Konzeptstudie zur Energie- und Ressourceneffizienz im Betrieb von Rechenzentren

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1 Konzeptstudie zur Energie- und Ressourceneffizienz im Betrieb von Rechenzentren Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Dipl.-Ing. Marc Schaefer und Prof. Dr. Frank Behrendt Gefördert aus Mitteln der TSB Technologiestiftung Berlin und kofinanziert von der Europäischen Union - Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung

2 Übersicht Vorstellung des Projektes Projekt-Team Ziele Ablauf Zwischenergebnis Vorläufige Auswertung Fragebogen (FB) Problematik von Kennwerten am Beispiel

3 Das Projektteam aus 4 Gebieten des Innovationszentrums Energie: Niedertemperatur-Kreisprozesse (Abwärmenutzung): Fachgebiet Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien Prof. Behrendt, Dipl.-Ing. Marc Schaefer Kälte- und Gebäudetechnik: Fachgebiet Maschinen- und Energieanlagentechnik Prof. Ziegler, Dipl.-Ing. Wolfgang Lanser Energiewirtschaft: Fachgebiet Energiesysteme Prof. Erdmann, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Lars Dittmar

4 Projektziele Es soll aufgezeigt werden: Welche Bedeutung hat das Thema... a) Volkswirtschaftlich (Deutschland): Einsparpotenziale im Betrieb von RZ b) Betriebswirtschaftlich (für das einzelne RZ): Systeme/Anlagen zur energetischen Optimierung

5 Projektablauf 1. Systemgrenzen und Fragebögen 2. Analysen Ist-Zustand für Kühlkonzepte, AWN und Gebäudetechnik Trend-, Bedarfs- und Potenzialanalyse 3. Innovative Konzepte 3 Anwender, 6 Szenarien (Akteurs-WS) 4. Voraussetzungen zur Umsetzung (Experten-WS) 5. Veröffentlichung der Studie im Dez. 2008

6 Systemgrenzen Nicht betrachtet werden: Elektrotechnik und Arbeitsprozesse Betrachtet wird: Gebäudeinfrastruktur für Serverräume

7 Der Fragebogen Ziel: Untersuchung der Energieeffizienz in RZ (Deutschland) Inhalt und Umfang: Technische Informationen (IT, Stromversorgung, Klimatisierung, Sicherheitskonzept) Strukturelle Informationen (Beschäftigte, Umsatz, Standort...) 7 Seiten mit 65 Fragen Verteiler: 87 abgesendete FB (April 2008) an öff. und privatwirt. RZ in D Rücklauf: bisher 23 ausgefüllte FB - wir rechnen noch mit 10 weiteren aktueller Stand: Auswertungsphase

8 Stand der Auswertung Wo stehen wir? 12 FB vorläufig ausgewertet und 1 Anwender (RZ) mit abgeschlossener Ist-Analyse Wo sind die Probleme? Plausibilitätsprüfung zu den Fragebögen (z.b. Kennwert-Problematik) Was kommt noch? Stromverbrauch Rechenzentren (RZ) für Deutschland

9 Vorläufige Auswertung der Fragebogen Leistungsdichte Server und Racks W /Rack W /Server Watt RZ_1 RZ_2 RZ_3 RZ_4 RZ_5 RZ_6 RZ_8 RZ_11 RZ_12

10 Vorläufige Auswertung der Fragebogen Flächenbezogene Leistungsdichte der IT [W/m 2 ] RZ_1 RZ_2 RZ_3 RZ_4 RZ_5 RZ_6 RZ_7 RZ_8 RZ_10 RZ_11

11 Vorläufige Auswertung der Fragebogen 30 Temperatur im Serverraum gemittelte Temperatur C RZ_2 RZ_3 RZ_4 RZ_5 RZ_7 RZ_8 RZ_9 RZ_10 RZ_11 RZ_12

12 Freie Kühlung 16 Freie Kühlung in Abhnängigkeit der Außentemperatur 14 Außentemperatur C RZ_2 RZ_5 RZ_6 RZ_7 RZ_8 RZ_10 RZ_12 Die meisten der befragten RZ wenden die sog. Freie Kühlung an. Durchschnittlich unterhalb einer Außentemperatur von 10 C

13 Freie Kühlung Potenziale Freier Kühlung im Vergleich: 25% Berlin 20% Häufigkeit in % der Jahresstunden 15% 10% 5% 60% der Jahresstunden T<10 C San Francisco, CA 0% 25% -16 Quelle: TRY Außentemperatur [ C] Häufigkeit in % der Jahresstunden 20% 15% 10% 10% der Jahresstunden T<10 C 5% 0% Quelle: Meteonorm Außentemperatur [ C]

14 Problematik von Kennwerten Power Usage Effectiveness (PUE, Quelle: Green Grid): PUE = Total Facility Power / IT Equipment Power gemessene Leistung am Stromzähler Leistungsbedarf der Daten verarbeitenden und speichernden Geräte sowie der Netzwerkausrüstung im Doppelbodenbereich Beispiel-RZ: PUE = IT _ Bedarf + Kühlung + Kühlung KWS CRAC IT _ Bedarf + USV _Verluste + Pumpen

15 PUE-Varianten am Beispiel-RZ PUE inst : bezogen auf die installierte Leistung der IT und der Versorgungstechnik (z.b. über Typenschilder) Bsp.-RZ: PUE inst = 1,6 PUE pl (t): für den Spitzenlastfall (peak load, pl), Moment der höchsten RZ-Leistungsaufnahme Bsp.-RZ: PUE pl (2007) = 1,8 PUE(t): momentaner PUE des RZ, variiert kontinuierlich und ist zu messen. Der Mittlere-PUE(t) entspricht dem EUE Bsp.-RZ: PUE av (t) = EUE = 1,5

16 Problematik von Kennwerten PUE und Qualität der IT: der PUE berücksichtigt z.b. nicht die Virtualisierung PUE und Freie Kühlung: der PUE berücksichtigt z.b. nicht die Freie Kühlung Oft wird der EUE als PUE angegeben

17 Erste Empfehlungen Energy Usage Effectiveness (EUE) als ein Kennwert Potenzial Freie Kühlung nutzen IT (Hard- und Software) mitbetrachten

18 Dank Allen RZ die den FB ausgefüllt haben! VITAKO, BITKOM, Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologien und Frauen, TimeKontor AG Herr Carsten Zahn (Schnabel AG) Studentische Mitarbeiter (Kieseler, Kleschin) Technologiestiftung Berlin (TSB)

19 Online-Fragebogen Aufruf zur Teilnahme an der Studie: https://ensys.fk3.tu-berlin.de/survey_rz Ein verkürzter Fragebogen.

20 Ansprechpartner Marc Schaefer Tel.: Fax: Wolfgang Lanser Tel.: Fax: Lars Dittmar Tel:

21

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