Juni 2011
ECO IT-Zukunft im Rechenzentrum
Energiefahrplan der Bundesregierung rückt Energieeffizienz in die Mitte. Experten rechnen mit einem drastischen Anstieg der Kühlkosten durch erforderliche IT/K Strukturen bei Rechenzentren. In einem Eigenversuch zur Kühlung von Serverräumen durch oberflächennahe Geothermie erprobt, kann der Energieverbrauch über 90 Prozent reduziert werden und findet bereits nach kurzer Zeit immer mehr Anwendung .
GeoCool® - Kühlen ohne Strom Geothermisch gekühlte Rechenzentren mit PuE unter 1,1 Die durchschnittliche Power Usage Effectivness (PuE) gilt als Kennzahl der Energieeffizienz von Rechenzentren. Spezialisten der Branche gehen davon aus, dass bis 2015 bei einem Serverschrank ein Wert von 1,2 und bei einem großen Rechenzentrum von 1,6 erreicht werden kann. (s. Abb.1) Quelle-UBA Die Geothermie, hinlänglich bekannt als regenerative Energiequelle mit hohem Potential für kostengünstige und umweltfreundliche Energie- und Wärmegewinnung, kann bereits heute auf einfachste Weise die Effizienzziele erreichen. Genutzt wird dabei das oberflächennahe Grundwasser wie eine findige und fördermittelfreie Idee zur Nutzung neuer Anwendungsfelder für die Geothermie zeigt. In Celle haben sich Anfang 2009 drei Technologie-Partner, DELTA plus Datensysteme GmbH, Celler Brunnenbau GmbH & Co. KG sowie die Rittal GmbH & Co. KG, zusammengefunden und eine Lösung zur Kühlung von Serverschränken mittels Geothermie entwickelt und realisiert.
sen Tiefen keinen jahreszeitlichen Schwankungen. Durch
spezielle Erdsonden Bohrungen ist es technologisch zudem meist unproblematisch, dieses Temperaturniveau für die Kühlung von Rechenzentren zu nutzen. Bei der so genannten GeoCool® Lösung werden zwischen die Serverschränke spezielle
auf die Server und ITInfrastruktur definiert zugeführt wird. Dieses Verfahren hat u.a. den Vorteil, dass die Serverschränke selber keinen Kontakt zu wasserführenden Komponenten haben können und somit im Fall einer Leckage oder anderen Undichtigkeiten keine Gefahr für die IT Geräte besteht. Der verbleibende Anteil an Stromkosten für die Kühlung reduziert sich lediglich auf die Versorgung der Zirkulationspumpen sowie hocheffiziente Ventilatoren. Dieser Anteil beträgt erwartungsgemäß nur einen Bruchteil derjenigen Kosten, die für Klima- und Kühlgeräte klassischer Bauart und Technologie aufgewendet werden müssen. Die Kühlung selber und der Betrieb der
Bild: Schema geothermische Kühlung
Die in Erdtiefen von bis zu ca. 100m vorhandene mittlere Temperatur von ca. 1216° Celsius unterliegt in die
Wärmetauscher Module angereiht über welche dann die aufbereitete Kühlluft von vorn
wartungsfreien geothermischen Komponenten erzeugen keine laufenden Kosten
und stellen damit eine umweltfreundliche, überzeugende und enorm kostensparende Alternative zu klassischer Kühlung dar.
Deutschen Rechenzentrumspreises wurde diese Lösung sogar mit dem Publikumspreis in der Kategorie "Innovative Rechenzentrums-Anwendungen" ausgezeichnet. Die "Der extrem lange und auch diesjährige CeBIT 2011 bestäin Norddeutschland recht tigte das Erfolgskonzept von strenge Frost des Winters DELTA plus und Celler 2009/2010 mit bis zu -18° Brunnenbau im Rahmen des Celsius war eine perfekte Gemeinschaftsstands Bewährungsprobe für die Niedersachsen. So freute sich Bohrungs-, Pumpen- und Jörg Krueger über die Zuleitungstechnik und wies Besuche des Niedersächsüberzeugend nach, dass ischen Finanzministers diese Art der Kühltechnik Hartmut Möllring sowie seines auch extremsten WitterungsKollegen, dem Wirtschaftsbedingungen Stand hält. minister Jörg Bode auf dem Innerhalb der ersten beiden eigens für GeoCool® errichteBetriebsjahre wurde mit ten Messestand und über eine ® GeoCool eine Stromergroße Zahl von Anfragen von sparnis von über 94% erzielt. Unternehmen und KommPositive Nebeneffekte dieser unen: "GeoCoo l® birgt - vor Methode sind der praktisch allem im Hinblick auf die aktugeräuschlose Betrieb, die elle Energiediskussion - grogeringe Wartungsanfälligkeit ßes Einsparpotential für und die stabile Kühlung der Wirtschaft und die öffentliche Server mit bis zu 15kW/h Hand. Als umweltfreundliche, Kälteleistung pro Servernachhaltige und fast CO2 schrank. Der so in der Pilotneutrale Lösung kann unser anlage erreichte PuE von 1,06 Ansatz die Stromkosten für bedeutet dass über 90 den Betrieb von RechenProzent der in das Rechenzentren und Serverräumen zentrum eingespeisten gewaltig senken und eine Energie die Server erreicht. In Ressourcen schonende herkömmlich gekühlten Alternative zu klassischer Rechenzentren liegt diese Kühlung werden", führt Quote oft nur bei 50 Prozent Krueger weiter aus. Der oder gar noch weniger", Geothermie Fachmann Dirk beschreibt Jörg Krueger, Wietfeldt, Geschäftsführer der Geschäftsführer der DELTA Celler Brunnenbau GmbH & plus Datensysteme GmbH die Co. KG ergänzt: "Wir haben Vorzüge. gezeigt, dass sich Geothermie bestens für eine umweltBereits im letzten Jahr stieß freundliche und kosteneffi® GeoCool auf großes ziente Klimatisierung von Interesse und wurde in Berlin Rechenzentren eignet". Beide zum GreenIT Award 2010 Unternehmen sind ausgewienominiert. Bei der im zurücksene Experten auf dem liegenden Mai stattgefundeGebiet der Geothermie und nen Preisverleihung des Mitglied des Celler Vereines
GeoEnergy e.V., einem Kompetenznetzwerk mit Focus auf die technologische Entwicklung sowie die sichere und wirtschaftliche Nutzung der Geothermie.
Von der Eigennutzung zur Systemlösung "Der heiße Sommer 2008 brachte die Kühlung unserer Rechnerzentrale an die Leistungsgrenze" erinnert sich Dr. Christoph Ganzer, Prokurist der Celler Brunnenbau GmbH & Co. KG an den Projektstart. "Die in unserem Rechenzentrum noch 2008 vorhandene Klimatisierung erschien uns nicht nachhaltig, extrem energieintensiv und zudem nicht redundant ausgelegt. Wir fragten uns daher ob wir unsere Erfahrungen aus dem Brunnenbau und der Geothermie zu nutzen machen könnten. Unsere Marktrecherche in Deutschland ergab dass eine geothermische Kühlung für Rechenzentren noch nicht angeboten wurde. Wir haben uns daher mit unserem IT-Partner und Rechenzentrum Spezialisten DELTA plus Datensysteme GmbH zusammengesetzt und in Kooperation eine Lösung unter Einbindung geothermischer Energievorkommen zur vollständigen Kühlung von Servern und Rechenzentren entwickelt -wir nennen es "GeoCool®". In einem unbürokratischen und fördermittelfreien Projekt entstand ein Gesamtprodukt das unserem Anspruch an Nachhaltigkeit
und Energieeffizienz mehr als gerecht wurde. Bereits im Folgejahr konnten wir so unsere Rechnerzentrale kostengünstig und umweltfreundlich kühlen und erreichten so eine signifikante Betriebskosteneinsparung von über 90%." führt Ganzer weiter aus. Nachgefragt bei Jörg Krueger: Ab welcher Größe können Rechenzentren Ihre Lösung einsetzen? Grundsätzlich ist fast jede Größe denkbar. Voraussetzung ist immer eine entsprechende geologische Eignung und genug Aussenfläche oder Grundfläche für das Erdsondenfeld. Ab welcher Leistungsklasse lohnt sich der Einsatz der Geothermielösung? Bereits ab 3 kW/h lohnt der Einsatz von GeoCool®. Das entspricht in etwa einem Serverschrank. Selbst bei so kleinen Installationen kann der ROI bei unter 5 Jahren liegen. Laufen derzeit weitere Projekte? Es laufen zurzeit 8 weitere Projekte in den Größenordnungen 5 - 250 kW/h Könnte der Stromverbrauch über eine PV-Kombination abgedeckt werden? Durchaus, muss aber über USV und Parallelversorgung abgesichert sein! Wie sind Ihre Erfahrungen bei der Genehmigungspraxis? In der Regel unproblematisch
sofern der potentielle Kunde nicht in einem Wasserschutzgebiet der obersten Klassen angesiedelt ist. Dennoch gibt es regionale Unterschiede und Affinitäten zur Geothermie. Grundsätzlich geht der Planungsphase die Erkundungsphase voraus. In dieser wird mittels GRT (geo response test) und einer thermohydrodynamischen Simulation das geplante Erdsondenfeld prognostiziert. Die Erkundungsphase beinhaltet auch die vollständige genehmigungstechnische Abwicklung für den Kunden. Dieses Dienstleistungspaket kann der Kunde als "Rundum-sorglosPaket" von DELTA plus erhalten.
Nachhaltige Rechenzentren Mit den Auswirkungen der vernetzten Welt hinsichtlich Energieeffizienz - Faktor Kühlung, befasst sich Dr. Ralph Hintemann Senior Researcher vom Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit gemeinnützige GmbH, der in den letzten Jahren verschiedene ITProjekte auf Nachhaltigkeit geprüft hat und bestätigt, dass bei den kommenden Anforderungen an mehr Rechnerleistung, Datenmanagement und Virtualisierung moderne Rechenzentren am Thema Energieeffizienz nicht vorbeikommen werden. Welchen Trend sehen Sie bei der IT-K Entwicklung? "Die IT-Ausstattung wird in den nächsten 5 Jahren weiter hin sehr deutlich zunehmen.
In Deutschland und weltweit wird die Zahl der sehr großen Rechenzentren stark ansteigen. Hierfür ist insbesondere der Trend zum Cloud Computing verantwortlich. Wir schätzen, dass schon heute 1/3 der weltweit verkauften Server in die Rechenzentren der großen Cloud Anbieter wandert. Welche Rolle sehen Sie bei der Standortauswahl? Für die Standortwahl von großen Rechenzentren sind heute die Energiekosten und auch regulatorische Bedingungen von entscheidender Bedeutung. Standorte mit niedrigen Außentemperaturen werden bevorzugt, da die Kühlung der Rechner derzeit mehr als 30% der gesamten Energiekosten verursacht. Welche kommenden Herausforderungen sehen Sie für Betreiber? Künftig werden die Energiekosten eine immer größere Rolle spielen. Seit dem Jahr 2000 hat sich Energiebedarf der Server und Rechen zentren fast verdreifacht. Die weiter zu erwartenden Leistungszuwächse der IT und die stark ansteigenden Datenmengen sprechen dafür, dass die Entwicklung so weiter geht. Die Rechenzentren der Zukunft werden flexibler und modularer aufgebaut. Dies verlangt kombinierte Lösungen von IT- und FacilityManagement. Betreiber als auch Gebäudeplaner sollten daher bei Neubau auf eine engere Vernetzung der Gewerke Klima-Gebäudetechnik und IT-Infrastruktur untereinander achten.
Der ITK-bedingte Stromverbrauch in Deutschland ist von 38 TWh im Jahr 2001 im Jahr 2007 auf etwa 55 TWh gestiegen. Stärkstes Wachstum ist hier bei den IKT Infrastrukturen Servern und Rechenzentren zu verzeichnen. Im Rahmen von IT2Green investieren Industrie und Politik insgesamt 60 Mio. Euro in Forschungsprojekte sowie Begleitforschung. Davon steuert das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie bis zu 30 Millionen Euro bei. Ziel von IT2Green ist es, den Stromverbrauch von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) in Rechenzentren, Telekommunikationsnetzen sowie Büro- und Heimanwend- ungen zu senken.
Den Beitrag Online lesen: Onlinereferenz: http://umweltdienstleister.de/?p=8798 Ansprechpartner: Technik: DELTA plus Datensysteme GmbH Geschäftsführer: Jörg Krueger Brigitta 15 29313 Hambühren Telefon: +49 (0) 5084/9323-0 Fax: +49 (0) 5084/9323-23 Weiterführende Informationen und Beratung zu dieser Lösung unter 05084 / 9323-0 oder geocool@dplusd.net. www.dplusd.net Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit gemeinnützige GmbH Dr. Ralph Hintemann Senior Researcher Clayallee 323 D-14169 Berlin, Germany Tel. +49.(0)30.306 45-1005 Fax +49.(0)30.306 45-1009 E-Mail: hintemann@borderstep.de www.borderstep.de
Bilder: Titelbild: STRATO Eine STRATO Mitarbeiterin untersucht die Klimatisierung im Serverraum mit einer Wärmebildkamera. DELTA plus Datensysteme GmbH, PuE Werte: UBA/Borderstep Institute