Gebruik deze interactieve tool om de stroomkosten voor uw Raspberry Pi te berekenen.

Een klant stelde me een onschuldige vraag:

Ik wil graag een Raspberry Pi gebruiken voor de volgende twee doeleinden:

a) Pi Hole om advertenties te filteren 
b) Baikal-server voor Carddav en Caldav

Welke Pi zou u aanbevelen, rekening houdend met stroomverbruik, warmteontwikkeling, enz.

Mijn antwoord vereiste wat onderzoek:

Voor mij was het duidelijk dat de Pi 4 / 4 GB  zou de server van mijn keuze, natuurlijk met de FLIRC zaak voor passieve warmteafvoer. Geen lawaai, geen bewegende delen. GBit Ethernet, ... maar kan ik de Pi 4 met een goed geweten aan de klant aanbevelen? Kunnen mensen eigenlijk veroorloven om de Pi 4 non-stop, 365 dagen per jaar, 24 / 7 te laten werken?

Het antwoord zal je verbazen. Ik was zelf verbaasd!

Basis

We beginnen met wat basiskennis voor al diegenen onder ons die de middelbare school fysica al lang achter zich hebben gelaten:

• Ampère: dit is de krachtstroom (hoeveel elektrisch vermogen stroomt door een geleider of apparaat - stel je dit voor als het aantal elektronen dat per seconde door de pijp stroomt)
• Volt: dit is de spanning (u kunt zich dit voorstellen als de druk waaronder de elektronen stromen - vergelijkbaar met de waterdruk in een pijp. Dezelfde hoeveelheid water onder verschillende druk kan aangenaam zijn in uw badkuip... of door staal snijden)
• samen, Volt en Ampere geven Watt, het werkelijke vermogen (gedefinieerd als arbeid per seconde): 1 W = 1 V * 1 A

Een belangrijk ding om in gedachten te houden is dat Watts onafhankelijk zijn van het voltage, en onafhankelijk van gelijk- of wisselstroom die wordt gebruikt (gelijkstroom of wisselstroom) - het is de feitelijke geleverd vermogen. 

Gewoonlijk rekenen nutsbedrijven in kWh - kilowattuur. Dit is de stroom die is geleverd, gesommeerd over de tijd dat deze is geleverd. De kilowatturen zijn het werkelijke werk dat het energiebedrijf aan uw huis heeft geleverd. 

Pi 4 stroomverbruik

De Pi 4 is geen gloeilamp. Hij gebruikt (en levert) niet constant dezelfde hoeveelheid stroom in de loop van de tijd. Afhankelijk van waar u hem voor gebruikt, worden delen van zijn SoC (de zilveren chip op de Pi, het ingenieuze apparaat dat de kern vormt van de magie van de Pi) aan en uit gezet.  

De Pi 4 kan ook worden vergeleken met een mens: als de persoon in rust is, bijvoorbeeld een film kijkt op zijn KODI mediacentrumhebben ze veel minder energie nodig dan wanneer ze een marathon zouden lopen. Toch, het is dezelfde persoon.

Daarom is het belangrijk om te kijken naar het stroomverbruik van de Pi 4 in ruststand, maar ook naar het stroomverbruik onder zware belasting. 

Een belangrijk ding om in gedachten te houden voordat we beginnen: dit omvat niet externe apparaten (USB-apparaten die stroom verbruiken, bijvoorbeeld externe harde schijven, SSD's, enz.) - maar u kunt ze gemakkelijk toevoegen met behulp van de formules die ik hieronder geef.

Ik gebruik de vermogensmetingen van de euitstekend Alex Eames van Raspi.TV als basis voor mijn berekeningen. Hartelijk dank, Alex!

De Pi 4 trekt de volgende stromen:

• 575 mA bij stationair draaien
• 885 mA terwijl LXDE wordt geladen
• 600 mA om 1080p video te bekijken 
• 640 mA om 1080p video op te nemen

We nemen de laagste en hoogste waarden, 575 mA en 885 mA. Het gemiddelde stroomverbruik van de Pi 4 over een bepaalde periode zou hier ergens tussenin moeten liggen. 

Omdat de officiële USB C-voeding 5,1 V levert, kunnen we de mA (m staat voor milli, een duizendste) omzetten in Watts: 

• 2,93 W bij stationair draaien
• 4,51 W terwijl de Pi 4 LXDE laadt

De Pi 4 verbruikt gemiddeld tussen 3 en 5 W.

De stroomvoorziening

We mogen een belangrijke factor die meespeelt bij de berekening van het werkelijke vermogen dat van het elektriciteitsnet wordt afgenomen, niet buiten beschouwing laten! De stroomvoorziening zelf. 

Ook al is de officiële USB C-voeding zeer efficiënt is, is het niet perfect. Het verbruikt wat stroom voor zijn eigen circuit.

De USB C-voeding werd gecertificeerd volgens het Effieciency Marking Protocol (een in de VS ingevoerde norm). Hier is een PDF met meer achtergrondinformatie. 

Deze norm werd ingevoerd nadat de mensen tot hun schrik hadden gezien dat veel inefficiënte voedingen (die lineaire regulatoren gebruikten) zelf tot 50 % van de stroom verbruikten - ongeacht of het apparaat dat ze moesten voeden, actief was of niet! Er werd voorspeld dat rond 2010 de voedingen alleen al tot 30 % van het totale vermogen in de VS zouden verbruiken. Natuurlijk moest er iets aan deze situatie worden gedaan - wat tot deze norm heeft geleid. 

De officiële stroomvoorziening heeft een spanning van 5,1 V, en een maximale stroom van 3 A die hij kan leveren. Dit is een maximaal vermogen van 15,5 W (5,1 V * 3 A) dat hij aan de Pi kan leveren. Bedenk wel dat we hierboven met gemiddelden werken - de Pi zal in zeer korte pieken veel stroom opnemen, waardoor er meer dan de 4,51 W beschikbaar moet zijn. Gemiddeld over de tijd, zelfs onder belasting, zouden we de stroomafname van Alex gemeten moeten zien. Bovendien moet de voeding ook USB-apparaten voeden als u die op de Pi hebt aangesloten, wat in de begroting is opgenomen. 

Volgens de norm (VI) mag de officiële Pi 4 voeding een maximum trekken van 0,1 W als het stationair draait, d.w.z. als er geen Pi is aangesloten. (De werkelijke waarde in het gegevensblad is maximaal 0,075 W)

De norm eist verder, dat als de Pi 4 van stroom wordt voorzien, dat de stroomomzettingsefficiëntie ten minste moet zijn:

0.0834 x ln ( Pout) - 0.0014 x Pout + 0.609

Dit is de natuurlijke logaritme, Pout is het vermogen dat aan de Pi wordt afgegeven. Gelukkig is er Excel die de getallen voor ons kan kraken:

• een rendement van minimaal 69 % voor de Pi 4 bij stationair draaien 
• een efficiëntie van minimaal 73 % voor de Pi 4 terwijl hij LXDE laadt

Als de Pi 4 hard werkt, moet de stroomvoorziening efficiënter zijn - een interessant inzicht! 

Volgens de datasheet van de Pi 4-voeding is de minimale efficiëntie bij 10 % belasting 72 %, en minimaal 81 % bij 100 % / 75 % / 50 % / 25 % belasting. Ik zal de waarden die ik hierboven heb berekend blijven gebruiken, omdat ze ook van toepassing zouden moeten zijn op elke andere voeding met de VI-certificering. 

Aan het stopcontact trekt de Pi 4 eigenlijk:

• 4,22 W vermogen bij stationair draaien
• 6,20 W vermogen terwijl LXDE aan het laden is

Berekend voor een heel jaar

Een dag heeft 24 uur, een jaar heeft 365 dagen (meestal). De kilowatturen zijn wat ze zeggen dat ze zijn: 1000 W * aantal uren:

• 36,98 kWh stroomverbruik bij stationair draaien per jaar
• 54,28 kWh stroomverbruik bij het laden van LXDE per jaar
• 0,88 kWh als de voeding voor de Pi 4 365/24/7 in het stopcontact zou worden gestoken - zonder Pi. (De werkelijke waarde is nog lager omdat het gegevensblad maximaal 0,075W geeft.)

Vertel me alsjeblieft gewoon hoeveel het kost

De energieprijzen schommelen momenteel. In Duitsland behoren zij tot de hoogste van Europa - zelfs wanneer rekening wordt gehouden met inkomenscorrectie. Ik heb voor de berekeningen een prijs van 32,8 Cent pro kWh gebruikt, volgens deze twee bronnen. De prijs kan voor u lager uitvallen - gelieve in dat geval de berekeningen te herhalen! 

Ik zal ook de prijzen vermelden die ik voor het VK heb geraamd - die aanzienlijk lager liggen. Ik heb gebruik gemaakt van deze site als bron:

• 13 pence per kWh gemiddeld
• 20 % BTW
• 1,17783 € / GBP
• = 18,39 Eurocent per kWh

Ben je klaar om opgeblazen te worden?

• 12,13 € stroomkosten voor de Pi 4 bij stationair draaien 365 / 24 / 7
  • 6,80 € stroomkosten in Groot-Brittannië
• 17,80 € stroomkosten voor de Pi 4 onder belasting, 365 / 24 / 7 (het hele jaar door!) 
  • 9,98 € stroomkosten in Groot-Brittannië
• 00,29 € stroomkosten voor de USB C-voeding, als deze gewoon in het stopcontact wordt gestoken, geen Pi, gedurende een heel jaar
  • 0,16 € in Groot-Brittannië
  • Merk op dat deze waarde eigenlijk nog lager is, omdat de voeding van de Raspberry Pi nog efficiënter is!

En dit alles inclusief de BTW! 

De verrassende boodschap van dit artikel (die ik zelf nooit had verwacht, hoewel ik het schrijf!):

Een Pi 4 is een slimme investering om geld te besparen op stroom!

Deze blogpost door codinghorror kan ons een ruwe schatting geven van wat een desktopcomputer aan stroom verbruikt, ter vergelijking. Het artikel is van 2007, en spreekt over 120 tot 150 W werkelijk verbruik (vóór de efficiëntie van de voeding). Maar laten we eerlijkheidshalve zeggen dat je een echt energie-efficiënte x86 computer gebruikt als mini-server. Mogelijk een oude notebook. En dat deze x86 computer (stroomopname uit het stopcontact) slechts 10 keer de hoeveelheid gebruikt van een Pi 4:

• 62 W gemiddeld
• 543 kWh per jaar
• 178,14 € stroomkosten per jaar voor uw echt energie-efficiënte x86-server
  • 99,87 € stroomkosten in Groot-Brittannië

De eigenlijke verschil tussen de Pi 4 en de "efficiënte x86 server" uit je zak, alleen voor stroomverbruik, zijn 160,34 € per jaar! Afhankelijk van hoe "vet" uw server is, hoe inefficiënt zijn voeding is, zou je kunnen kijken naar nog hogere besparingen! 

Eerlijkheidshalve moet ik toegeven dat er ook behoorlijk energie-efficiënte Intel Atom SoC's zijn, die minder stroom verbruiken - volgens naar dit artikelzitten we ergens tussen de 10 en 15 W stationair draaiend. Nog steeds ongeveer twee tot drie keer meer dan de Pi)!

Onze Pi 4 comfortset bespaart u al geld in het eerste jaar!

Wanneer je een kleine server 24/7 laat draaien, zal onze Pi 4 comfort set zou u geld besparen, vergeleken met een klassieke desktop PC als server:

• Pi 4 Comfort Set: 95 €
• verzending (binnen Duitsland): 4,99 €
• stroomverbruik: 17,80 €
• Totale kosten in het eerste jaar: 117,79 €
• U bespaart, xvergeleken met x86: 60,35 €

JA! U bespaart geld, al in het eerste jaar! Zelfs als u de aanschafkosten van de Pi 4 in aanmerking neemt - gewoon door te besparen op stroom!

Waarom gebruik je het spaargeld niet om een tweede Pi 4 / 4 GB als cadeau voor een vriend? Dan geeft u in feite geld cadeau - met een jaarlijkse winst in bespaarde stroomkosten, jaar na jaar!

De Pi 4 ondersteunt onze groene planeet - tijd om af te stappen van onze oude x86-servers die toch al het grootste deel van de tijd inactief draaien (en niet echt hun volledige capaciteiten/mogelijkheden leveren) -. alleen al de energiebesparing zou de aanschaf van een Pi 4 kunnen rechtvaardigen!

Opmerking: Mensen die het geluk hebben goedkopere stroomkosten te hebben, zoals in Groot-Brittannië, zullen de besparingen binnen twee jaar kunnen realiseren, en er daarna jaar na jaar van profiteren! Weinig investeringen betalen zich zo snel terug, en beginnen vruchten af te werpen. 

Tags: Stroom besparen, Ecoonomy, Groene energie, Groene planeet, Ökologisch, Ökonomisch, Pi 4, Vermogensefficiëntie, Energie-efficiënt computergebruik, Stroom besparen, Server, Strom