Mehr Energieeffizienz im Rechenzentrum

03.05.18 09:00 von David Wagenblass

Rechenzentrum Eine Optimierung der Hard- und Software in energiehungrigen Rechenzentren ist ein wichtiger Ansatzpunkt, um die Energieeffizienz zu steigern (siehe Teil 1 zu diesem Thema). Doch es gibt weitere Möglichkeiten, um energieeffizienter zu arbeiten: Zum einen durch die Verbesserung der Infrastruktur, zum anderen durch ein intelligentes Energiemanagement.

Verbesserung der Infrastruktur

Richtig kühlen

Die richtige Kühlung des Rechenzentrums ist einer der wesentlichen Schlüssel, um den Energieverbrauch zu senken. IT-Konzerne wie Google oder Facebook haben deshalb bereits große Rechenzentren am Rande des Polarkreises in Skandinavien eröffnet, um ohne Kältemaschinen mit Außenluft kühlen zu können. Hiesigen Unternehmen stehen auch einfachere Methoden zur Verfügung. Eine zentrale Maßnahme ist die optimale Lenkung der Luftströme. So lassen sich die Warm- und Kaltluftströme voneinander trennen:

  • Positionieren Sie die warmen Rückseiten der Server-Racks
  • Leiten Sie die kalte Zuluft über einen Doppelboden gezielt in die einzelnen Server-Racks. Diese Doppelböden bestehen aus abnehmbaren Bodenplatten, die auf verstellbaren Untergestellen aufliegen. Optimal für die Kaltluftzufuhr ist es, wenn die Verkabelung der Server oberhalb der Racks geführt wird.
  • Weitere Möglichkeiten sind die Kühlung durch Außenluft, kühles Grundwasser oder Geothermie (Nutzung von Umweltenergie).

Optimale Betriebstemperatur

Serverräume müssen nicht mehr zwingend auf unter 20 °C gekühlt werden. Rechenzentren sollten mit der vom Hersteller empfohlenen Temperatur betrieben werden – diese liegt heute häufig zwischen 25 und 30 °C. Nach Angaben der Deutschen Energie-Agentur (DENA) senkt jedes Grad mehr die Stromkosten für die Klimatisierung um drei bis vier Prozent.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) gewährleistet einen ausfallsicheren Betrieb des Rechenzentrums. Dabei wird der Strom zweimal gewandelt:

  • Der Wechselstrom aus dem Netz wird in Gleichstrom gewandelt, damit er in einer Batterie gespeichert werden kann.
  • Um die IT-Hardware zu versorgen, muss er anschließend wieder in Wechselstrom gewandelt werden.

Bei dieser zweifachen Wandlung entstehen zwangsläufig Energieverluste. Die IT-Verantwortlichen sollten darauf achten, diese Verluste so gering wie möglich zu halten. Gemessen wird die effiziente Umwandlung über den sogenannten Wirkungsgrad. Dieser sollte bei 95 Prozent oder höher liegen; es sollten also mindestens 95 Prozent des ursprünglichen Wechselstroms bei der unterbrechungsfreien Stromversorgung zur Verfügung stehen.

Konsolidierung und Virtualisierung

Vor allem in kleineren Rechenzentren beansprucht die Infrastruktur häufig noch mehr als die Hälfte des gesamten Energiebedarfs. Es empfiehlt sich, kleinere Rechenzentren zu einer größeren Einheit zusammenzufassen (Konsolidierung). Denn je größer die Anzahl der Server ist, desto höher ist deren Energieverbrauch.

Bei der Virtualisierung werden verschiedene Betriebssysteme parallel auf einem ansonsten gering ausgelasteten Server betrieben. Dies führt ebenfalls zu einer deutlich effizienteren Nutzung der Server.

Outsourcing und Serverhousing

Beim Outsourcing werden Serverleistungen auf dem Server eines externen Dienstleisters betrieben. Es lohnt sich zu prüfen, ob dies günstiger ist als der Betrieb und die Wartung eigener Server. Eine andere Variante ist das Serverhousing (auch Colocation genannt). Hier stellen externe Dienstleister nicht den Server, sondern die erforderliche Infrastruktur für das Aufstellen und den Betrieb des weiterhin firmeneigenen Servers zur Verfügung.

Verbessertes Energiemanagement

Gebäudeplanung

Beim Rechenzentrum muss die Gebäudehülle vor allem Sicherheitsaspekte gerecht werden. Eine Beheizung ist nicht erforderlich – dafür genügt die Abwärme der Geräte. Im Sommer ist ein geeigneter Wärmeschutz wichtig, damit sich die Räume nicht zu sehr von außen aufheizen. Fenster sind in Rechenzentren grundsätzlich zu vermeiden.

Abwärmenutzung

Ein noch unterschätztes Potenzial bietet die Nutzung der Abwärme von Rechenzentren. Anstatt die warme Abluft verpuffen zu lassen, können damit Büroräume oder andere Gebäudebereiche geheizt werden. Das kann spürbar zum Energiesparen und zur Senkung der Heizkosten beitragen. Diese Potenzial könnte künftig noch größer werden: Denn durch immer leistungsfähigere Server steigt die Temperatur in den Serverräumen tendenziell an; dadurch steht immer mehr potenzielle Abwärme zur Verfügung.

Monitoring

Ideal ist, wenn die Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz im Rechenzentrum in ein umfassendes Energiemanagement für das gesamte Unternehmen eingebunden sind. Grundlage für ein Energiemanagement im Rechenzentrum bilden verlässliche Daten über den Energieverbrauch, die Nutzungsstruktur und die äußeren Witterungsverhältnisse, um die Möglichkeiten einer freien Kühlung zu nutzen. Zudem ist es hilfreich, ein systematisches Monitoring aufzubauen und geeignete Kennzahlen festzulegen. Hierbei sollte ein Energieberater und erfahrener RZ Betreiber hinzugezogen werden, der ein auf das Unternehmen abgestimmtes Gesamtkonzept entwerfen kann.

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Fazit

Es klingt paradox: Obwohl sie immer energieeffizienter arbeiten, steigt der Energieverbrauch der Rechenzentren in Deutschland. Der Grund ist der zunehmende Energiebedarf für die Datenspeicherung und -verarbeitung in den Rechenzentren. Potenziale, die Energieeffizienz ihrer Rechenzentren zu steigern, finden Unternehmen in allen Bereichen: bei der eingesetzten IT-Hard- und Software, der Infrastruktur ihres Rechenzentrums und besonders im Energiemanagement. Dabei geht der Trend zu großen Rechenzentren, die deutlich effizienter arbeiten als ihre kleineren und älteren Vorgänger. Deshalb stehen auch Maßnahmen wie Outsourcing oder externes Serverhousing für viele Unternehmen neu auf der Agenda. Es kann sich lohnen zu prüfen, ob solche Varianten günstiger sind als der Betrieb eigener Server.

Themen: Energieeffizienz und Energiemanagement

David Wagenblass

Autor: David Wagenblass

David Wagenblass ist seit vielen Jahren in der Energiewirtschaft tätig. Der Energieexperte berät u.a. Verbände in Energiefragen und hält regelmäßig Vorträge zur Kostenreduzierung im Energieeinkauf sowie durch Energieeffizienzlösungen. Darüber hinaus ist er der erste Ansprechpartner in Energiefragen für rund 10.000 Verbandsmitglieder in Deutschland. T +49 621 290-1695 E-Mail david.wagenblass@mvv.de

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