innovationsstrategien für energieeffiziente rechenzentren · akustik cooling tracking simulation,...

M. Roßmann / Rittal Forschung / 02.07.07 1FRIEDHELM L O H GROUP

Herzlich willkommen

Innovationsstrategien fürenergieeffiziente Rechenzentren

Dipl.-Ing. Martin RoßmannHauptabteilungsleiter Forschung und Grundlagenentwicklung


� Schaltschrank-Systeme

� Elektronik-Aufbau-Systeme

� Systemklimatisierung

� Stromverteilung

� IT-Solutions

� Communication Systems

Geschäftsbereiche von Rittal


GlobalisierungGlobalisierungGlobalisierung

Peak-OilPeakPeak--OilOil

RohstoffmangelRohstoffmangelRohstoffmangel

KlimawandelKlimawandelKlimawandel

GesellschaftGesellschaftGesellschaft

Die Veränderung der Welt – Chancen und Risiken

Wasser – Daszukünftige GoldWasser Wasser –– DasDaszukzuküünftige Goldnftige Gold

Unternehmen müssen sich immer schneller an veränderte Rahmenbedingungen anpassen !


Peak Oil – Regenerative Energienutzung ist gefragt !

Technologien / Wirtschaftsstrukturen werden sich drastisch verändern !

Die "Peak oil"-Theorie geht auf M. King Hubbert zurück.Der US-Geologe hat in den 50er Jahren eine modellhafte Kurve entwickelt.


Klimawandel – Herausforderung für Alle!

Quelle: IPCC - INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (www.ipcc.ch)


Rohstoffmangel – die Suche nach Alternativen !

Der lange Weg der Rohstoffe

Wie lange reichen die Ressourcen?

Welche Rohstoffe müssen wir ersetzen?


Today Data Center development trends FutureC

o mpo

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Co m

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Solu

tion s

AutomationAutomation

AssetmanagementAssetmanagement

Energy-EfficiencyEnergy-Efficiency

VirtualisationVirtualisation

Physical / logical SecurityPhysical / logical Security

Adaptive InfrastructureAdaptive Infrastructure

Remote ManagementRemote Management

Fuel cell technologyFuel cell technology

Wireless SensorsWireless Sensors

Cooling / PowerCooling / Power

Cost intensiveInfrastructure:

- None adaptive- High energy

consumption- People-intensive- Island-character- Local managed- Lights-on- Wired

Cost intensiveInfrastructure:

- None adaptive- High energy

consumption- People-intensive- Island-character- Local managed- Lights-on- Wired

Cost-effectiveInfrastructure:

- Adaptive- Low energy

consumption- Automated- Shared IT- Remote managed- Lights-off- Wireless

Cost-effectiveInfrastructure:

- Adaptive- Low energy

consumption- Automated- Shared IT- Remote managed- Lights-off- Wireless

Entwicklungstrends RechenzentrenEntwicklungstrends Rechenzentren


Aktuelle InnovationsschwerpunkteAktuelle Innovationsschwerpunkte

EnergieEnergie--effiziente Systemeeffiziente SystemeAmbient IntelligenceTrigeneration (Power, Cooling, Heat)Leichtbautechnik, neue WerkstoffeLeichtbautechnik, neue WerkstoffeWirelessWireless SensorSensor NetworksNetworksBrennstoffzellentechnikBrennstoffzellentechnikBrandmelde- und LöschtechnikInnovatives Licht - iLight

RFID RFID –– IdentifizierungIdentifizierungScanScan Commerce Commerce -- DataMatrixDataMatrixSecuritySecurity –– BiometrieBiometrieBionikNanotechnologieAkustikAkustikCoolingTracking Simulation, Augmented Reality


1. CO21. CO2--neutrale BHKWneutrale BHKW--EnergieversorgungEnergieversorgung

► Neuer Ansatz der Energieversorgung► CO2-neutrale Stromerzeugung durch

BHK► Dezentrale Energieerzeugung► Verwendung von Bio-Kraftstoffen

(Raps, Soja, Biogase)► Modularer Ansatz einschl. Redundanz► Kontinuierliche Einspeisung von

Energie ins Netz► Eigenversorgung bei Netzstörungen► Hoher Wirkungsgrad durch Trigeneration

(Strom 38%, Wärme 50%, Kälte)


2. Einsatz von Brennstoffzellensystemen2. Einsatz von Brennstoffzellensystemen

► Einsatz von MCFC-Brennstoffzellen zurkontinuierlichen Stromerzeugung

► 250 KW-Module bereits realisiert► Dezentrale Energieerzeugung► Verwendung von Biomasse->Biogasen► Hoher Wirkungsgrad (47% elektrisch)► Steigerung Wirkungsgrad durch zusätzliche

Wärme und Kältebereitstellung► Ankopplung der Absorptionskältemaschine an

den Kühlkreislauf Rechenzentrum► Weitere Vorteile: Kein Lärm, nur Abluft► Derzeit noch Forschungsbedarf


3. Kontrolliertes K3. Kontrolliertes Küühlen von IThlen von IT--RacksRacks

► Neues Verfahren zum gezielten, kontrolliertenKühlen von IT-Racks im geschlossenenSystem

► Hohes Energieeinsparpotential► Kühlleistung bis zu 35KW möglich► Ein oder zwei Racks kühlbar► Integrierter Controller, Sensoren zur

Überwachung des Gesamtsystems► Vollautomatische Anpassung der

Kühlleistung an den Bedarf des IT-Systems

► 15% Einsparung an Energie, verglichenmit herkömmlicher Raumkühlung

► Weiteres Einsparpotential durch Forschung

Lüfter

Luft/Wasser Wärmetauscher


+ =HEX

fan

3. Kontrolliertes K3. Kontrolliertes Küühlen von IThlen von IT--RacksRacks


3. Integriertes Gesamtkonzept3. Integriertes Gesamtkonzept

BuffertankEmergency

water

HVAC Chiller

Free Cooling

Pumpen-station

Pumpe Wärmerückgewinnung


4. Verbesserung der Energieeffizienz durch Modularisierung4. Verbesserung der Energieeffizienz durch Modularisierung

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Room Capacity Installed Capacity

Actual LoadWaste due to oversizing

Expected Load

Years from commissioning

Modularität für Cooling und Power


Years from commissioning0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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Room Capacity Installed Capacity

Actual Load

Waste due to oversizing

Expected Load



None-modular solution None-modular solution Modular solution



ZielsetzungEntwicklung eines Konzeptes zum umfassendenManagement von Data Centern hinsichtlich:

Fernsteuerung/-WartungCondition Monitoring (Präventiv)Power ConditioningBedarfsgerechtes CoolingSecurityLogistikmanagementEnergiemanagement (Energieeffizienz)Flächendeckende Sensorik (Wireless)

5. Managementsystem f5. Managementsystem füür r Data Data CenterCenter


ZusammenfassungZusammenfassungAnsatzpunkt 1: Dezentrale Energieversorgung für Rechenzentren

Nutzung der wirtschaftlichen Effekte durch TrigenerationEinsatz von Biomasse zur Energieerzeugung

Ansatzpunkt 2: Verstärkter Ausbau der BrennstoffzellentechnikHoher WirkungsgradKein Lärm, keine Abgase

Ansatzpunkt 3: Kontrolliertes Kühlen von IT-Racks durch Liquid CoolingBis zu 15% EnergieeinsparungWeitere Effekte durch Free Cooling und WärmerückgewinnungVerbesserung der Effizienz (Pumpen, Verdichter, Verteilung)

Ansatzpunkt 4: Energieeinsparung durch adaptive InfrastrukturModulares Konzept der Kälte- und USV-Infrastruktur spartEnergie und Investitionen

Ansatzpunkt 5: Intelligentes Data Center Management (Schnittstellen aktive IT, Gebäudeleittechnik, IT-Infrastruktur)


Martin RossmannVice President Research & DevelopmentRittal GmbH & Co. KG

E-mail : [email protected] : +49 2772 505 1920

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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