Warum Rechenzentren neue Wege gehen müssen

Während die Abhängigkeit von Daten exponentiell wächst, geraten viele Rechenzentren an die Grenzen ihrer Energieinfrastruktur. Lange Zeit dominierten zentrale Netzanschlüsse, überdimensionierte USV-Systeme – Systeme zur unterbrechungsfreien Stromversorgung – und dieselbetriebene Notstromaggregate das Bild. Doch diese Architektur ist starr, teuer im Unterhalt und schlecht skalierbar.

Zunehmend setzen Betreiber deshalb auf Microgrids, also teilautonome Energieinseln, die mehrere Erzeuger und Speichertechniken flexibel kombinieren und intelligent steuern. Das Ziel: mehr Versorgungssicherheit, geringere Kosten und bessere Nachhaltigkeitswerte.

Microgrids als Energieinseln mit System

Ein Microgrid ist weit mehr als ein Notstromkonzept. Es ist eine autarke Energieinsel, die sowohl netzgekoppelt als auch im sogenannten Inselbetrieb funktionieren kann. Typischerweise speist es sich aus einer Mischung verschiedener Quellen, etwa Solaranlagen, Windkraft, Blockheizkraftwerke oder Batteriespeicher und versorgt die IT- und Gebäudeinfrastruktur präzise und bedarfsgerecht.

Die Steuerung erfolgt in Echtzeit, automatisiert und auf Basis wirtschaftlicher wie technischer Zielgrößen. Microgrids verschieben Lasten, priorisieren Einspeisungen, vermeiden teure Lastspitzen (Peak Shaving) und stabilisieren das interne Stromnetz eines Rechenzentrums selbst dann, wenn das öffentliche Netz schwankt oder ausfällt.

Der zentrale Vorteil: Betreiber gewinnen Kontrolle zurück. Statt steigende Energiekosten und Netzrisiken hinzunehmen, können sie strategisch eingreifen und ihre Infrastruktur aktiv gestalten.

Batteriespeicher als Rückgrat und Motor zugleich

Im Zentrum dieses intelligenten Energie-Managements stehen moderne Batteriespeichersysteme. Ihre Rolle hat sich dabei grundlegend verändert: Früher dienten sie als stille Reserve im Rahmen der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV), bereitgestellt über großvolumige Batterien, meistens aus Lithium-Ionen, früher aus Blei. Heute übernehmen sie eine doppelte Funktion.

Einerseits sichern sie nach wie vor kurzfristige Stromausfälle ab. Ihre sofortige Leistungsbereitstellung überbrückt die Zeit, bis beispielsweise ein Notstromaggregat hochgefahren ist. Andererseits agieren sie zunehmend als aktiver Speicher im laufenden Betrieb – insbesondere in Microgrid-Strukturen. Dort speichern sie überschüssige Energie aus Solaranlagen, gleichen Lastspitzen aus und optimieren den Eigenverbrauch.

Moderne Lithium-Ionen-Batterien sind dazu besonders geeignet: Sie bieten hohe Energiedichte, geringe Stellfläche, lange Lebensdauer und eine hohe Zyklenfestigkeit. Über intelligente Steuerungssysteme lassen sie sich sekundengenau ein- und ausschalten. Sie können auf Preissignale reagieren und sogar netzunterstützende Funktionen übernehmen, wie zum Beispiel Spannungshaltung oder Frequenzstützung. Damit werden sie nicht nur zum Rückgrat der USV, sondern zum strategischen Motor einer zukunftsfähigen Energiearchitektur.

Revolution der USV-Systeme

Was sich bei Batteriespeichern zeigt – der Wandel von der stillen Reserve zum strategischen Energiemanagement-Tool – gilt in gleichem Maße für USV-Systeme: Auch sie verlassen die Rolle des reinen Sicherungsmechanismus und werden Teil eines dynamischen Gesamtsystems. Traditionelle USV-Systeme waren jahrzehntelang auf eine einzige Aufgabe fokussiert: den Rechenzentrumsbetrieb im Störfall für Minuten oder Stunden aufrechtzuerhalten. Entsprechend wurde auf hohe Redundanz, monolithische Batteriebänke und stabile Leistungskennzahlen gesetzt. Doch genau diese Eigenschaften werden zunehmend zur Schwäche.

Denn in einer Welt mit volatilen Lastprofilen, schwankenden Energiepreisen und wachsender Bedeutung von Flexibilität geraten starre Systeme an ihre Grenzen. Die Energiewelt verlangt heute dynamische Lösungen, die mehr können als nur „einspringen“. Gefragt sind hybride USV-Systeme, die im laufenden Betrieb wirtschaftlich mitwirken und im Notfall zuverlässig übernehmen.

Diese Entwicklung verändert auch die strategische Planung von Rechenzentren. Es geht nicht mehr nur um Redundanzklassen, sondern um Energiestrategien, um CO₂-Vermeidung, Peak-Shaving und netzunterstützende Leistungen. Batteriespeicher werden dabei zu aktiven Playern im Energiemarkt – mit der Option, sogar Erlöse durch die Bereitstellung von Regelenergie oder Netzdienstleistungen zu generieren.

Technikplattform für das neue Energiezeitalter unverzichtbar

Für diese technische Umsetzung moderner Energieinfrastrukturen im Rechenzentrumsumfeld ist ein durchdachtes Zusammenspiel von Speichern, Steuerungssystemen und Netzschnittstellen erforderlich. Unternehmen wie zum Beispiel Delta Electronics entwickeln dazu modulare Plattformen, die sowohl für klassische USV-Aufgaben als auch für komplexere Anforderungen in Microgrids eingesetzt werden können. Die Lösungen basieren auf skalierbaren Lithium-Ionen-Batterien, die sich in bestehende IT- und Energieinfrastrukturen integrieren lassen und neben der Notstromversorgung auch Funktionen wie Peak Shaving oder Lastverschiebung unterstützen.

Ein zentrales Element dabei ist das Energie-Management: Über digitale Schnittstellen und Steuerungsplattformen lässt sich der Betrieb an unterschiedliche Lastprofile, Energiequellen und Netzanforderungen anpassen. So können Speicher nicht nur als passive Reserve, sondern als aktives Element der Energiearchitektur genutzt werden, etwa zur Eigenverbrauchsoptimierung, zur Überbrückung von Netzinstabilitäten oder zur Rückspeisung von Energie.

Auch in Bezug auf Netzintegration und Leistungsqualität bietet Delta entsprechende Technik, darunter bidirektionale Wechselrichter und Power-Conditioning-Systeme. Diese ermöglichen es, Batteriespeicher nicht nur auf Lastspitzen reagieren zu lassen, sondern auch zur Spannungs- und Frequenzstabilisierung beizutragen – ein Aspekt, der mit zunehmender Volatilität der Netze an Bedeutung gewinnt.

Damit will der Hersteller einen Beitrag zur Weiterentwicklung hybrider Energiearchitekturen leisten, die auf Flexibilität, Skalierbarkeit und Effizienz ausgerichtet sind und dabei die Anforderungen an Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit gleichermaßen berücksichtigen.

Zukunftsperspektiven: KI, Netzdienste und regulatorischer Wandel

Die Entwicklung intelligenter Energiesysteme steht erst am Anfang. Künftig werden KI-gestützte Systeme eine noch präzisere Vorhersage von Lastverläufen, Energiepreisen und Netzzuständen ermöglichen. Algorithmen analysieren historische und aktuelle Daten, um Betriebsmodi zu optimieren und Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. Dabei wird auch der Aspekt der Selbstheilung relevant: Systeme, die sich bei Störungen automatisch rekonfigurieren und alternative Versorgungswege aktivieren, werden so nicht nur möglich, sondern bald auch als gefühlter Standard gelten.

Auch regulatorisch zeichnet sich ein Wandel ab. Energieversorger und Netzbetreiber fordern von Großverbrauchern zunehmend Flexibilität und netzdienliches Verhalten. Rechenzentren, die über Microgrids und Batteriespeicher verfügen, können solche Anforderungen erfüllen, beispielswiese durch Frequenzstützung, Blindleistungsbereitstellung oder netzfreundliche Lastverschiebung. Damit gewinnen sie nicht nur Autonomie, sondern auch eine neue Rolle im Energiesystem der Zukunft.

Nicht zuletzt bringt die Dekarbonisierung der Energiesysteme neue Anforderungen an die Nachweisbarkeit von CO₂-Einsparungen und den Einsatz erneuer-barer Quellen mit sich. Betreiber, die ihre Energiearchitektur auf Microgrids mit Batteriespeichern umstellen, können hier Vorteile bei Zertifizierungen, Förderprogrammen und dem öffentlichen Image erzielen.

Der Weg zu resilienten, flexiblen und nachhaltigen Rechenzentren führt über die intelligente Verbindung von Microgrids und Batteriespeichern. Wer diesen Wandel proaktiv gestaltet, kann nicht nur Kosten senken, sondern auch neue Geschäftsmöglichkeiten erschließen. Der Markt stellt schon heute eine technische Basis bereit, mit der sich die Rechenzentren fit für die Zukunft machen lassen.

Xiaojie Liu ist Marketing Manager, Data Center Segment BU, bei Delta EMEA.