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Eigentlich galt der Wettstreit Wechselstrom AC versus Gleichstrom DC als final entschieden: In den 1890er-Jahren hatte der Erfinder und DC-Pionier Thomas Alva Edison gegen George Westinghouse und dessen leistungsfähigere AC-Technik den Kürzeren gezogen. Doch jetzt arbeiten zwei Weltunternehmen gemeinsam an einer Renaissance der Gleichstromtechnik: Der Elektrotechnik-Konzern ABB Group und der IT-Spezialist Hewlett-Packard (HP) wollen die Stromversorgung der energiehungrigen Rechenzen­tren mit zentralen Gleichstromsystemen revolutionieren. Der Übergang vom Wechselstrom zur neuen alten Gleichstromtechnik soll Energie- und Kos­ten­einsparungen von 20 % und mehr möglich machen.

Auch für kleinere Firmen mit großer IT

Noch 2012 sollen die Komponenten für die Energieversorgung (ABB) und die Hardware-Landschaft (HP) von Rechenzentren lieferbar sein. Bei Neuinstallationen und Modernisierungen solcher Anlagen könne ein Umstieg auf die neue Gleichstromtechnik sinnvoll sein, erläutert die Präsidentin der ABB Switzerland Ltd, Jasmin Staiblin. Dies gelte nicht nur für große Unternehmen, „sondern auch für Mittelständler mit anspruchsvollen IT-Kapazitäten“.

Das erste „globale Vorzeigeprojekt“ der neuen Gleichstromtechnik – so Tarak Mehta, Vizepräsident der ABB Group – verbirgt sich hinter der Fassade eines Industriegebäudes in Lupfig nahe Zürich: Hier hat green.ch, ein renommierter Schweizer IT-Dienstleister, im April den ersten Bauabschnitt seines vierten Rechenzentrums in Betrieb genommen: Auf zunächst 1 100 Qua­dratmeter Fläche bearbeiten und verwalten die Server und Speicher von green.ch die Daten internationaler Kundschaft. ABB hat die Gleichstromversorgung installiert, HP die speziell ausgerüstete IT-Architektur geliefert. Weitere Rechenzentrums-Mo­dule in Gleichstromtechnik in Lupfig sind geplant.

„Die Sache funktioniert hervorragend“, freut sich Franz Grüter, CEO der green.ch-Gruppe. „Dank der vorsichtig mit 20 % kalkulierten Reduzierung des Energieverbrauchs durch die Gleichstromtechnik sparen wir also im Jahr 2 Mio. Franken.“

Grüter hat es nicht bereut, erster Kunde des ABB/HP-Gleichstromkonzepts zu werden. Mitte 2011 habe ihn ABB-Vizepräsident Mehta auf die Möglichkeiten der neuen Gleichstromlösung angesprochen. Grü­ter erinnert sich: „Das war der schnellste Deal meines Lebens – das Konzept hat mich sofort überzeugt.“ Die nur wenige Monate währende Planungs- und Installationsphase und der störungsfreie Betrieb seit April haben sein „Vertrauen in die ABB/HP-Gemeinschaftsentwicklung voll bestätigt“.

Bei ABB und HP hat die Entwicklung des neuen Gleichstromkonzepts mehrere Jahre in Anspruch genommen. ABB gilt als weltweit führender Anbieter der Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) – also von Stromfernleitungen in der verlustarmen Gleichstromtechnik. Doch mit der Gleichstrom-Versorgung von Haushalten und Gewerbe betrat auch ABB teilweise Neuland: Komponenten mussten umkonstruiert oder gar neu entwickelt werden. Dies galt für HP ebenso, da Rechner- und Speichersysteme selbst mit Gleichstrom arbeiten, bisher aber mit einem Gleichrichter ausgestattet sind, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.

Das Rezept, mit dem ABB und HP den Energiehunger von Rechenzentren zügeln wollen, lautet: Weniger Stromumwandlungsstufen und Komponenten bedeuten weniger Stromverbrauch der IT-Geräte und weniger Energiebedarf für die Kühlung von Geräten und die Klimatisierung von Räumen.

Im green.ch-Rechenzen­trum Lupfig hat ABB eine Gleichrichter-Einheit installiert, die den Wechselstrom aus dem externen Mittelspannungsnetz von 16 000 Volt in 380 Volt Gleichstrom umformt – und in das interne Gleichstromnetz des Rechenzentrums einspeist. Bei einem Stromausfall schaltet das ABB-Leitsystem automatisch auf eine interne Notstromversorgung um. Die erste Stufe dieses Systems sind Gleichstrom-Batterien: Diese versorgen die empfindliche IT-Architektur des Rechenzentrums – bis die doppelt vorhandenen Diesel-Stromversorgungsaggregate angesprungen sind und sich deren Drehzahl stabilisiert hat.

Kompakte Geräte helfen beim Sparen

HP hat die Hardware-Komponenten und Systeme des Rechenzentrums für die Versorgung mit Gleichstrom umgerüstet. Der durch die Gleichstromversorgung aus dem Netz des Rechenzentrums mögliche Verzicht auf Gleichrichter in jedem Gerät führt zu einer kompakteren Bauweise und zu niedrigeren Kosten dieser Komponenten – und zu einer geringeren Wärmeentwicklung und weniger Umwandlungsverlusten des Stroms.

Bislang sind die Gleichstrom-Varianten nur für einen Teil des HP-Sortiments liefer­bar – das Angebot soll „zeitnah erweitert“ werden, wie Ron ­Noblett, Vizepräsident des HP-Geschäftsbereichs Infrastruktur versichert. Langfristig sieht Noblett die Chance, die Energieeffizienz von IT-Systemen um 50 % bis 70 % zu verbessern – durch den Einsatz der Gleichstromtechnik und durch Verbesserungen von Halbleitern und anderen Komponenten.

Doch auch für die bereits  erreichbaren Einsparungen und Verbesserungen nennen Noblett von HP und Mehta von ABB ambitionierte Werte: So soll der Stromverbrauch durch geringere Umwandlungsverluste, weniger Abwärme und durch den kleineren Energieaufwand für Gerätekühlung und Raumklimatisierung um rund 20 % sinken. Die Investitionskosten für ein Rechenzentrum mit Gleichstromversorgung sollen, im Vergleich zu einer Anlage mit herkömm­licher Wechselstromversorgung, um bis zu 15 % niedriger aus­fallen. Kosteneinsparungen ergeben sich durch einen um bis zu 25 % geringeren Platz- und Raumbedarf für eine in Gleichstromtechnik ausgelegte Anlage –beim Bau, beim Kauf oder bei der Anmietung in teuren In­nen­stadt­lagen.

Klaus G. Wertel


Artikel vom: 2012-08-16 14:40:00
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