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Moderne Technologien wie das Internet der Dinge und digitale Kundenkommunikationskanäle führen dazu, dass immer mehr Daten produziert und verarbeitet werden müssen. Laut Gartner sollen in etwa vier Jahren etwa 75 Prozent aller Daten außerhalb zentraler Rechenzentren oder Cloud-Infrastrukturen verarbeitet werden. Das was bedeutet das für das Energiemanagement, das inzwischen eine elementare Rolle innerhalb der Rechenzentrumsinfrastruktur spielt?
Die Verarbeitung der Daten am Netzwerkrand bietet eine Menge Vorteile, die nicht von der Hand zu weisen sind: Die Daten werden dezentral und direkt an den Enden des Netzwerks erfasst, verarbeitet, ausgewertet und bereinigt. Außerdem sind Edge-Rechenzentren in besonderem Maß skalierbar.
Doch genau aufgrund der dezentralen Natur von Edge-Rechenzentren und der Vielfalt an Standorten gibt es in Sachen Energiemanagement einige Herausforderungen. Durch die verschiedenen Standorte von Edge-Rechenzentren ist eine einheitliche Verwaltung oft schwierig. Außerdem summiert sich der Energieverbrauch der einzelnen Rechenzentren schnell zu einem großen Kostenfaktor. Welche Möglichkeiten gibt es dennoch für effizientes Energiemanagement in Edge-Rechenzentren?
Messung der Energieeffizienz
Bei dem Betrieb von Edge-Rechenzentren wird ein effizientes Energiemanagement oft vernachlässigt. Dabei gibt es auch hier eine Vielzahl an Systemen, mit deren Hilfe Energie effizient gemanagt und dadurch eingespart werden kann. Dies ist nicht nur hinsichtlich eines nachhaltigen Betriebes des Rechenzentrums relevant, sondern auch eine Frage der Kosten.
Die entscheidende Messgröße für die Energieeffizienz von Rechenzentren ist der sogenannte PUE-Wert (Power Usage Effectiveness). Ziel ist es, diesen Wert durch eine moderne Infrastruktur möglichst gering zu halten. Der PUE-Wert von Rechenzentren liegt im Durchschnitt bei 1,9.
Vorteile von Colocation und modularer Bauweise
Die Grundlage für innovatives Energiemanagement liegt vor allem in der Bauweise von Edge-Rechenzentren. Durch eine modulare Bauweise werden alle Komponenten wie beispielsweise Kühlungssysteme oder Server in einzelne Module unterteilt. Dadurch ist eine Konstruktion passgenau nach Bedarf und eine Skalierbarkeit auch während des laufenden Betriebs möglich. Dies hat zur Folge, dass die Rechenzentren nur die Energie verbrauchen, die sie auch wirklich benötigen.
Die Grundlage für einen nachhaltigen Betrieb von Rechenzentren bilden regenerative Energiequellen wie Wind-, Wasserkraft oder Solarenergie. Allerdings muss die Energie nicht nur nachhaltig gewonnen, sondern auch genutzt werden. In diesem Zusammenhang ist die Abwärmenutzung ein entscheidender Faktor, um ressourcenschonend zu handeln und einen energieeffizienten Betrieb von Rechenzentren sicherzustellen.
Nutzung von Abwärme und intelligente Kühlung
Ein wichtiger Hebel, um den PUE-Wert zu verringern, ist die Rechenzentrumskühlung. Dafür gibt es verschiedene Konzepte – beispielsweise Rack-, Reihen- oder Raumkühlung. Die Kühlung eines Rechenzentrums führt oft zu einem enormen Stromverbrauch, der weder nachhaltig, noch kostengünstig ist.
Um ein Rechenzentrum energieeffizient zu betreiben, wird oft auf eine sogenannte adiabate Kühlung oder auch Verdunstungskühlung gesetzt. Dabei wird der Luft durch die Verdunstung von Wasser Wärme entzogen, wodurch die Lufttemperatur ganz ohne Kältemittel sinkt. Die Anwendungen, die am Netzwerkrand verarbeitet werden, definieren allerdings die Verfügbarkeit und damit verbunden das Redundanzlevel der Kühl- beziehungsweise Klimaanlagen. Das bedeutet, dass je nach Größe eines Edge-Datacenters gegebenenfalls auch gar keine Kühlung möglich ist.
Doch was passiert mit der Wärme, die durch den Betrieb eines Rechenzentrums entsteht? In vielen Fällen bleibt diese Abwärme ungenutzt – dabei kann diese besonders nachhaltig genutzt werden, zum Beispiel für das Heizen von Wohnungen. Dies erfordert ein Verteilernetz, das die im Rechenzentrum erzeugte Abwärme beispielsweise an Wohnungen verteilt.
Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Abwärme in ein Fernwärmenetz eingespeist und dort nachhaltig gespeichert wird. Bereits jetzt gibt es zahlreiche innovative Ansätze in Deutschland, wie die Abwärme von Rechenzentren nachhaltig genutzt werden kann. Viele dieser Ideen stecken zwar noch in den Kinderschuhen, doch die Thematik scheint auf der Agenda von Politik und Wirtschaft angekommen zu sein.
Der Trend des enormen Datenwachstums und damit einhergehend neuen Rechenzentrumslösungen ist in vollem Gange. Entsprechend wichtig ist es, alle Themen rund um diese Entwicklung auf dem Radar zu behalten und an die neuen Anforderungen anzupassen. Denn ein effizientes Energiemanagement bringt nicht nur finanzielle Vorteile für die Betreiber und Nutzer, sondern kann einen wichtigen Beitrag für mehr Nachhaltigkeit leisten – auch abseits der Industrie.
