Reduzierung der Energieausgaben
Zusammenspiel macht stark
IT ist nach Einschätzung vieler Experten nicht wirklich grün und wird es auch nie werden. Dennoch lassen sich viele Optionen nutzen, um den Energieverbrauch extrem zu senken. Dazu ist jedoch ein perfektes Zusammenspiel aller Gewerke nötig.
Eine Auswirkung der aktuellen wirtschaftlichen Situation zeigt sich in der konsequenten
Reduzierung von Ausgaben bei den betriebsgebundenen Kosten. Dabei wird oft überhaupt erst deutlich,
wie groß die dortigen Einsparpotenziale sind, etwa bei den Energieausgaben. Den größten dortigen
Kostenblock findet man im Bereich der Ausgaben für die IT-Infrastruktur. Häufig über Jahre
unangetastet, um unternehmenskritische IT-Systeme nicht zu gefährden, liegen hier große
Einsparmöglichkeiten, die sich gleichzeitig relativ einfach realisieren lassen.
Eine Möglichkeit, die Energiekosten zu senken, liegt in der Nutzung von einfach zu
implementierenden alternativen Energiequellen. Ein Beispiel ist die direkte Nutzung von Solarstrom
durch die Photovoltaik (PV). Dabei richtet sich die Dimensionierung einer PV-Installation nach der
Leistung des Solarsegels in kWp (kW Peak, Peak-Leistung). Der kWp-Wert definiert die optimale
Leistung der Solarpanele bei genormten Messkonditionen. In Deutschland lassen sich mit einer
1kWp-PV-Installation, was einer Fläche von acht bis zehn Quadratmetern entspricht, ungefähr 700 bis
900 kWh Strom pro Jahr realisieren.
Geht man von einem aktuellen Energieverbrauch von 3,94 MWh bei etwa 3kW/m2 und 150 Quadratmetern
Rechenzentrumsfläche aus, so betragen die jährlichen Kosten, bei 14 Cent/kWh etwa 550.000 Euro. Auf
einer Dachfläche von 150 Quadratmetern eines Rechenzentrums kann man so etwa 2.400 Euro jährlich an
Energie sparen. Um jedoch die Gesamtleistung über PV zu fahren, wären etwa 50 Fußballfelder an
PV-Installationen notwendig.
Energieeinsparung
Der effizienteste Weg, Energiekosten zu sparen, ist immer noch der, sie nicht zu verbrauchen.
Der größte Teil der Energie im Rechenzentrum wird für die Kühlung der IT-Ausstattung genutzt. Die
empfohlene Aufstellung der Racks in Warm- und Kaltgangausrichtung eröffnet die Möglichkeit einer
Einhausung des Warm- oder Kaltgangs. Die Kaltgangeinhausung nutzt dabei die Luftführung über den
Doppelboden zu den internen Ventilatoren der Server-Racks. Der dafür aufzubauende notwendige
luftseitige Druckverlust liegt zwischen 10 Pa bis 15 Pa. Er sorgt dafür, dass ein kleiner,
dauerhafter Überdruck in der Einhausung entsteht. Diesen sehr geringen Überdruck erzeugen
Klimaschränke, die mit EC-Ventilatoren ausgerüstet sind. Sie fahren dabei Kapazitäten im unteren
Drittel ihres Leistungsbereiches. Daher verbrauchen sie nur etwa zehn bis 20 Prozent ihrer
maximalen Stromaufnahme.
Die Regelung der Temperatur im Kaltgang erfolgt auf Basis einer intelligenten Regelstrategie,
die eine Differenzdruckregelung über einen Temperatursensor realisiert. Aus dieser Temperatur
berechnet sich die aktuell benötigte Leistung der Ventilatoren. Die Drehzahl der Lüfter wird daran
angepasst, sodass die Temperatur am Sensor konstant ist. Sollte der Fühler zu warm werden, erhöht
sich die Drehzahl der Ventilatoren und die Leistung passt sich an den Energieverbrauch der Server
an.
Durch die physische Trennung von Warm- und Kaltbereich können keine Durchmischungen oder
Luftkurzschlüsse von kalter Zuluft und warmer Abluft der Racks mehr entstehen. Der bedeutende
Vorteil ist die hohe Temperaturdifferenz zwischen Zu- und Abluft. Die Klimaschränke können so
abhängig vom Temperaturunterschied mit gleicher Baugröße bis zu 60 Prozent mehr Kälteleistung
realisieren.
Daraus ergibt sich auch ein komplett anderes Redundanzkonzept für die Anzahl der Klimaschränke.
Nicht mehr ein einzelner Schrank wird als Stand-by genutzt, sondern alle Schränke arbeiten einfach
bei niedrigerer Drehzahl. Sollte nun ein Schrank ausfallen, passen die anderen von selbst ihre
Drehzahl an die geänderten Raumbedingungen an. Die Abgabe der geforderte Kühlleistung ist so
jederzeit gesichert.
Liegt die Leistung der Klimaschränke bei minimaler Drehzahl immer noch über den geforderten
Raumkonditionen, dann ist die Wassertemperatur des Vorlaufs anzuheben. Die Anhebung der
Kaltwassertemperatur hat zwei wesentliche Vorteile: Die Freikühlung des Kaltwassererzeugers kann
über einen längeren Zeitraum genutzt werden, und der Wirkungsgrad des Kältekompressors verbessert
sich. Voraussetzung dafür ist, dass der Kompressor auch mit relativ warmem Wasser arbeiten kann.
Bei Kompressorbetrieb im Sommer kann man durch invertergeregelte Pumpen bei konstantem Volumenstrom
im Wasserkreislauf das nicht genutzte Freikühlregister über ein Dreiwegeventil per Bypass umgehen,
sodass nur noch der Druckverlust des Verdampfers zu überwinden ist. Der niedrigere
Gesamtdruckverlust des Wasserkreislaufs führt so über die invertergeregelten Pumpen zu einer
Einsparung der Pumpenenergiekosten pro Jahr von rund zehn Prozent.
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