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Etappe 5: Das Elektroauto kann mit der eingesparten Energie bis nach Oranjestadt (Aruba) fahren

15.580 Kilometer im Elektroauto ist eine große Entfernung. Sie entspricht rund 448 Kilowatt und dem Einsparpotenzial von Server-Konsolidierung und Virtualisierung. Physische Server sind statisch und können nicht so schnell auf wechselnde IT-Belastungen reagieren.

Deshalb wird Hardware häufig überdimensioniert, um Bedarfsspitzen abfangen zu können. Die fünfte Maßnahme setzt auf Virtualisierung, um Energie einzusparen. So können ältere Server auf wenigen physischen Servern konsolidiert werden.

Bei einer Erhöhung des Virtualisierungsgrads von 30 auf 60 Prozent lässt sich der Energieverbrauch im Rechenzentrum um 29 Prozent reduzieren. Um das zu erreichen, sollten Unternehmen eine ganzheitliche DCIM-Lösungen einsetzen. Diese bietet Transparenz im Hinblick auf die Verwendung der virtuellen Server und die Kapazitäten der Infrastruktur.

Etappe 6: Von Oranjestadt (Aruba) nach Tinum (Mexiko)

Die sechste Maßnahme bezieht sich auf die Effizienz der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) und birgt ein Einsparpotenzial von rund 63 Kilowatt beziehungsweise 2.191 Kilometern im Auto. USV-Systeme mit Double-Conversion verbrauchen 4 bis 6 Prozent der zugeführten Energie für die Wandlung Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom.

Ist das Rechenzentrum nicht sehr kritisch oder die Netzstromversorgung von höchster Qualität, kann dieser Energieverlust durch den Einbau eines Bypass-Schalters in das USV-System vermieden werden. Der Bypass gewährleistet einen unterbrechungsfreien Transfer der Last auf ein Hilfs- oder Sicherungssystem, um beispielsweise Wartungsarbeiten durchzuführen oder bei Überlastung oder akutem Verlust der Versorgungsspannung eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu garantieren.

Die Qualität der Bypass-Stromversorgung wird vom USV-System überwacht. Die Implementierung eines ECO-Modus und die Optimierung des Leistungspfads von der USV zu den Servern und anderen Geräten senken den Gesamtverbrauch um 4 Prozent beziehungsweise um 10 Prozent, wenn bereits die anderen Maßnahmen umgesetzt worden sind und somit die verbleibende Last auf 614 Kilowatt gesunken ist.

Etappe 7: Von Mexiko geht es weiter nach Grand Canyon Village (Arizona/USA)

Ein optimiertes Temperatur- und Luftstrom-Management drückt den Energieverbrauch weiter. Bis zu 80 Kilowatt lassen sich mit geeigneten Maßnahmen erzielen und rund 2.782 Kilometer im Auto zurücklegen.

Im Idealfall sind kalte und warme Luft im Rechenzentrum strikt getrennt. Am besten gelingt dies mit einer Kaltgangeinhausung. Ziel ist es, die Temperatur der Rückluft zur Kühleinheit zu maximieren.

Wird diese um 5,6 Grad erhöht, kann je nach System die Effizienz der Kühleinheit um 30 bis 38 Prozent gesteigert werden. Weitere Vorteile einer solchen Einhausung sind eine präzisere Steuerung der Ventilatorengeschwindigkeit, höhere Temperaturen der Kühlwassereinspeisung sowie eine maximale Economizer-Nutzung. Eine intelligente Steuerung ermöglicht es dann, dass nicht mehr die Rücklufttemperatur, sondern die Bedingungen an den Servern für die Kühlung herangezogen werden.

Etappe 8: Quer durch die USA

Eine flexible Anpassung der Kühlsysteme an den Kühlbedarf kann den Energiebedarf weiter drücken. 40 Kilowatt sind im Modellrechenzentrum möglich, das entspricht einer Strecke von 1.391 Kilometern im Elektroauto.

Spitzenlasten kommen in Rechenzentren nur selten vor. Es ist deshalb wichtig, dass die Kühlsysteme auch im Teillast-Betrieb effizient arbeiten. Bei Kaltwassersystemen sind die Ventilatoren die hungrigsten Energiefresser. Stufenlos regelbare EC-Ventilatoren sind deshalb zu präferieren. Diese können in bestehende Kühleinheiten eingebaut und über die intelligente Steuerung geregelt werden.

Kompressoren mit variabler Kapazität für Direct Expansion (DX)- als auch Kaltwassersysteme, können die Effizienz weiter erhöhen. Der Energieverbrauch des Rechenzentrums sinkt durch ein derart optimiertes Kühlsystems um weitere 2,6 Prozent.

Etappe 9: Die eingesparte Energie hat für eine Strecke bis Chicago (USA) oder einmal rund um die Welt gereicht

Bis Chicago ist es jetzt nicht mehr weit. Lediglich 800 Kilometer trennen das Elektroauto von seinem Ziel. Weitere 23 Kilowatt sind nötig, um es noch einmal aufzuladen.

High-Density-Kühlung macht das möglich: In der Regel herrscht in einem Rechenzentrum eine Dichte von 2-3 Kilowatt pro Rack. Werden Umgebungen geschaffen, die wesentlich höhere Dichten unterstützen, kann die Effizienz weiter gesteigert werden.

In diesem Fall sind jedoch herkömmliche Raumkühlsysteme nicht geeignet. Stattdessen muss eine Kühlung implementiert werden, die das Kühlgerät näher an die Wärmequelle heranbringt. Dadurch wird heiße Luft aus dem Warmgang gezogen und dem Kaltgang kalte Luft zugeführt. Ein Teil der Kühllast wird dann von herkömmlichen Umluftkühlgeräten auf zusätzliche Kühleinheiten übertragen, die an oder entlang der Racks angebracht sind.

Etappe 10: Leistungsstarkes Navigationssystem an Bord

Um auf der Fahrt von Moskau nach Chicago möglichst wenig Energie zu verbrauchen und den kürzesten Weg zu wählen bedarf es eines leistungsstarken Navigationssystems. Im Rechenzentrum bilden moderne Data Center Infrastructure Management (DCIM)-Lösungen hierzu die Basis.

DCIM ist deshalb ein zentraler Bestandteil vieler Energy Logic-Maßnahmen. DCIM-Tools geben den Administratoren nicht nur einen Überblick über die Geschehnisse in den IT-, sondern auch in den Supportsystemen und lösen bei der Überschreitung bestimmter Grenzwerte unmittelbar Alarm aus. Sie machen die Vorgänge transparent, sodass ungenutzte Infrastrukturkapazitäten genutzt werden können. DCIM ist für viele Energy Logic 2.0-Maßnahmen ein zentraler Bestandteil. Durch das Zusammenspiel mit anderen Maßnahmen, ist eine genaue Bezifferung des Einsparungspotenzials von DCIM allerdings nicht möglich.

Das Fazit

Das Einsparpotenzial von Rechenzentren ist nach wie vor enorm. Werden sämtliche Maßnahmen von Energy Logic 2.0 in Verbindung mit einem leistungsstarken DCIM-System umgesetzt, könnte ein durchschnittliches, 464,5 Quadratmeter großes Rechenzentrum seinen Energiebedarf um rund 70 Prozent senken.

In nur acht Stunden ließe sich so viel Energie einsparen, dass ein Elektroauto 39.472 Kilometer zurücklegen könnte. Diese Strecke entspricht fast dem Erdumfang von 40.074 Kilometern. Jede einzelne Maßnahme aus dem Energy Logic 2.0-Katalog bringt bereits erhebliche Verbesserungen, ohne die Verfügbarkeit und Flexibilität des Rechenzentrums zu beeinträchtigen.

Der Autor:

Dr. Peter Koch ist Senior Vice President Engineering & Product Management, Racks & Integrated Cabinets bei Emerson Network Power.

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