{"id":9823,"date":"2023-02-21T08:46:28","date_gmt":"2023-02-21T08:46:28","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/microgrids-ab-2023-unverzichtbar-in-allen-rechenzentren\/"},"modified":"2023-02-21T08:51:52","modified_gmt":"2023-02-21T08:51:52","slug":"microgrids-ab-2023-unverzichtbar-in-allen-rechenzentren","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/microgrids-ab-2023-unverzichtbar-in-allen-rechenzentren\/","title":{"rendered":"Microgrids: Ab 2023 unverzichtbar in allen Rechenzentren"},"content":{"rendered":"\n

Cloud Computing, Hyperscale und 5G-Verbindungen: Rechenzentrums-Betreiber mussten sich in den letzten zehn Jahren mit einer Vielzahl an Ver\u00e4nderungen auseinandersetzen. Die gesamte Rechenzentrumsbranche hat sich grundlegend gewandelt.<\/p>\n\n\n\n

Diese neuen Fortschritte haben Rechenzentren deutlich verbraucherfreundlicher gemacht \u2013 die Betreiber aber auch vor gro\u00dfe Herausforderungen gestellt. Die Frage bleibt: Wie k\u00f6nnen Rechenzentren in den kommenden Jahren nachhaltig und gleichzeitig leistungsf\u00e4hig gehalten werden?<\/p>\n\n\n\n

Als erster Schritt stand die Verringerung des CO2-Fu\u00dfabdrucks durch den verst\u00e4rkten Einsatz erneuerbarer Energien im Zentrum. Damit wuchs jedoch auch die Sorge darum, wie zuverl\u00e4ssig diese Technologien den Betrieb der Datenzentren rund um die Uhr aufrechterhalten k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Schlie\u00dflich kann ein Rechenzentrumsausfall hohe Kosten verursachen: W\u00e4hrend kleine Unternehmen im Ernstfall nur ein paar hundert Dollar verlieren, kann ein Ausfall bei gro\u00dfen \u201eServerfarmen\u201c Zehntausende Dollar pro Minute kosten. Die Ausfallsicherheit der Stromversorgung ist im Kontext von Rechenzentren also von entscheidender Bedeutung. <\/p>\n\n\n\n

Allerdings wird das Stromnetz immer unzuverl\u00e4ssiger \u2013 zum einen durch die alternde Infrastruktur, zum anderen wegen der zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Stromversorgung. In der Konsequenz haben H\u00e4ufigkeit und Schweregrad der Netzausf\u00e4lle stark zugenommen. Betreiber schauen sich deshalb nach Alternativen um und pr\u00fcfen dabei unter anderem den Einsatz von Microgrids. <\/p>\n\n\n\n

Die kleinen Netze sind in Krankenh\u00e4usern, auf Milit\u00e4rst\u00fctzpunkten und in vielen anderen Einrichtungen bereits weit verbreitet. Da ihnen ein Stromausfall nichts anhaben kann, bieten sie auch ein erhebliches Potenzial f\u00fcr den Betrieb von Rechenzentren. Doch wie sieht das Ganze im Detail aus?<\/p>\n\n\n\n

Bei Microgrids handelt es sich um robuste Stromversorgungssysteme: Sie speisen immer ein bestimmtes geografisches Gebiet, z. B. einen Campus, einen medizinischen Komplex, ein Einkaufszentrum oder ein Stadtviertel. In vielerlei Hinsicht verhalten sie sich dabei wie eine Mini-Version des Hauptstromnetzes. Oft kombinieren sie verschiedene Stromerzeugungsquellen, wie Solarzellen, Brennstoffzellen, Erdgasgeneratoren und Blockheizkraftwerke. Viele von ihnen verf\u00fcgen auch \u00fcber Energiespeichersysteme (d. h. Batterien) \u2013 doch im Gegensatz zu typischen USV-Systemen verwenden sie in der Regel robustere und leistungsf\u00e4higere Lithium-Ionen-Batterien.<\/p>\n\n\n\n

Das Mikronetz und das Stromnetz arbeiten somit parallel. Neben der erh\u00f6hten elektrischen Zuverl\u00e4ssigkeit bietet das Microgrid deshalb weitere Vorteile, zum Beispiel bei der Senkung von Energiekosten oder beim Erreichen von Nachhaltigkeitszielen. Eine kosteng\u00fcnstigere Stromversorgung in Rechenzentren l\u00e4sst sich dabei auf zwei verschiedene Arten realisieren: Entweder verringert man die Kosten f\u00fcr den Strom aus dem Netz oder man stellt eigenen Strom zu g\u00fcnstigeren Konditionen her. Ein Microgrid-System kombiniert beides. Dadurch k\u00f6nnen Rechenzentren Energie speichern, wenn sie am g\u00fcnstigsten ist, und sie erst dann nutzen, wenn es \u00f6konomisch ist. Steigen die Kosten f\u00fcr herk\u00f6mmlichen Netzstrom (z. B. im Zeitraum von Verbrauchsspitzen), ist es mit dem Mikronetz m\u00f6glich, vermehrt erneuerbare oder gespeicherte Energie einzuspeisen.<\/p>\n\n\n\n

Allein der Energieverbrauch durch HVAC-Anlagen ist schon ein Schl\u00fcsselfaktor f\u00fcr die Betriebskosten eines Rechenzentrums. Denn wenn der PUE-Wert f\u00fcr den Stromverbrauch auf ein Minimum gesenkt werden soll, ist dies nur im Zusammenspiel mit der Leistung der eingesetzten K\u00fchlsysteme m\u00f6glich. Selbst wenn die W\u00e4rme aus der Rechenleistung mithilfe der effizientesten K\u00fchll\u00f6sungen abgef\u00fchrt wird: Die Stromkosten f\u00fcr den Betrieb eines Rechenzentrums werden nicht unter die Summe der Kosten f\u00fcr die Leistung der verwendeten Rechenanlagen sinken.<\/p>\n\n\n\n

Ebenso ist die Messung des Energieverbrauchs verschiedener Prozesse und Systeme zwar ein wichtiger Faktor f\u00fcr einen kosteneffizienten Betrieb \u2013 allerdings nur, wenn diese ganzheitliche Verbrauchskontrolle auch weitere Verbesserungen und Effizienzsteigerungen zur Folge hat. Ein naheliegendes Beispiel liegt in der M\u00f6glichkeit zur individuellen Steuerung von Systemen und\/oder Ger\u00e4ten. Ist diese aktiviert, kann das Microgrid unkritische Systeme und Prozesse abschalten, um Energie zu sparen. Der gespeicherte Strom l\u00e4sst sich im Anschluss wieder an den Netzbetreiber verkaufen, wenn es am wirtschaftlichsten ist.<\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus tr\u00e4gt die Technologie zum Ausbau erneuerbarer Energien bei, um Treibhausgasemissionen zu minimieren. Der Verbrauch von Elektrizit\u00e4t und fossilen Brennstoffen ist Teil der Formel f\u00fcr die Berechnung der CO2-Bilanz \u2013 was die Steuerung dieses Konsums und die Nutzung umweltfreundlicherer Energiequellen deshalb oft zu einem wichtigen Bestandteil zur Erf\u00fcllung von Nachhaltigkeitszielen macht.<\/p>\n\n\n\n

Angesichts ihres hohen Bedarfs an kontinuierlicher, sauberer und erschwinglicher Energie sind Rechenzentren ein idealer Anwendungsbereich f\u00fcr Microgrids. F\u00fcr die Manager von Rechenzentrumsinfrastrukturen ist jetzt der perfekte Zeitpunkt, um eine solche L\u00f6sung einzuf\u00fchren: Die Technologie ist ausgereift und die Systeme sind erschwinglicher und einfacher zu implementieren als je zuvor. Sch\u00e4tzungen zufolge wird die weltweite Microgrid-Kapazit\u00e4t deshalb j\u00e4hrlich um \u00fcber 20 % wachsen.<\/p>\n\n\n

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\"Sch\u00e4tzung
Quelle: Schneider Electric<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Auch die Gesamtkosten f\u00fcr die Installation von Microgrids sind laut Schneider Electric seit 2014 um etwa 25 bis 30 % gesunken \u2013 und dieser Trend wird sich in den kommenden Jahren voraussichtlich fortsetzen.<\/p>\n\n\n\n

Wer den Einsatz von Microgrids in Erw\u00e4gung zieht, sollte jedoch zun\u00e4chst eine Machbarkeitsstudie durchf\u00fchren. So lassen sich vorab die organisatorischen Vorteile bestimmen und die Investition mit der erwarteten Rendite sowie den wirtschaftlichen Gewinn-Potenzialen vergleichen \u2013 auch unter Ber\u00fccksichtigung einer verbesserten Resilienz.<\/p>\n\n\n\n

Microgrids sind optimierte L\u00f6sungen, die Folgendes ber\u00fccksichtigen:<\/p>\n\n\n\n

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  • die richtige Dimensionierung von verteilten Energieressourcen (DER)<\/strong>, um die Energieziele des Rechenzentrums zu erreichen. Die Auswahl dieser Energiequellen h\u00e4ngt dabei vor allem von wirtschaftlichen und \u00f6kologischen \u00dcberlegungen ab.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

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    • die Verwendung von modularen und vorgefertigten Designs<\/strong> f\u00fcr die Installation, den Betrieb und die Wartung der \u00dcbertragungsleitung.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

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      • die Finanzierungs- und Betriebskosten<\/strong> zur Optimierung der Investitionen und des Managements. Wie viele andere Kapital- oder Infrastrukturinvestitionen k\u00f6nnen Microgrids direkt bezahlt oder \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum finanziert werden. Unter den verschiedenen M\u00f6glichkeiten ist besonders das \u201eMicrogrid-as-a-Service\u201c-Konzept beliebt.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        Daneben kann ein Mikronetzsystem auch als dreischichtige Architektur betrachtet werden. Die erste Ebene umfasst zun\u00e4chst alle intelligenten (IoT-f\u00e4higen) angeschlossenen Produkte, einschlie\u00dflich \u00dcberwachungs- und Steuerger\u00e4ten, verteilten Energieanlagen usw.<\/p>\n\n\n\n

        Auf der mittleren Ebene erfolgt die \u201eEdge Control\u201c in Echtzeit. Eine Kombination aus Microgrid-Controllern und zugeh\u00f6riger Software \u00fcberwacht dabei alle Anlagen. So kann sie kritische Entscheidungen treffen und kostenoptimierte Ma\u00dfnahmen ergreifen, um die Resilienz zu erh\u00f6hen und die Energienutzung zu maximieren.<\/p>\n\n\n\n

        Microgrid-Controller haben viele \u00c4hnlichkeiten mit anderen Systemen zur \u00fcbergeordneten Steuerung und Datenerfassung (SCADA). Diese Ger\u00e4te und Prozesse lassen sich deshalb ebenso in die Netzplanung und den Betrieb integrieren.<\/p>\n\n\n\n

        Die oberste Schicht umfasst Anwendungen, Analysen und Supportdienste, die die Microgrid-L\u00f6sung erg\u00e4nzen. Diese fortschrittlichen Energieanalysen werden h\u00e4ufig in der Cloud gehostet und helfen bei der Optimierung: So l\u00e4sst sich kontrollieren, wann und wie Energie erzeugt, verbraucht oder gespeichert werden soll \u2013 um die Kosten zu minimieren und die Nachhaltigkeit zu maximieren.<\/p>\n\n\n\n

        Fortschrittlichere Microgrid-L\u00f6sungen bieten auch proaktive Schutzfunktionen. Als Reaktion auf Wetterdaten und -warnungen kann ein System herannahende Bedingungen \u201evorhersagen\u201c und sich darauf vorbereiten. So trennt es sich beispielsweise vor dem Eintreffen eines gr\u00f6\u00dferen Sturms vom Netz und r\u00e4umt dem Betriebspersonal gen\u00fcgend Zeit ein, um Vorsichtsma\u00dfnahmen zu ergreifen.<\/p>\n\n\n\n

        Sind die Einrichtung und der Resilienztest des Mikronetzwerks erfolgreich verlaufen, erfordert es im laufenden Betrieb nur wenige Wartungs- und Instandhaltungsma\u00dfnahmen. Obwohl es f\u00fcr die Ausf\u00fchrung t\u00e4glicher Aufgaben ausgelegt ist, arbeitet ein Microgrid im Standby-Modus. So \u00fcberwacht es den Zustand und die Leistung des Systems und ist jederzeit in der Lage, im Notfall die Kontrolle zu \u00fcbernehmen.<\/p>\n\n\n\n

        Microgrid-Steuerungen und -Software sind nicht nur wachsam bei der Erkennung von Ausf\u00e4llen und Anomalien, sondern erm\u00f6glichen auch das Remote Monitoring von Systemzustand und Leistung. Neben den Komponenten des Mikronetz-Systems selbst geh\u00f6ren dazu auch andere SCADA-f\u00e4hige Ger\u00e4te wie Heizungs- und Bel\u00fcftungsanlagen \u2013 gesch\u00e4ftskritische Faktoren in einem Rechenzentrum, die sich \u00fcber das Microgrid aus der Ferne \u00fcberwachen und steuern lassen. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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