Rechenzentrum mit Gleichstrom

Mit der Erweiterung ihres Rechenzentrums Zürich-West hat die Green Gruppe ein Gleichstrom-Datacenter mit einer Leistung von 1 Megawatt in Betrieb genommen.

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  • Tom Sperlich

In der Schweiz steht seit Kurzem eines der weltweit leistungsstärksten Gleichstrom-Rechenzentren – sagen zumindest die Betreiber. Die Green Gruppe hat die Erweiterung des Rechenzentrums in Lupfig (Aargau) zusammen mit den Partnern Hewlett-Packard (HP) und ABB in der vergangenen Woche in Betrieb genommen. Mit einer Kapazität von 1 Megawatt soll es sich um das leistungsstärkste Rechenzentrum mit Gleichstromtechnik (DC) der Welt handeln.

Das Rechenzentrum wird mit Gleichstrom versorgt.

(Bild: green.ch)

Mit neuen, effizienteren Gleichstromsystemen soll beim Stromfresser Data Center die Zukunft einziehen. Bei der 1100-Quadratmeter-Erweiterung des im April 2011 eröffneten Green-Rechenzentrums "Zürich-West" (mit insgesamt 3300 qm) kommt ausschließlich 400-Volt-Gleichstromtechnik zum Einsatz, die ABB liefert. Green betont dabei die Energieeffizienz und andere Einsparungsmöglichkeiten dieser "Hochspannungs"-Gleichstromtechnik (High Voltage Direct Current, HVDC).

Das "globale Vorzeigeprojekt" soll die besondere Lösung von ABB demonstrieren. Nach Angaben des Anlagenbauers gehen jährlich fast sechs Millionen neue Server ans Netz. Durchschnittlich benötige etwa ein Data Center so viel Elektrizität wie 25.000 US-Haushalte. Rechenzentren seien für etwa 2 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich, wobei dieser Wert sich bis ins Jahr 2020 vervierfachen werde. Nach aktuellen Studien wächst der Energiedurst von Rechenzentren dank Wirtschaftskrise und Effizienzsteigerungen allerdings weitaus weniger rasch an als noch vor einigen Jahren befürchtet – aber genau dazu tragen Lösungen wie jene von ABB eben bei.

Gleichstrom in Rechenzentren soll sowohl Energie- und Platzbedarf als auch Installations- und Wartungskosten senken. Laut Green haben Leistungstests gezeigt, dass das HVDC-Energieverteilungssystem eine 10 Prozent höhere Effizienz (gemessen bei 40 bis 60 Prozent Serverbelastung) aufweist als vergleichbare Wechselstromsysteme (AC). Bei voller Auslastung könne das DC-System bis zu 20 Prozent bei Stromverbrauch und Kühlung einsparen, erklärt Green-CEO-Franz Grüter. Zudem lägen die Investitionskosten 15 Prozent tiefer als bei Wechselstromtechnik.

Weitere Einsparungen ergeben sich durch die deutlich geringere Zahl der Komponenten, die sonst für die Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom sorgen. Auch dabei geht schließlich elektrische Energie verloren. Beim Konvertierungsprozess im DC-Rechenzentrum fallen nur noch drei Schritte (statt fünf bei AC) und deutlich weniger Energieverlust an. Der vom Stromerzeuger mit 16 kV (Mittelspannung) angelieferte Wechselstrom wird in eine Schaltanlage eingespeist und dann von einem Gleichrichter auf 400 Volt DC umgewandelt. Mit dieser Spannung werden dann alle Server- und Storage-Systeme direkt gespeist und damit arbeiten auch die USV-Systeme.

Zur Not hilft ein Diesel aus.

(Bild: green.ch)

Vor allem auch bei der unterbrechungsfreien Spannungsversorgung kommt die HVDC-Technik ohne verlustreiche Wandler aus: Um die Zeit zwischen einem Stromnetzausfall und der Versorgung durch das Notstromaggregat zu überbrücken, kommen Batterien mit einer Autonomiezeit von 10 Minuten zum Einsatz. Diese sind ebenfalls ohne weitere Umwandlung an die Gleichrichtereinheit angeschlossen.

Im neuen Rechenzentrum kommen Systeme von HP zum Einsatz: HP Proliant DL385-Server (G7), das HP BladeSystem c3000 Enclosure mit HP BL465c G7 Blade-Server sowie HP X1800 G2-Netzwerkspeicher und HP 5500-24G DC El Switches. HP liefert dafür verschiedene Netzteile gleicher Bauform – "Common Slot Power Supplies" – für unterschiedliche Versorgungen, etwa 230 VAC oder die in Telco-System üblichen –48 VDC. Die von ABB eingesetzten HP-Maschinen enthalten HVDC-Wandler für 380 Volt, von denen grössere Stückzahlen aber erst im Laufe des Jahres verfügbar sein sollen.

Kaum eröffnet, ist das RZ bereits zu 70 Prozent ausgebucht, freut sich Green-Chef Grüter. Zu den Kunden zählen große Unternehmen wie HP, das sein europäisches Cloud-Rechenzentrum hier betreibt, der Schweizer Stromversorger Axpo oder die US-Softwarefirma AppRiver. Attraktiv sei der Standort auch wegen des PUE-Werts von 1,4, sagt Grüter. Die Power Usage Effectiveness misst das Verhältnis der Leistung, die der Server umsetzt, und der Gesamtaufnahme des Rechenzentrums. Pro 100 Server-Watt verbraucht man in Lupfig also weitere 40 Watt für Kühlung, Entfeuchtung, Stromversorgung oder Beleuchtung. Für durchschnittliche Rechenzentren hatte der Stanford-Professor Jonathan Koomey im Jahr 2010 PUE-Werte von 1,82 bis 1,92 geschätzt. (vbr)