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KESS Power Solutions

Die moderne Energieversorgung im Rechenzentrum

Es zahlt sich aus, bestehende USV-Installationen durch moderne Systeme zu ersetzen. Aktuelle Technologien ermögl ichen Flexibilität und Skalierbarkeit nach dem „Pay as you grow“-Prinzip. Gastbeitrag von Jochen Mayerhofer und Georg Frühwirth

Nach wie vor wird in vielen Rechenzentren die Hälfte des Energieaufwands durch die benötigte Infrastruktur verbraucht und nicht durch das produktive IT-Equipment selbst. Speziell die Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) und die Klimatisierung stehen für einen Großteil des Energiebedarfs. Klar, USV und Klimaanlage sind rund um die Uhr in Betrieb und verbrauchen somit immer Strom. Es liegt auf der Hand, dass hier großes Einsparungspotential vorhanden ist – höchste Zeit also, die bestehenden USV-Installationen zu analysieren. In vielen Fällen wird die Investition in eine neue USV-Anlage durch die laufende Energieeinsparung schnell abbezahlt sein.

Foto: Huawei Modulare USV-Anlagen ermöglichen eine flexible Anpassung an die tatsächlichen Verbraucherlasten (im Bild: Huawei UPS5000-E) Kaufpreis und Betriebskosten.

USV-Kaufentscheidungen sind Entscheidungen für zehn bis fünfzehn Jahre. Das ist die übliche Laufzeit der USV in einem Rechenzentrum. Vor diesem Hintergrund betrachtet sind die Gesamtbetriebskosten das Kriterium. Der Kaufpreis rückt in den Hintergrund.
Aus Sicht der Total-Cost-of-Ownership (TCO) sind Einsparungen der Verlustleistung durch höhere Wirkungsgrade und dadurch ein reduzierter Kühlbedarf maßgebend. Bereits eine Verbesserung des Wirkungsgrades um ein Prozent bei einer Rechenzentrumslast von 300kW bedeutet bei einem Strompreis von zwölf Cent pro kWh eine jährliche Einsparung von über 3.000 Euro.
Aktuelle USV-Technologien arbeiten bei einem Wirkungsgrad von 96 Prozent und mehr – Werte, die sich über die letzten Jahre stetig verbessert haben. Doch der große Gewinn zeigt sich erst, wenn die Effizienz bei der tatsächlichen USV-Auslastung analysiert wird. Die üblichen Auslastungen der USV-Systeme in Österreichs Rechenzentren liegen noch immer bei 25 bis 60 Prozent mit einem Wirkungsgrad von oftmals unter 90 Prozent. In der Regel arbeiten moderne, modulare USV-Systeme bereits  bei einer Auslastung von 25 Prozent mit einer Energieeffizienz von mehr als 95 Prozent im Doppelwandler-Betrieb.
Mit einschubmodularen USV-Anlagen wird die USV-Leistung an die tatsächliche, aktuelle Last angepasst. Dadurch lässt sich die Effizienz noch weiter erhöhen. Auch die Investitionskosten reduzieren sich, da die Leistungselektronik nicht von Beginn an auf den geplanten Endausbau dimensioniert werden muss. „Pay as you grow“ steht für Flexibilität und Skalierbarkeit mit gleichzeitiger Optimierung der Energieeffizienz.

Energieeinsparungen bei höchster Verfügbarkeit.

Bei all der Notwendigkeit zur Energieverbrauchsoptimierung bleibt das oberste Ziel die höchstmögliche Sicherheit und somit Verfügbarkeit. Dass Sicherheit und Energieeffizienz sich nicht ausschließen, zeigen moderne USV-Systeme. Auf den ersten Blick mögen modulare USV-Systeme als technisch vorteilhaft aber auch teuer wahrgenommen werden. Betrachtet man jedoch die Investition über die Lebensdauer der USV, zeigt sich schnell die unschlagbare Kombination aus hoher Verfügbarkeit und niedriger TCO.

Modulare USV-Anlagen.

Der erste Vorteil von modularen USV-Anlagen gegenüber Einzelblöcken zeigt sich bereits in der Planung und Auslegung der USV-Anlage. Während Einzelblöcke von Beginn an auf die geplante Maximallast ausgelegt werden müssen und für eine N+1 Redundanz eine Verdoppelung der Leistung notwendig ist, ermöglichen modulare USV-Anlagen eine flexible Anpassung an die tatsächlichen Verbraucherlasten. Besonders bei einschubmodularen USV-Anlagen ist durch die kleineren Modulleistungen die schrittweise Erweiterung der USV-Leistung einfach und flexibel realisierbar. Redundanzen lassen sich einfach erreichen: Ohne großen Aufwand wird ein Modul mehr installiert als für die Versorgung der Verbraucherlast erforderlich. Auch höhere Redundanzlevels sind dadurch einfach und mit geringem Budget möglich.
Die Schaffung von höheren Redundanzlevels macht auch aus unternehmerischer Sicht durchaus Sinn. Vor allem ungeplante Ausfälle in der Energieversorgung verursachen für gewöhnlich enorme Kosten- und Zeitaufwände. Eine hohe Redundanz steht in direktem Zusammenhang mit einer hohen Verfügbarkeit des USV-Systems. Das Risiko von ungeplanten Stillständen lässt sich durch Redundanzlösungen vor allem bei einschubmodularen USV-Anlagen effektiv minimieren.
In modernen, modularen USV-Konzepten besteht die Möglichkeit, nicht benötigte USV-Module in einen Ruhemodus zu versetzen. Dadurch optimiert sich die Auslastung, was wiederum eine höhere Effizienz des USV-Systems ergibt. Zusätzlich werden in diesem Hibernation-Modus Leistungs- und Verschleißteile geschont. Bei einer kurz- oder mittelfristigen Verminderung der Last reagiert das USV-System und schaltet selbstständig alle Module auf Standby, welche nicht für die Versorgung der momentanen Last benötigt werden. Dabei bestimmt der Anwender, wie viele Module als Redundanz auf jeden Fall im Online-Betrieb bestehen bleiben müssen.

Foto: Kess Keine Angst vor dem Stromausfall: Servicekonzepte müssen von Anfang an mitbedacht werden Service als Qualitäts- und Erfolgsfaktor.

Eine funktionierende Serviceorganisation sichert die Qualität und den einwandfreien Betrieb der USV-Anlage. USV-Anlagen geraten sehr oft in Vergessenheit. Sie arbeiten erfolgreich im Hintergrund und rücken erst bei Stromausfällen plötzlich in den Fokus. Damit dies nicht zu einem bösen Erwachen führt, sind geeignete Servicekonzepte von Beginn an zu implementieren.

Inspektion der USV-Systeme.

Abgesehen von der schnellen und richtigen Unterstützung im Notfall vor Ort ist die laufende Betreuung und Wartung der USV-Komponenten der entscheidende Faktor. Im Zuge von präventiven Wartungsarbeiten werden die USV-Systeme von geschultem Servicepersonal auf Herz und Nieren geprüft. Organisation und Erfahrung sind wichtige Faktoren speziell im Umgang mit den durchaus empfindlichen Verschleißteilen wie Batterien und Kondensatoren des USV-Systems.

Redundanzen und Modularität ermöglichen unterbrechungsfreie Wartungen.

Ein weiterer Gewinn durch modulare USV-Anlagen ergibt sich in der Servicefreundlichkeit der Systeme. Leistungs- und Steuermodule können während des laufenden Betriebs einfach getauscht werden. Im Falle von Wartungen oder Störungen tauschen die Servicetechniker die betreffenden Module einfach durch Ersatzmodule aus. Die Mean Time to Repair (MTTR) ist dadurch extrem kurz. Die Fehlerbehebung erfolgt anschließend im Technikzentrum unter bestmöglichen Voraussetzungen. Dadurch profitiert schlussendlich der Servicedienstleister und der Betreiber durch Qualität und optimierten Kosten der Serviceleistungen.
Gesamt betrachtet zeigt sich, dass es durchaus Sinn macht, bestehende und über Jahre hinweg zuverlässig arbeitende USV-Anlagen einer Analyse zu unterziehen. Höhere Wirkungsgrade, moderne Technologiekonzepte und effizientere Servicemöglichkeiten werden die Investitionskosten rechtfertigen.

Foto: KESS Die Autoren: Jochen Mayerhofer (li.), Prokurist und Serviceleiter bei KESS, und Georg Frühwirth, Prokurist und Vertriebsleiter bei KESS KESS und Huawei: Höchste Verfügbarkeit für das Rechenzentrum

KESS kooperiert ab sofort mit Huawei, einem führenden Hersteller von USV-Technologie. Zusammen bringen die beiden Unternehmen Lösungen für unterbrechungsfreie Stromversorgung und -verteilung in den Bereichen IT, Serverraum, Facility und Industrie auf den österreichischen Markt. „Das Design und die technischen Eigenschaften der Lösungen ermöglichen uns trotz der ständig steigenden Anforderungen an die Verfügbarkeit der unterbrechungsfreien Stromversorgung, die Energieeffizienz
wesentlich zu verbessern und die Betriebskosten unserer Kunden nachhaltig zu reduzieren“, betont Georg Frühwirth. „Die Service- und Bedienerfreundlichkeit der USV-Anlagen von Huawei sind ein entscheidender Faktor für die Stromverfügbarkeit. Diese Zuverlässigkeit und Qualität fügen sich nahtlos in das seit 30 Jahren bewährte Servicekonzept von KESS Power Solutions ein“, weiß Jochen Mayerhofer.
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