Energieeffizienz und IT ITC Fachtagung 17.06.2011
juwi Unternehmensvision Eine Energieversorgung, die zu 100% aus Erneuerbaren Energien stammt. Dieses Ziel ist erreichbar durch 1. Ausbau der Kapazitäten der Erneuerbaren Energien 2. Reduzierung des Strombedarfs Möglicher Beitrag der IT Energieeffizienz 2
Agenda 1. IT als Energieverbraucher 2. Abfallprodukt Wärme 3. Optimierung der Nutzung 4. Power on demand 5. IT-Landschaft bei juwi 3
IT als Energieverbraucher Office Netzwerk Drahtlose Endgeräte Rechenzentrum VPN Internet 4
IT als Energieverbraucher Energiebedarf der RZs in Deutschland Kühlung 33% IT-Equipment 30% (Server, Speicher, Netz) USV 18% Klimatisierung 9% Stromverteiler 5% Befeuchtungsanlage 3% Schaltanlagen/Generator 1% Beleuchtung 1% Aktueller Energiebedarf in der Größenordnung 5 GW 5
IT als Energieverbraucher Energiebedarf im Bereich der Clients Personal Computer 90 W 2,16 kwh/tag Workstation 230 W 5,52 kwh/tag Notebook 12-40 W 0,96 kwh/tag LCD-Monitor 19 40 W 0,96 kwh/tag LCD-Monitor 24 130 W 3,12 kwh/tag LED-Monitor 22 18 W 0,43 kwh/tag 10 Stunden/Tag 0,90 kwh/tag 2,30 kwh/tag 0,40 kwh/tag Festnetztelefon 14 W 0,34 kwh/tag Cisco IP-Phone 4 W 0,10 kwh/tag Smartphone 0,5 W 0,01 kwh/tag Accessport 1 W 0,02 kwh/tag 0,98 2,25 5,81 kwh/mitarbeiter und Tag 6
Abfallprodukt Wärme Elektronische Schaltkreise erzeugen bei Stromführung Wärme Leistungsverlust Effizienz der Komponente Wärme erhöht die Ineffizienz quasi ein Teufelskreis Hohe Leistungsdichte erhöhte Wärmeproduktion Wärme ist Energieverlust und reduziert die Leistung Dies kann durch Kühlung der Komponenten verringert werden 7
Abfallprodukt Wärme Komponentenkühlung durch Luftzirkulation Prozessorlüfter Gehäuselüfter Die erzeugte Wärme(energie) wird durch die Luftzirkulation mit der Abluft von den Komponenten weggeführt und Zuführung von kühler Luft Erzeugung kalter Zuluft Reduzierung der lokalen Umgebungstemperatur der Komponenten 8
Abfallprodukt Wärme Weiterverwendung der Wärmeenergie aus der Abluft Einspeisung in Nahwärmenetze (Contracting) Nutzung beim Wärme-/Kühlkonzept des Gebäudes - Direkte Nutzung - Speicherung Hierbei ist zu betrachten Abwärme des Rechenzentrums Vielseitige Nutzung möglich Abwärme des Clientbereichs Berücksichtigung beim Wärme-/Kühlkonzept des Gebäudes 9
Abfallprodukt Wärme Möglichkeiten der energieeffizienten Kühlung Außenluftkühlung / freie Kühlung - Durch hohe Strömung ist ausreichende Kühlung möglich - Wenig Energie für eine Vorkühlung notwendig Geothermische Kühlung - Nutzung der Erdkühlung in bis zu 100 m Tiefe - Energetisch sinnvollste Art der Kühlung - Nachträglich sehr aufwendig Wassergekühlte Systeme - Wasser ist besserer Wärmespeicher als Luft - Bei Verwendung eines großen Wasserspeichers reicht eine adiabatische Kühlung aus z.b. Kombination mit Tank der Sprinkleranlagen 10
Abfallprodukt Wärme Energieeffiziente Kühlung ist nur in Kombination mit einer optimierten Luftführung im RZ sinnvoll Kalt-/Warmgang-Prinzip Temperaturdelta am Server ist entscheidend 11
Optimierung der Nutzung Einsatz energieeffizienter Komponenten Energieeffiziente Netzteile Prozessoren: energieoptimiert vs. leistungsoptimiert Hintergrundbeleuchtete LED-Displays Solid State Drive Energieeffiziente ICs Drucktechnik Einsatz von Thin Clients Hilft das wirklich? Oder wird der Energiebedarf nur in das Rechenzentrum verlagert? Nur sinnvoll in Kombination mit weiteren Maßnahmen im RZ 12
Optimierung der Nutzung Optimierte Nutzung der vorhandenen Ressourcen Konzept Servervirtualisierung Weitere Optimierung durch Nutzung einer für die Virtualisierung ausgelegten Hardwarearchitektur Bladeserver 13
Optimierung der Nutzung Optimierte Nutzung der vorhandenen Ressourcen Bereitstellung über Terminalserver oder Virtual Desktop Infrastructure (VDI) - Zentrale Bereitstellung von Kapazitäten - Virtualisierung effektiv möglich Storage Area Networks (SAN) - Bessere Nutzung bzw. Auslastung vorhandener Storage-Kapazitäten Energieeffizienz bzw. -sparen durch gezielten Einsatz von IT Tele- und Videokonferenztechnik 14
Power on demand Der Großteil des IT-Equipments läuft 24 Stunden, 365 Tage pro Jahr Die produktive Nutzung ist deutlich geringer, da die IT nicht dauerhaft genutzt wird nicht gleichmäßig genutzt wird nicht immer vollständig genutzt wird Verschwendung von bereitgestellten Ressourcen Optimierung der Utilization durch Bereitstellung on demand 15
Power on demand Power over Ethernet (PoE) Bereitstellung der Stromversorgung von IP-Endgeräten über das Netzwerkkabel. Stromversorgung zentral im Access Switch für alle angeschlossenen Geräte. Effizienteres Netzteil und zentrale Steuerung Einsatz von Cisco-Technologie (EnergyWise) PoE dynamisch pro Port zuschaltbar Intelligente Steuerung und Abschaltung möglich 16
Power on demand Einsatz von Energy Management Systemen Regelbasierte An- und Abschaltung des IT-Equipments - Zeitpläne - Ereignisgesteuert - Location-based (Zutrittskarten oder GPS) Messung des Strombedarfs der gemanagten Geräte - Identifikation der Stromfresser - Gezielte Optimierung für Stromfresser Analyse der Messungen zur optimierten Anwendung der Regeln 17
Power on demand Nutzung der Gebäudeleittechnik (GLT) Intelligente Steuerung und Schaltung der Stromversorgung möglich Nutzung der Abwärme im Gebäudeklimakonzept in Kombination mit Energy Management Systemen Bei Einsatz eines Energy Management Systems ist das kombinierte Management des RZ, des Office Networks und der GLT möglich Erweiterte Möglichkeiten durch Bildung von Abhängigkeiten 18
Load Adaptive Management EMS detects low load from network traffic analysis EMS 19
Load Adaptive Management EMS detects medium load from network traffic analysis EMS 20
Load Adaptive Management EMS detects peak load from network traffic analysis EMS 21
IT-Landschaft bei juwi Strategische Ausrichtung zentral standardisiert viel Outsourcing dezentral best of breed wenig Outsourcing Technologische Ausrichtung Server und Storage: Dell Netzwerkinfrastruktur und TK: Cisco Arbeitsplätze: Dell + 2nd Source Softwarebasisinfrastruktur: Microsoft OS (100%) Softwarearchitektur: DotNet, Sharepoint, JEE, Web 2.0 22
Regionalbüros und Niederlassungen in Deutschland Niederlassungen Wörrstadt, Berlin, Brandis Regionalbüros Photovoltaik Kiel, Berlin, Radebeul, Wasserburg, Bühl, Morbach, Siegburg Holzpelletsproduktion (Bestand & Planung) Morbach, Langelsheim, Bad Arolsen, Dotternhausen, Warndt, Steinau Regionalbüros Green Buildings Siegburg, Langenbach 23
Internationale Niederlassungen, Projekte und neue Märkte Projekte und neue Märkte Niederlassungen Deutschland: Wörrstadt, Berlin, Brandis Südeuropa: Italien, Spanien, Griechenland Osteuropa: Tschechien, Polen Westeuropa: Frankreich, Großbritannien Amerika: USA, Costa Rica, Chile Asien: Indien Afrika: Südafrika 24
IT-Energieeffizienz bei juwi Rechenzentrum Kalt-/Warmgang mit freier Kühlung Servervirtualisierung und SANs Terminalserver Netzwerkinfrastruktur und TK Cisco (Energywise in Ansätzen) Nutzung von POE für TK-Endgeräte und Accesspoints Arbeitsplätze Nahezu 100% Notebooks Energieoptimierte Prozessoren und Netzteile Solid State Drives LED-Displays Kopplung mit der GLT zur Steuerung der Stromschaltung Nutzung der Abwärme im Gebäudeklimakonzept 25
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Dr. Marco Kahrau Head of IT juwi Holding AG Energie-Allee 1 55286 Wörrstadt kahrau@juwi.de www.juwi.de 26