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Nachhaltige Rechenzentren

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Radgen, Peter; Zultner, Holger; Meissner, Jürgen; Jahnke, Steffen; Binder, Jann; Wesner, Stefan; Mollenkopf, Wolfram

2019

Projektbericht - Zwischenbericht

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Beschreibung

Der im ersten Projektabschnitt erstellte Fragebogen wurde im Rahmen des Arbeitspaketes 1 durch weitere Rückläufer mit mehr Datenpunkten erweitert. Die Stichprobe beläuft sich somit auf 27 verschiedene Rechenzentren. Die Auswertungen der Datenerhebung enthalten unter anderem die erfassten PUE-Werte oder der Anteil erneuerbarer Energien. Dieser lag bei 1,56 für den PUE und bei 25% für Rechenzentren mit 100% Grünstromanteil. Eine Prognose der Leistungsaufnahme pro Server- Rack erwartet in den nächsten 5 Jahren das Überschreiten der 10kW Grenze. In einer Szenarioanalyse ergab sich ein Stromverbrauch von Edge-Rechenzentren zwischen 45 GWh/a und 215 GWh/a. Das Bewertungsinstrumentarium aus Arbeitspaket 2 wurde auf das 3-Säulen Modell angepasst. Um die Daten zu erfassen wurde ein Befragungsbogen mit einem Umfang von 25 Fragen erstellt. Die Bereiche ökologische Nachhaltigkeit vereinen derzeit 7 Indikatoren auf sich. Der Bereich Soziales enthält 5 Indikatoren und die Standortnachhaltigkeit wird durch 11 Indikatoren abgebildet. Die Gewichtung der Indikatoren innerhalb der Säulen wurde über eine Expertenbefragung quantifiziert. In der Vorperiode des Arbeitspaketes 3 wurden die Methoden der Abwärmenutzung, der effizienten Kühlung und des PPA-Vertrags analysiert. Data Center Infrastructure Management, DCIM machen Effizienzüberwachung, Management und neue Kapazitätsplanung deutlich einfacher. Virtualisierung und Konsolidierung sind etablierte aber noch nicht marktdurchdringende Maßnahmen auf der IT-Seite. Neben indirekter freier Kühlung zeigt auch die oberflächennahe Geothermie mit horizontalen Erdkollektoren gute Potenziale. Im Rechenzentrum liegt das Flexibilisierungspotenzial vor allem in den Themen Integration erneuerbarer Energien, Kostenoptimierung, Spitzenlastreduzierung, IT-Job- Konsolidierung und Freikühlungsnutzung. Im vierten Arbeitspaket wurden weitere Potenziale im Bereich der Rechenzentren untersucht. Dabei ergab sich, dass im aktuellen Rahmen eine Abwärmenutzung und kostenintensive Änderung der Kälteversorgung nur für mittelgroße bis große Rechenzentren wirtschaftlich darstellbar ist. Um weitere Potenziale klarer zu definieren wurde ein Referenzrechenzentrum mit einer Anschlussleistung von 200kW definiert. Anhand dieses Referenzobjektes sollen im Weiteren Parametereinflüsse untersucht und Simulationen durchgeführt werden. Untere anderem soll hier der Einsatz eines BHKW untersucht werden. Der Beginn des Arbeitspakets 5 ist für das 3. Quartal 2019 geplant. Grundlegendes Ziel wird sein, Effizienzpotentiale im Rechenzentrumsbetrieb in der Praxis zu erproben. Dabei soll unter anderem auf Erkenntnisse und Ergebnisse der Arbeitspakete 3 und 4 zurückgegriffen werden. Auf Seiten der IT-Effizienz sind validierbare Alternativen unter anderem die Konsolidierung (virtueller) Maschinen, das Überbuchen physikalischer Ressourcen oder Power-Capping. Im Rahmen des Arbeitspakets 6 wurde ein Workshop in Zusammenarbeit mit der Wirtschaftsförderung Karlsruhe veranstaltet. Außerdem wurde das Teaser- Video für das Projekt fertiggestellt und befindet sich derzeit im Freigabeprozess durch das Ministerium. Auf Vorträgen in Ulm und Stuttgart wurden Teilaspekte des Projektes vorgestellt. Der Projektbeirat unterstützte auf drei weiteren Sitzungen das Projektteam durch Branchenexpertise und Erfahrungen.