem Artikel aus dem Jahr 2007 ist von einem tatsächlichen Verbrauch von 120 bis 150 W die Rede (vor dem Wirkungsgrad des Netzteils).

Aber nehmen wir einmal an, Sie verwenden einen wirklich stromsparenden x86-Computer als Mini-Server. Möglicherweise ein altes Notebook. Und dass dieser x86-Rechner (Stromaufnahme aus der Steckdose) nur das 10-fache eines Pi 4 verbraucht:

• 62 W im Durchschnitt
• 543 kWh pro Jahr
• 178,14 € Stromkosten pro Jahr für Ihren wirklich stromsparenden x86-Server
  • 99,87 € Stromkosten in Großbritannien

Der tatsächliche Unterschied zwischen dem Pi 4 und dem "effizienten x86-Server" beträgt allein für den Stromverbrauch 160,34 € pro Jahr.

Je nachdem, wie schwer Ihr Server ist und wie ineffizient seine Stromversorgung ist, können Sie sogar noch höhere Einsparungen erzielen.

Ich sollte erwähnen, dass es auch recht stromsparende Intel Atom SoCs gibt, die weniger Strom verbrauchen - laut zu diesem Artikelsind wir irgendwo zwischen 10 und 15 W im Leerlauf. Immer noch zwei- bis dreimal so viel wie der Pi).

Beim 24/7-Betrieb eines kleinen Servers ist ein Pi 4 Komfort-Set von unserer Schwesterfirma, buyzero.deIm Vergleich zu einem klassischen Desktop-PC als Server würden Sie damit Geld sparen:

• Pi 4 Komfort-Set: 95 €
• Versand (innerhalb Deutschlands): 4,99 €
• Stromverbrauch: 17,80 €
• Gesamtkosten im ersten Jahr: 117,79 €
• Sie sparen, im Vergleich zu x86: 60,35 €.

Sie sparen bereits im ersten Jahr des Besitzes Geld.

Schlussfolgerung

Ein Raspberry Pi kann Ihre geschäftlichen Ziele unterstützen, sowohl in ökologischer als auch in finanzieller Hinsicht.