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Ökostromanbieter und Cloud Provider Windcores baut Rechenzentren in Windräder

Ein Gastbeitrag von Henrik Hasenkamp* 6 min Lesedauer

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Von Windrädern erzeugten Ökostrom für den Rechenzentrumsbetrieb zu nutzen, ist ein wertvoller Beitrag im Rahmen des Klimaschutzes. Der Cloud-Anbieter Windcores geht noch einen Schritt weiter: Er bringt gleich das ganze Cloud Datacenter in Windrädern unter.

Ein Windrad dieser Bauart besteht zu zwei Dritteln aus Beton, das obere Ende ist Stahl und esschwankt zwischen 30 und 50 Zentimeter. Bis auf einen Trafo ist das Innere leer - nicht aber bei Windcores: Hier ist ein ein dreistöckiges Rechenzentrum integriert. (Bild: Windcores)
Ein Windrad dieser Bauart besteht zu zwei Dritteln aus Beton, das obere Ende ist Stahl und esschwankt zwischen 30 und 50 Zentimeter. Bis auf einen Trafo ist das Innere leer - nicht aber bei Windcores: Hier ist ein ein dreistöckiges Rechenzentrum integriert.
(Bild: Windcores)

Windcores, eine Marke aus der Unternehmensgruppe Westfalenwind, deren Kerngeschäft die Planung, der Bau und der Betrieb von Windendenergie-Anlagen ist, bringt Rechenzentren dort unter, wo der Strom erzeugt wird - eben im Fuß solcher Windräder. Die Kunden bekommen eine dezentral organisierte Alternative zu den herkömmlichen Cloud-Angeboten.

Der Stromverbrauch von Rechenzentren ist in vielerlei Hinsicht ein Ärgernis: Er verursacht hohe Kosten und steht dem Nachhaltigkeitsgedanken entgegen. Dabei wird der Bedarf an IT-Infrastruktur-Kapazitäten künftig weiter steigen. Mehr Digitalisierung und größere Datenmengen führen zwangsläufig zu höherem Stromverbrauch.

Inzwischen kommen zudem klassisch zentral organisierte Cloud-Ressourcen auch technisch schon mal an ihre Grenzen: Je datenintensiver die Anwendungen – und mit Technologien wie IoT, ML und KI werden sie das in hohem Maße – umso teurer und latenzanfälliger wird die Datenübertragung in die Cloud. So kann es sinnvoll sein, sich über lokale Cloud-Angebote und Edge-Computing-Infrastrukturen Gedanken zu machen, die bereits in der Nähe der Anwendung einen Teil der Datenverarbeitung übernehmen.

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Aus diesen zwei Gegebenheiten – der Notwendigkeit über nachhaltige Stromkonzepte nachzudenken und dem wachsenden Bedarf an dezentralen Cloud-Ressourcen – entwickelte der Ökostromanbieter Westfalenwind die Geschäftsidee. Innerhalb der Unternehmensgruppe entstand 2028 der Geschäftsbereich Windcores, der Cloud-Services mit grüner Stromversorgung bietet.

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Im September 2024 hat Windcores sein Co-Location-Angebot um einen weiteren Standort und eine Cloud-Plattform erweitert. Durch umfassende Skalierungsmöglichkeiten in alle Richtungen kann der Betreiber Angebote für den Mittelstand, die Industrie und Großunternehmen anbieten. Mit im Boot ist seit dem vergangenen Jahr auch die Unternehmensberatung Capgemini.

Die Marke der Westfalenwind-Gruppe engagiert sich intensiv in der Entwicklung zukunftsweisender Technologien und arbeitet in Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit diversen Partnern zusammen:

  • Im Projekt „Cray4EDGE" geht es darum „Edge Computing“ im Internet der Dinge wirksam gegen Cyber-Angriffe abzusichern. Unter der Annahmen, dass sich Standards, Prozesse und Dienste, die in herkömmlichen Rechenzentren zum Einsatz kommen, sich für IoT nicht eignen, ist es Ziel des Vorhabens, ein technisches Rahmenwerk zu entwickeln: das „Cyber-physikalische Sicherheit mittels Radiometrie für den Edge” (C‑ray4edge).
    Der „Normalbetrieb“ eines Netzwerkknotens wird als Profil seiner elektromagnetischen Abstrahlung festgehalten. Ein Vergleich von Profilen zu verschiedenen Zeitpunkten dient der Erkennung von Manipulationen der Hardware. Eine zentrale Stelle kann somit eine Vielzahl von Netzwerkknoten anhand der erstellten Profile überwachen. Ergänzt wird diese Überwachung durch Identitätsnachweise, s genannte Vertrauensanker, in der Hardware. Eine höhere Zuverlässigkeit der Systeme soll zudem durch die Entwicklung einer Selbstüberwachung sowie durch die Verbesserung des Ressourcen-Managements erreicht werden.
  • Das Projekt „WindHPC“ zielt darauf ab, den Energieverbrauch durch die Verbesserung der Effizienz von Simulationscodes, HPC-Workflows und Daten-Management zu senken. Dazu werden unter anderem Rechner in den Windenergie-Anlagen mit HPC Rechenressourcen des HLRS verbunden. Ermöglichen soll das ein intelligentse Scheduling-Verfahren, das unter Berücksichtigung des Energiebedarfs und der zeitlichen Relevanz benötigter Simulationen den Gesamt-Workflow optimal auf diese beiden Ressourcen verteilen und ausführen. Mit im Boot sind auch noch die Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg, die Technische Universität München, die Technische Universität Berlin, die Technische Universität Kaiserslautern und die Universität Stuttgart (VISUS).
  • Das Forschungsprojekt „GreenHPC" beschäftigt sich damit, Supercomputer-Netzwerke mit Windkraft zu betreiben. Es gehört zu dem bundesweiter Verbundprojekt „Energie-optimierte Supercomputer-Netzwerke durch die Nutzung von Windenergie“ (ESN4NW) unter der Leitung des SICP – Software Innovation Campus Paderborn an der Universität Paderborn. Ziel des Vorhabens ist es, die Infrastruktur und Betriebsführung eines HPC-Clusters innerhalb mehrerer Windenergie-Anlagen zu entwickeln. Die direkte, lokal verfügbare erneuerbare Energie soll dabei in die Betriebsführung eingehen, um sie maximal zu nutzen. Zusätzlich wird auch die entstehende Abwärme als limitierender Faktor berücksichtigt.
  • Das Forschungsprojekt mit der Bezeichnung Next Generation Cloud Infrastructure and Services (IPCEI CIS)” wurde von sieben Mitgliedstaaten initiiert. 19 Unternehmen beteiligen sich und sorgen für 19 hochinnovative Projekte. Die Rolle von Windcores besteht darin, als Betreiber von dezentralen Rechenzentren in Windrädern, den Nachweis zu erbringen, dass dies eine der zukünftigen Schnittstellen für einen Energie-effizienten, ressourcenschonenden und klimaneutralen Betrieb für Rechenzentren sein kann.

Wie kommt ein Rechenzentrum ins Windrad?

Der Aufbau lokaler Cloud- und Edge-Cloud-Angebote benötigt Räumlichkeiten, Strom und entsprechend dimensionierte Internetanbindungen. Voraussetzungen, über die Westfalenwind ausreichend verfügte. Das in Paderborn ansässige Unternehmen betreibt mehr als 120 Windräder in der Region und kooperiert eng mit anderen lokalen Anbietern. Unter der Marke Windcores setzten die Westfalen ihre Idee um und konzipierten Cloud-Rechenzentren, die in einen Windrad-Turm passen.

Das bringt einige ganz praktische Herausforderungen mit sich. Die gesamte Technik muss durch die nicht besonders große Tür ins Innere des Windrades transportiert werden. Auch die Aufstellung der Server muss sich den Gegebenheiten anpassen: Statt flächiger sind mehrgeschossige Rechenzentren entstanden. „Windcores II“, dessen Eröffnung im September des vergagenen Jahres gefeiert wurde, erstreckt sich beispielsweise über drei Etagen und besteht aus mehr als 50 Servern, die in drei Cages untergebracht sind (siehe: Bildergalerie).

Eine weitere Besonderheit: Mit der Windkraftanlage und dem Rechenzentrum sind zwei völlig verschiedene Gewerke in denselben Räumlichkeiten untergebracht. Keine der beiden darf das jeweils andere in irgendeiner Art beeinflussen, weder während der Aufbauphase noch im operativen Betrieb. Das bedeutet konkret, dass auch der Zugang zu beiden strikt getrennt voneinander möglich sein muss.

Lokales Cloud-Angebot als Alternative zum Hyperscaler

Das Ergebnis ist nun ein Co-Location- und Cloud-Service-Angebot, mit dem sich Windcores als vollwertige Alternative zu anderen Hyperscalern aufstellen kann. Als Cloud-Management-Plattform wählten die Westfalen die hyperkonvergente Lösung von Gridscale.

Die in Köln ansässigen Cloud-Spezialisten gehören zu OVHcloud. Für das Windcores-Team essenziell, um den Administrationsaufwand so überschaubar wie möglich zu halten. Und über die Gridscale-Plattform lassen sich alle Infrastruktur-Bestandteile – Server, virtuelle Maschinen, Storage, Netzwerkverbindungen – zentral steuern.

Zugleich kann Windcores seinen Kunden eine intuitiv bedienbare Management-Oberfläche zur Verfügung stellen, mit der diese sich ihre gewünschten Infrastruktur- und Platform-as-a-Service-Dienste zusammenstellen können. Weil das System im Whitelabel-Modus aufgesetzt wurde, tritt Windcores den Kunden gegenüber ausschließlich mit der eigenen Marke auf.

Die Kunden profitieren von einem breiten, Cloud-typischen Angebot, das von einzelnen virtuellen Maschinen, die per Mausklick hochgefahren werden können, bis hin zu einfach zusammenstellbaren Kubernetes-Clustern mit mehreren Nodes, Distributed Storage und Lösungen von Drittanbietern reicht. Die Windrad-Rechenzentren sind mit einer redundant ausgelegten Glasfaserleitung mit einer Übertragungsrate von bis zu 400 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) direkt an den Internet-Knotenpunkt DE-CIX in Frankfurt am Main angebunden.

Die Zukunft: datenintensiv und nachhaltig stromversorgt

Schon heute werden die Windcores-Rechenzentren zu über 90 Prozent direkt mit dem vor Ort aus Windkraft erzeugten Strom versorgt. Hin und wieder können dafür sogar Überkapazitäten genutzt werden, die nicht in das Stromnetz eingespeist werden konnten. Der verbleibende Anteil kommt aus anderen Windkraft-, Solar- oder Wasserkraftanlagen. Das Ziel ist es, diese Lücke mit der Hilfe von Zwischenspeichern noch zu verkleinern.

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Künftig wird solchen nachhaltigen IT-Konzepten eine wachsende Bedeutung zukommen. Erst kürzlich schätzte die Bundesregierung den Stromverbrauch von deutschen Rechenzentren auf 20 Terawattstunden pro Jahr. In 20 Jahren könnte sich dieser Wert vervierfachen (88 Terawattstunden im Jahr 2045), ergab eine Marktumfrage unter Übertragungsnetzbetreibern (siehe: Kurzmeldung Deutscher Bundestag „Höherer Stromverbrauch durch Rechenzentren erwartet“. Das dürfte eher konservativ geschätzt sein, wenn man bedenkt, wie rasant sich derzeit KI-Anwendungen weiterentwickeln.

*Der Autor
Henrik Hasenkamp verantwortet als CEO die Strategie und Ausrichtung von Gridscale, einem Kölner Technologie-Anbieter, der Unternehmen eine schlüsselfertige Plug-and-Play Plattform für den schnellen Aufbau von Cloud- und Edge Computing-Services zur Verfügung stellt. Als einer der Pioniere und Vorreiter hat er mit der Gründung von Gridscale im Jahr 2014 das große Potenzial von Edge und Cloud Computing für die Digitalisierung in Deutschland früh erkannt und das Unternehmen bis heute zu einem innovativen Software-Anbieter und Plattformbetreiber für mittlerweile tausende Mittelstandsunternehmen, IT-Dienstleister und Systemhäuser fortentwickelt.
Seit August 2023 gehört das Unternehmen zur OVHcloud, dem europäischen Marktführer im Bereich Cloud.
Er sagt: Der KI-Boom stellt die Nachhaltigkeit der IT-Infrastruktur auf die Probe. Der innovative Ansatz aus Deutschland zeigt, dass Hochleistungs-IT und Klimaschutz kein Widerspruch sein müsse.

Bildquelle: Gridscale

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