Höhere Energieeffizienz in Rechenzentren
Von der Messtechnik zum Energiespeicher
Die Bundesregierung hat in ihrem neuen Klimaschutzgesetz die Vorgaben verschärft. Bis 2030 soll die Industrie 43 Millionen Tonnen Kohlendioxid einsparen. Auf die Rechenzentren entfällt dabei ein Anteil von etwa acht Millionen Tonnen C02.
Um diese Einsparungen zu erreichen, können Datacenter-Betreiber zum Beispiel durch verbesserte Wirkungsgrade der Netzteile oder eine effizientere Server-Technik ihren Primärenergiebedarf reduzieren. Außerdem sollten sie bei der Auswahl ihrer Lieferanten, Dienstleister und Service-Anbieter auf Nachhaltigkeit achten. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel die Lieferwege verkürzen und die Emissionen reduzieren, wenn die Fertigung der Anlagen und Komponenten standortnah geschieht.
Sekundärenergie für die Klimatisierung oder die Stromversorgung lässt sich dagegen durch eine effizientere Anlagentechnik, moderne Anlagenkonzepte und einen Betrieb im optimalen Wirkungsgradbereich realisieren. Für diese Punkte lohnt sich in jedem Fall eine ausführliche Diskussion.
Genau messen
Nachhaltigkeit beginnt mit einer genauen Messtechnik. Denn um die Energieeffizienz ihrer Rechenzentren erhöhen zu können, müssen die Betreiber zunächst einmal wissen, an welchen Stellen wieviel Energie verbraucht wird. Nur mit einer umfassenden Datenbasis lassen sich die Maßnahmen sinnvoll und auf den Betrieb abgestimmt definieren. Die Messgeräte müssen den Stromverbrauch genau aufzeichnen, damit man ihn entsprechend analysieren und den Verbrauch optimieren kann. Außerdem kann ein Betreiberunternehmen mit einer genauen Messtechnik Probleme frühzeitig erkennen und Fehler schnell und einfach beheben.
In der Vergangenheit haben Techniker die Spannung und den Strom häufig an einem Messpunkt gemessen, der mit einer Hilfsspannung versorgt wurde und an eine Kommunikationseinheit angeschlossen war. Benötigte man einen neuen Messpunkt, mussten sie ein vollständiges neues Messgerät inklusive aller notwendigen Anschlüsse installieren.
Ein modulares Zähl- und Messsystem erlaubt es, die Energieflüsse deutlich effizienter zu überwachen. Auch bei diesem Konzept startet man mit einem zentralen Messgerät, einem Kommunikationsanschluss und einer Spannungs- und Strommessung. Wenn bei einem solchen Messsystem weitere Strommesspunkte nötig sind, lassen sich diese jedoch sehr einfach modular hinzufügen, ohne wieder ein vollständig neues Messgerät installieren zu müssen. Ein Spannungsmessmodul pro Verteilung oder Messobjekt reicht aus. Zusätzliche Spannungsmessungen, Hilfsspannungen oder Kommunikationsanschlüsse sind bei einer solchen Erweiterung innerhalb einer Energieverteilung nicht nötig, was Platz und Kosten spart.
Der Hersteller Socomec bietet in diesem Bereich die Produktreihe Diris Digiware an. Das skalierbare System für gewerbliche und industrielle AC- und DC-Installationen besteht aus einem Anzeigegerät, Spannungs- und Strommessmodulen und Stromsensoren. Per Plug and Play ist das modulare System mit bis zu 192 Strommesspunkten und Sensoren erweiterbar.
Die Ethernet-Gateways mit oder ohne Display bündeln die Messtechnik und die Kommunikation der Einheiten an einer zentralen Stelle. Mit dem integrierten Web-Server lassen sich die aktuellen Messwerte der Anlagen re-mote anzeigen und die Daten in Echtzeit analysieren.
Zur Verdeutlichung kann ein konkretes Rechenbeispiel dienen. Der Betreiber eines Datacenters hatte für seine Systeme eine Leistung von 120 kW je Rack-Reihe kalkuliert und für diese dann je zwei USV-Anlagen mit je 160 kVA vorgesehen. Die Messung der tatsächlichen Verbräuche ergab jedoch eine Leistung von lediglich 46 kW je Rack-Reihe. Die im Betrieb befindlichen USV-Anlagen liefen daher in einem sehr ungünstigen Wirkungsgradbereich und verursachten hohe Betriebskosten. Durch die in der Planung vorgenommene Überdimensionierung sind die Gesamtkosten der Anlage über den Lebenszyklus deutlich höher als mit einem an die Leistung angepassten System. Ersetzt man die USV-Anlagen durch zwei modulare Systeme mit jeweils 3 x 25 kVA Leistung, lassen sich sowohl die Investitionskosten als auch der Bereich der nichtgenutzten Leistung reduzieren, was den Wirkungsgrad erhöht. Zusätzlich schafft das Konzept Redundanz, da bei einem Ausfall einer einzelnen Komponente ein sicherer Betrieb weiterhin gewährleistet ist.
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