Baukastenprinzip erleichtert die Energieversorgung und -absicherung im RZ Immer unter Strom

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Die digitale Transformation, Smart Factories und Smart Cities sowie die moderne Kommunikation benötigen eine komplexe Infrastruktur. Die Lebensader dieser Anwendungen ist eine permanente Energieversorgung in den Rechenzentren. Das gilt im klassischen Umfeld ebenso, wie in Industrieunternehmen oder beim Edge-Computing. Redundanz, Energieeffizienz und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sind daher essenziell.

Extreme Stürme oder Hitze, heftiger Schneefall oder starke Gewitter sowie andere Naturkatastrophen sind eine Bedrohung für die Leitungen der öffentlichen Versorger. Die Folge sind extreme Stromschwankungen bis hin zu Stromausfällen. Für die Geschäftswelt und die Industrie sowie den Alltag der modernen Menschen ist das fatal. In Rechenzentren sind deshalb perfekt aufeinander abgestimmte Sicherheits-Systeme zur permanenten Energieversorgung gefragt.

Ein modernes DataCenter braucht daher für die Energieversorgung ein zukunftsorientiertes Konzept. Das sollte detailliert geplant werden, denn die Komponenten müssen modular mit den Anforderungen des RZ wachsen können. Hersteller arbeiten für ihre Kunden darum in der Regel individuelle Lösungen aus.

Für die Realisierung moderner Rechenzentren entwickelte das hessische Unternehmen Rittal die modulare System-Plattform RiMatrix. Sie deckt alle Bereiche der Rechenzentrums-OT inkl. Energieversorgung ab und macht DataCenter fit für die Zukunft. „Damit bieten wir unseren Kunden einen durchdachten System-Baukasten mit Großserienqualität“, sagt Jörg Kreiling, Abteilungsleiter Energy & Power bei Rittal. „Daraus lassen sich individuelle Rechenzentrums-Lösungen realisieren, wobei die Skalierbarkeit stets ein zentrales Thema ist.“ Zudem wird der Redundanzgedanke unterstützt, den RZ-Betreiber im Hinblick auf die Energieversorgung ihrer Infrastruktur verstärkt umsetzen müssen.

Grundversorgung kommt aus dem öffentlichen Netz

Der zentrale Punkt der RZ-Energieversorgung ist der Niederspannungs-Hauptverteiler. Er wird direkt aus dem öffentlichen Netz mit Strom versorgt und „beliefert“ die nachgelagerten Unterverteiler, beispielsweise Power Distribution Racks (PDR) oder große Kühleinheiten sowie die USV-Anlage dauerhaft mit Strom. Das garantiert die permanente Verfügbarkeit aller Komponenten. Damit ist er im RZ ein wichtiges Glied der Energiekette.

Für eine modulare Niederspannungs-Hauptverteilung empfiehlt Rittal eine Kombination von Ri4Power und RiLine60. Das Stromverteilungssystem basiert auf der VX25-Rack-Plattform mit einem flexiblen Frontdesign. Die Konfiguration ist variabel. ACB-Lastschaltleisten ermöglichen den Einbau von Standardlösungen verschiedener ACB/MCCB-Hersteller. Kombiniert mit dem 60-mm-Sammelschienensystem RiLine 60 kann das Schranksystem so zu einem modularen Niederspannungs-Verteiler ausgebaut werden.

Weit mehr als eine Steckdose

Intelligente Power Distribution Units (PDU) haben in den Racks von Rechenzentren die klassische Mehrfachsteckdosen verdrängt. Dafür gibt es verschiedene Gründe. So können PDUs die verteilten elektrischen Parameter messen, Lasten schalten und Umgebungseinflüsse ermitteln. Administratoren erhalten so einen tiefen Einblick in die Verhältnisse im Rack. Das erleichtert im Fall der Fälle die Fehlersuche. Darüber hinaus können die ermittelten Werte dazu beitragen, Maßnahmen zur Energieeffizienz umzusetzen und Nutzungspotenziale aufzudecken.

Die Hessen haben dafür eine neue Generation von PDU aufgelegt. Diese füge sich nahtlos in die modularen Stromverteilungs- und -absicherungskonzepte ein, die sich mit der neuen Plattform realisieren lassen, heißt es. Demnach ist die PDU aufgrund ihrer kompakten Bauform problemlos in das gesamte IT-Schrankportfolio des Herstellers integrierbar; die werkzeuglose Clip-Befestigung erleichtert die Montage. Das stromsparende Design und der geringe Eigenverbrauch schlagen sich positiv in der Energiebilanz des Rechenzentrums nieder. PDU-Controller-Modul und Überspannungsschutz lassen sich auch während des laufenden RZ-Betriebs austauschen.

Variantenvielfalt deckt breites Leistungsspektrum ab

Die neue PDU wird in fünf Varianten angeboten und deckt laut Hersteller im DataCenter jeden Anwendungsfall ab. Das Spektrum reicht von der Basic-Version für die einfache Stromverteilung, bis hin zur Managed-Version, bei der Messung und Schalten pro Ausgang erfolgt. Dazwischen liegen noch Metered für die Messung pro Phase sowie Metered Plus, das eine Messung pro Ausgangssteckplatz erlaubt. Über den Energieverbrauch hinaus sind alle wichtigen Überwachungsfunktionen sowie erweiterte Messfunktionen in die PDU integrierbar.

Bis zu 8 CMC (Computer Multi Control) III Sensoren sorgen für ein kontinuierliches Umgebungsmonitoring. Damit haben die Administratoren Zustände wie Feuchtigkeit, Temperatur aber auch die Zugangsalarme permanent im Blick. Aufgrund ihrer Skalierbarkeit decke die neue PDU-Familie ein breites Anforderungs-Spektrum ab, so der Hersteller. Darüber hinaus bieten die Komponenten ein Höchstmaß an Energie- und Kosteneffizienz bei maximaler Verfügbarkeit des Gesamtsystems. Das schützt Investitionen und reduziert die Betriebskosten.

Hohe Stromqualität für IT-Komponenten und Anwendungen

In einem professionellen Konzept für die Energieversorgung und -absicherung von Rechenzentren dürfen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) nicht fehlen. Mittlerweile haben sich Online-USV allgemein durchgesetzt. Sie laufen in einer RZ-Umgebung permanent mit und sorgen bei Schwankungen in der Energieversorgung oder bei Ausfällen für die kontinuierliche Verfügbarkeit der Komponenten.

Die USV arbeitet mit einem Gleichstrom-Wechselkreis. Sie wird an ihrem Eingang mit Wechselstrom gespeist, der in der USV selbst dann quasi „zerhackt“ und in Gleichstrom umgewandelt wird. Am Ausgang erfolgt eine erneute Umwandlung in einen völlig neuen, „gereinigten“ Wechselstrom. Eingang und Ausgang sind voneinander unabhängig. Störungen in der Stromversorgung werden durch den Wechselkreis eliminiert. Das Netz und seine IT-Komponenten werden so mit fehlerfreiem Strom versorgt.

Rittal bietet über den Partner ABB Online-USVs im RiMatrix NG Portfolio als 19-Zoll-Einschubmodule an, die platzsparend im Rack installiert werden können. Bei Bedarf lassen sich die Einschübe im laufenden Betrieb austauschen. Die Einschubmodule werden in unterschiedlichen Leistungsklassen angeboten. Sie lassen sich modular auf die gewünschte Leistung ausbauen. Bei einem Ausfall muss lediglich das betroffene Modul ausgetauscht werden. Das RZ profitiert sowohl von Redundanz als auch von der Effizienz dieses USV-Konzeptes.

Langlebige Technik schützt Investitionen

Die Stromversorgung gehört zu den traditionellen Segmenten im Rechenzentrum und ist nicht so schnelllebig, wie die IT. Der Lebenszyklus für solche Anlagen liegt im Schnitt bei 15 bis 20 Jahren. Deshalb bleiben Investitionen in diesem Bereich langfristig geschützt.

Batterien sind das Herzstück einer USV. Aktuell kommt hierbei überwiegend die kostengünstige Blei-Gel-Technologie zum Einsatz. Die Lithium-Ionen-Technologie ist aber auch bei USV-Anlagen auf dem Vormarsch und in einigen Bereichen schon Stand-der-Technik. Hier profitiert der Kunde von einer hohen Verfügbarkeit und Effizienz. Allerdings schlägt diese Technologie in puncto Kosten deutlich höher zu Buche als die Blei-Gel-Technologie.

„Noch Zukunftsmusik ist die Stromversorgung mit der Brennstoffzellen-Technologie“, erklärt Jörg Kreiling. „Allerdings arbeitet wir hier bereits an Lösungen für den praktischen Einsatz.“ Diese Technologie soll zukünftig die Generatoren großer Rechenzentren mit Energie versorgen. Dadurch werden Anwender unabhängig von der Größe ihres Dieseltanks, der heute noch den Generatorbetrieb ermöglicht. Auch mit Blick auf den sinkenden Vorrat an fossilen Brennstoffen könnte sich die Brennstoffzellen-Technologie zu einer attraktiven Alternative für vorhandene Lösungen entwickeln.

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