Die Nachfrage nach einer unterbrechungsfreien „24/7“-Datenverfügbarkeit hat die Funktionsweise der Rechenzentren drastisch verändert. Heute gibt es keine Ausfallzeiten mehr für Wartungsarbeiten, und garantierte Betriebszeiten stehen bei den Kunden an erster Stelle. Greimel Datacenter, in der Nähe von München ansässig und Dienstleister für etwa 150 KMU-Kunden, hat dies dazu veranlasst, ein umfassendes Modernisierungs- und Erweiterungsprogramm durchzuführen.

„Vor wenigen Jahren mussten Daten in erster Linie zwischen acht und 17 Uhr verfügbar sein. Updates und Wartungsmaßnahmen konnten so am Abend oder nachts ablaufen“, erklärt Geschäftsführer Martin Greimel die Situation. „Heute hat sich der Arbeitsalltag bei unseren Kunden verändert – Home Office, flexible Arbeitszeiten und Projektarbeiten am Wochenende erfordern Datenverfügbarkeit rund um die Uhr und sieben Tage die Woche.“ Bei der Modernisierung war eines der Hauptziele, die Kontrolle über die Sicherheitsinfrastruktur des Rechenzentrums einschließlich Zutrittskontrolle, Stromversorgung und Brandschutz, die zuvor an einen externen Dienstleister vergeben waren, ins Haus zu holen. Vor allem bei der Energieversorgung war die Sicherstellung einer Rund-um-die-Uhr-Verfügbarkeit der Daten von höchster Bedeutung, denn Schwankungen in der Stromqualität oder Stromausfälle dürfen unter keinen Umständen den zuverlässigen Betrieb des Rechenzentrums gefährden. Greimel holte sich für die Modernisierung Eaton als Ansprechpartner in Kooperation mit dem zuständigen IT-Distributor ins Boot.

Der RZ-Betreiber wollte alle Energie-Management-Aufgaben einschließlich der Errichtung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung der Server und einer zuverlässigen Notstromversorgung für Sekundärsysteme wie Zutrittskontrolle, Klimatisierung und Brandschutz in eine Hand geben. Die Problemstellung: Die Leistungen waren zuvor extern vergeben, also musste für das Rechenzentrum ein völlig neues Energie-Management-Konzept entstehen, mit dessen Hilfe sich die Gesamtleistungssicherheit erhöhen und die bereits hohe Datenverfügbarkeit weiter steigern lassen sollte.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die zum Schutz der Server lediglich auf die Leistungsfähigkeit der USV bauen, entwickelten Eaton und Greimel ein Energiesicherheitskonzept, das in Form eines Notstromnetzes und eines Generators auch eine Sekundärtechnik integriert. Um einen zuverlässigen Betrieb des Rechenzentrums zu gewährleisten, reicht es nicht aus, dass die USV bei einem Stromausfall die Server versorgt. Auch andere Faktoren sind zu berücksichtigen, wie zum Beispiel die unterbrechungsfreie Stromversorgung der Klimaanlagen, um zu vermeiden, dass die Server überhitzen, was innerhalb von 15 Minuten passieren könnte. Die neue Lösung nutzt die USV zum Schutz der IT-Infrastruktur sowie ein Notstromnetz (EPS) mit einem Dieselgenerator zum Schutz von Peripheriekomponenten wie Klimaanlage und Beleuchtung.

Eaton stellte in diesem Projektbeispiel eine 93PM USV mit 100 kW Leistung und einem passenden Batterieschrank zur Verfügung, was die Leistung des Rechenzentrums auf zweierlei Weise sichern soll. Bild: Eaton

Eaton stellte seine 93PM USV mit 100 kW Leistung und einem passenden Batterieschrank zur Verfügung, was die Leistung des Rechenzentrums auf zweierlei Weise sichert. Erstens garantiert dieser Ansatz die Stromversorgung bei kritischen Lasten für eine bestimmte Zeitspanne bei Stromausfällen. Zweitens schützt die USV diese kritischen Lasten vor Leistungsschwankungen wie etwa Spannungsspitzen, indem sie diese ausfiltert und eine konsistent hohe Stromversorgungsqualität sichert.

Das Design der 93PM basiert auf der Online-Doppelwandler-Topologie. Dabei erfolgt die Umwandlung der eingehenden Energie in einem zweistufigen Prozess umgewandelt: (a) von Wechselstrom in Gleichstrom und (b) von Gleichstrom wieder in Wechselstrom zur Versorgung der Verbraucher. Doppelwandler-USV-Anlagen sind als bestmöglicher Schutz allgemein anerkannt, da sie eine saubere und zuverlässige Energieversorgung unabhängig von der Qualität der Netzversorgung gewährleisten. Der Energieverlust ist bei den 93PM-Geräten besonders gering: Durch die Nutzung der aktuellsten IGBT-Technik können diese einen Wirkungsgrad von 96,7 Prozent erzielen. Mit Eatons Energy Saver System (ESS) ist es durch spezielle Erkennungs- und Steueralgorithmen zudem möglich, die USV in weniger als 2 ms auf Wechselrichterbetrieb umzuschalten, falls die Netzspannung oder -frequenz den vordefinierten Bereich verlässt. So lässt sich sogar ein Wirkungsgrad von bis zu 99 Prozent erreichen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die zum Schutz der Server lediglich auf die Leistungsfähigkeit der USV bauen, entwickelten Eaton und Greimel ein Energiesicherheitskonzept, das in Form eines Notstromnetzes und eines Generators auch eine Sekundärtechnik integriert. Bild: Eaton

Bei einem Stromausfall ist die USV in der Lage, alle sicherheitsrelevanten Anwendungen zu versorgen. Die Systemsteuerung schaltet dann automatisch auf ein 250-kVA-Dieselnotstromaggregat um, das die unkritische Infrastruktur wie Klimaanlage oder Beleuchtung absichert, da klassische Batterielösungen nicht genügend Leistung für einen mehrstündigen Überbrückungszeitraum liefern können. Sollte es zu einem Stromausfall kommen, werden alle Sekundärsysteme innerhalb von rund 15 Sekunden mit Notstrom versorgt. Über diese Insellösung lässt sich ein definierter Teil des Systems unabhängig vom öffentlichen Energienetz betreiben.

„Mit Hilfe des großen Dieselaggregats können wir ohne Probleme zwölf Stunden autark vom Stromnetz im Inselbetrieb operieren“, sagt Greimel. So habe man im Notfall genügend Zeit, alle notwendigen Analysen durchzuführen und den Betrieb aufrechtzuerhalten. Die Verfügbarkeit der Daten liegt laut dem Betreiber nun bei 100 Prozent, und die Rechneranschlussleistung sowie die Anzahl der Racks hätten sich verdoppeln lassen. Auch wenn die Notstromversorgung bislang nicht benötigt wurde, so habe sie alle Praxistests problemlos überstanden – selbst den Black-Building-Test, der einen Stromausfall unter realen Bedingungen simuliert.

Das Design der 93PM basiert auf der Online-Doppelwandler-Topologie. Bild: Eaton

„Ein Eaton-Mitarbeiter hat bei laufendem Betrieb einfach den Hauptschalter umgelegt, und die Notfallprozeduren sind sofort eingesprungen“, sagt Greimel, der mit seinem bisherigen System nie einen solchen Stresstest unter Realbedingungen machte. „Dass jemand mitten im Betrieb quasi den Stecker zieht, hat mich schon etwas beunruhigt. Deshalb war es uns sehr wichtig, dass die Experten beim ersten Test dabei waren und alles überwacht haben.“

Simon Feger ist Produkt Support Manager bei Eaton, www.eaton.de.