Erneuerbare Energien und den fortwährend steigenden Energiebedarf der Digitalisierung in Einklang zu bringen, stellt eine schwierige gesellschaftliche Herausforderung dar. Neue Wege geht eine innovative Lösung der Westfalenwind-Gruppe aus Paderborn. Der Projektierer für Windenergieanlagen (WEAs) und Stromanbieter realisiert in einem Windpark ein nachhaltiges IT-Konzept für Rechenleistung und Datenspeicher – den Herzkammern der Digitalisierung.

Keine andere Energiequelle liefert mehr Potenzial für eine so radikale und zugleich naheliegende Innovation: In den 150 Meter hohen und 13 Meter breiten, aus Stahlbeton gefertigten Türmen der Windkraftanlagen ließen sich alle notwendigen Infrastrukturelemente für ein Rechenzentrum sicher und hochverfügbar unterbringen. Das entstandene Architekturkonzept Windcores ist ein nachhaltiges und völlig neues Konzept für Outsourcing von IT-Systemen in einem Windpark. Es zeigt neue wirtschaftliche und kosteneffiziente Wege für den Betrieb von IT-Equipment auf. Realisiert wurde das Projekt gemeinsam mit der DTM Group aus Meckenbeuren. Der Spezialist für IT-Infrastrukturen und Rechenzentren konnte eine Lösung umsetzen, die nach deutschen Sicherheitsstandards und Normen das Datacenter der WEA neu definiert.

Westfalenwind hat sich die Erschließung und Nutzenerweiterung von WEAs in ihrer ostwestfälischen Heimatregion zur Aufgabe gemacht. Die Unternehmensgruppe betreibt derzeit 140 eigene WEA mit einer Anschlussleistung von 300 MW. Mit Blick auf zukünftigen IT-Bedarf und absehbare Energiepreisentwicklungen entschlossen sich die Verantwortlichen, eine Symbiose aus herkömmlichen Rechenzentren und Windenergieanlagen zu erproben. Das Resultat sind ökonomische und ökologische IT-Outsourcing-Produkte mit der Verfügbarkeitsklasse III (VK III). Hinzu kommt eine Energieversorgung weit unter marktüblichen Preisen. Westfalenwind-IT-Geschäftsführer Fiete Dubberke erklärt: „Unsere Kunden können neben dem guten Gewissen auch alle Vorteile durch die unmittelbare Verfügbarkeit von Strom und Raum genießen – dazu gehört eben auch ein fairer Preis für Energie.“

Keine andere Energiequelle liefert mehr Potenzial: In den 150 Meter hohen und 13 Meter breiten, aus Stahlbeton gefertigten Türmen der Windkraftanlagen ließen sich alle notwendigen Infrastrukturelemente für ein RZ sicher und hochverfügbar unterbringen. Bild: DTM Group

Abhängig von der Kundenspezifikation lassen sich die Windcores innerhalb kurzer Zeit neu installieren und individuell gestalten. Die Stärke des zum Patent angemeldeten Konzepts ist eine Flexibilität, die alle Anforderungen von Nutzern durch maßgeschneiderte Modullösungen aufgreift.

Der Energiebetreiber hat lange nach kompetenten Partnern gesucht, um zentrale Fragestellungen dieser Innovation für eine mögliche Pilotierung zu klären. Gemeinsam mit dem Verein InnoZent OWL wurde der SICP (Software Innovation Campus Paderborn) der Universität Paderborn für den nächsten Schritt identifiziert. Die Aufgabe lautete, Lösungen für diese Herausforderung zu liefern. Nach einer Untersuchung zu Rahmenbedingungen und technischen Anforderungen stand der Entschluss: „Wenn wir bei diesem Vorhaben Rückenwind vom Kreis Paderborn bekommen, dann machen wir das“, erläutert Dubberke.

Dank der nationalen Vernetzung des SICPs auch in der Rechenzentrumsbranche war die DTM Group aus Meckenbeuren am Bodensee schnell eingebunden. Die IT-Manufaktur erkannte das Potenzial und lieferte weitere Informationen sowie ein dazugehöriges Grobkonzept. Es folgte nach einer intensiven Planungsphase die Beauftragung für eine maßgeschneiderte Lösung. Die Herausforderung bestand nun darin, ein interferenzfreies Konzept zu erarbeiten. Der Raum sollte in den WEAs maximal ausgenutzt werden, ohne die notwendigen Wege für Service-Techniker zu verbauen. Eine IT-Sicherheitszelle war daher schnell ausgeschlossen. Zudem galt es, ein Stromversorgungskonzept für die gesonderte Ausgangslage zu erstellen. Grüner Strom ist im Überfluss vorhanden, er muss jedoch kanalisiert und benötigte Redundanzen für die ausfallsichere Versorgung müssen installiert werden. Letztendlich durfte die Besiedlung der WEA weder hinsichtlich der Klimatisierung und der elektromagnetischen Verträglichkeit noch beim Thema Brandschutz Störgrößen erzeugen.

Die Planung nutzt den Raum im Mast der Windkraftanlage optimal aus. Bild: DTM Group

Eine spannende Frage klärte sich ebenfalls im Projektverlauf: Wie weit lässt sich die Verfügbarkeitsklasse von Windcores treiben? Passend dazu legten die Planer hier die komplette Kapazität einer modularen USV mit redundanten Kontrollern aus, die alle Gewerke etwa 20 Minuten versorgen kann. Zusätzlich kann eine externe Netzersatzanlage durch einen Bypass angeschlossen werden, die jedoch laut TÜV-Gutachten nicht direkt verbaut sein muss. Dies senkt die Investitions- und Betriebskosten der Anlage erblich und bringt Wettbewerbsvorteile für die Nutzer.

Die sekundäre Stromanbindung ist zudem über einen zweiten Netzbetreiber realisiert und in dieser Form damit deutschlandweit einzigartig. Die Zertifizierung von Windcores durch den TÜV sieht derzeit die VK III vor. Da jedoch geplant ist, weitere WEA-Anlagen mit Rechenzentren auszustatten und somit ein Cluster über den gesamten Windpark mit Distributed Cores und Distributed Racks aufzubauen, die ebenfalls die VK III vorweisen können, ist die Ausfallwahrscheinlichkeit von Applikationen durch einen solches Cluster nahezu null.

Mittels dieser weiteren softwarebasierten Maßnahmen, zum Beispiel durch den Einsatz der Virtualisierung, kann das Windcores-Konzept im Verbund die höchste Verfügbarkeit der VK IV kosteneffizient erreichen.

Daniel Saage ist bei Westfalenwind tätig, www.windcores.de.