Před časem, asi po téměř ročním provozu serveru, se začaly dít nepříjemné věci. V případě signálu FVE OK z řídícího PLC mé elektrárny, která povoluje provoz serveru z DC rozvodů domu napájených z hlavní baterie 6kWh baterie elektrárny, se napájecí systém serveru připojí k DC rozvodu domu a vypne spínaný AC-DC zdroj, tak jak jsem popisovala zde. Kabel (průřez 4mm) připojující server k DC rozvodům je asi 2 metry dlouhý a je připojen až skutečně na můstek rozvodů – čili za pojistku domovních rozvodů a k hlavní baterii fotovoltaické elektrárny až za SSR, kterým se baterie v případě potřeby automaticky odpojuje od zátěže, aby se ochránila před hlubokým vybitím. Server je tedy v režimu FVE OK napájen z baterie přes dvojici pojistek a dvojici SSR. Úbytek napětí na vodiči a na těchto čtyřech komponentách je na serveru bez zátěže (tedy 2-3A) přibližně 0,3V. Při zátěži serveru (>10A) je ale úbytek daleko větší, dokonce tak velký, že DC-AC měnič napájející ATX zdroj serveru se vypne na podpětí baterie – to by měl udělat někde kolem 9V. Protože jde o špičkové krátkodobé jevy, LCD voltmetr ve skříni serveru je nezaznamená – nemohla jsem to tedy objektivizovat.

Jakmile se měnič vypne, vypne se i celý server a už nenaskočí – už jen kvůli nutnosti startovat jej s dešifrovacím klíčem diskového pole na USB klíčence. Děje se tak docela pravidelně v noci, kdy je napětí DC rozvodů nižší, kolem 13V, při zahájení pravidelných úloh, které přepočítávají data FVE elektrárny nebo při zálohování, případně při nějakém jiném zatížení serveru. Tehdy se plně zatíží na několik vteřin až minut jedno vlákno CPU, případně i další vlákna ostatním provozem serveru. Spotřebu serveru mírně zvýšilo i pořízení back-plane na disky v raid poli – alespoň po jeho instalaci problém propuknul naplno.

Olověná 17Ah baterie tedy zjevně přestala plnit svůj účel a při takto nízkých napětích už je tak měkká, že měnič nepodrží. Naopak při zapnutí spínaného AC-DC zdroje okamžitě vylétne napětí baterie na napětí na zdroji 13,8V – spolehlivý příznak mrtvé baterie, která teď plní funkci jen jakéhosi kondenzátoru.

Co s tím? Kupovat novou olověnou baterii na rok provozu je drahý špás, lépe bude investovat do čtyř 20Ah článků LiFeYPo4 baterie, která při nižších napětích a tím i vyšším vybití nebude trpět. Druhým krokem bude připojit vodič DC napájení serveru přímo na můstek hlavní baterie elektrárny – samozřejmě přes pojistku. Obejdu tak pojistku DC rozvodů a SSR odpínače hlavní baterie od DC rozvodů domu. Napěťový úbytek by se měl snížit. O kolik, to přesně zjistím, až to udělám. Ovšem tohle bude větší práce, protože mám v DC rozvaděči dluh na rozbočovací svorkovnici baterie, který budu muset kompletně předělat, takže to odložím na později.

Nakoupila jsem u e-skutr.cz osvědčené články CALB 20Ah v hliníkovém pouzdru, tytéž, co jsem použila v mobilním FVE zdroji. Tentokrát ale přišly zcela vybité – modelářskou nabíječkou každá pojala více než 100% své nominální kapacity! Což nebývá běžné, nové články mi vždy chodily vybité přibližně na 60%. Pan Kapic s e-skutru mě po telefonátu ujistil, že kdyby byl s články nějaký problém v provozu, uzná reklamaci. Ačkoliv byly zcela vybité, napětí měly v pořádku, kolem 3,2V. Nabíjela jsem každý článek zvlášť na 3,6 při 6A po letech už velmi zasloužilou modelářskou nabíječkou Turnigy.

Opět, jako už kdysi v mobilním fotovoltaickém zdroji jsem pro spojení čtyř článků do série použila jednoduchá měděná esíčka z 4mm2 drátu, vývody baterie jsem opatřila 6,3mm zástrčkami fast-on. takže mechanicky je připojení baterie kompatibilní se starou olověnou baterií. Kompletně složená baterie je bez BMS – pro tuto aplikaci nebudou potřeba. Napětí spínaného zdroje v serveru jsem snížila na 13,4V a novou baterií jsem v serveru vyměnila tu olověnou, která je vhodná na recyklaci.

Ačkoliv je nová baterie rozměrově vhodnější než ta stará olověná, ve skříni serveru už dochází místo. Ten nový diskový back-plane, od kterého jsem si slibovala umravnění situace a taky možnost v runtime měnit disky, spotřeboval další místo a situace se stává trochu nepřehlednou 🙂 Další verze serveru bude už racková – nicméně to znamená zásadnější změny v dispozicích technické místnosti…

Po výměně baterie server už nechcípá, nicméně vlivem úbytku na DC lince od hlavní baterie elektrárny se teď zdá, že se nová baterie podílí na vybíjení do DC rozvodů. Ta olověná se tak zpočátku jistě chovala taky, ale z dat valcMonitoru to nebylo tak zjevné.

Na obrázku výše je časový průběh (horintální osa) napětí na hlavní baterii elektrárny (tmavě zelená křívka), odběr v DC (modrá křivka) a odběr z DS AC (červená). Valc odpojí server od hlavní baterie (a zapne spínaný zdroj nastavený nyní na 13,4V připojený k UPS baterii serveru) v okamžiku, kdy napětí na hlavní baterii podkleslo pod 12,95V. Příkon spínaného zdroje vyleze na 150W jak se snaží napájet server a ještě nabít UPS baterii na 13,4V. Tento příkon postupně klesá asi tři hodiny, než se UPS baterie nabije, a zdroj živí již jen málo zatížený server přibližně 45W. UPS baterie tedy silně cykluje, a to je chyba. 

Což není úplně žádoucí chování – doufám, že se to upraví úpravou DC linky k serveru v DC rozvaděči elektrárny.

Poznámka: po úpravě připojení DC napájení serveru v rozvaděči mé elektrárny tak, že se server připojuje k hlavní baterii napřímo (resp. přes hlavní pojistku baterie), se skutečně napěťový úbytek snížil na cca 0,1V, což už víceméně odpovídá vypočítanému úbytku napětí na vodiči. Další úpravu jsem pak ještě provedla v SW VALC, který rozhoduje o režimu napájení serveru. Tím jsem snížila cyklování serverové UPS baterie, i když za cenu jejího nižšího provozního napětí, které je kolem 13V. Tohle napětí by podle mých zkušeností s chováním hlavní baterie elektrárny mohlo odpovídat SOC baterie UPS přibližně 40-50 procent.