Grünes Rechenzentrum mit autarker Stromversorgung

Dienstag, 2. Dezember 2014

Ein neues Rechenzentrum in den USA gewinnt den Strom für seine Server komplett aus regenerativer Energie: Biogas aus einer Kläranlage wird in Brennstoffzellen zu Strom umgesetzt. Siemens entwickelte und installierte für die Anlage intelligente Steuerungs- und Überwachungstechnik sowie Energiemanagement-Software, damit die Server zu jeder Zeit stabil mit Strom versorgt sind.


Siemens realisierte das kürzlich in Betrieb gegangene Pilotprojekt zusammen mit Microsoft und dem Unternehmen FuelCell Energy. Eine Anbindung an das öffentliche Stromnetz hat das Zentrum nicht. Siemens entwickelte und installierte für die Anlage intelligente Steuerungs- und Überwachungstechnik sowie Energiemanagement-Software, damit die Server zu jeder Zeit stabil mit Strom versorgt sind. Die Partner wollen demonstrieren, dass sich mit intelligenter Hard- und Software auch kritische Installationen wie Rechenzentren mit alternativen Energiequellen zuverlässig betreiben lassen.
Die kleine Pilotanlage in Cheyenne im US-Staat Wyoming besteht aus 200 Servern und ist an das Supercomputing Center der Universität Wyoming angeschlossen. Das Methan zur Stromerzeugung entsteht im Faulturm der Kläranlage und wird zum Rechenzentrum geleitet. Dort wandelt eine Brennstoffzelle mit 300 Kilowatt (kW) Leistung das Gas elektrochemisch und damit verbrennungsfrei in Strom um. Das Rechenzentrum wird von den erwarteten 250 kW erzeugten Stroms rund 100 kW selbst verbrauchen. Den Rest nutzt die Kläranlage und senkt so ihre eigenen Stromkosten. Für die kleine Pilotanlage gelten die gleichen hohen Anforderungen wie für grosse Rechenzentren: Die Stromversorgung der Server muss absolut zuverlässig und unterbrechungsfrei sein, um teure Datenverluste auszuschliessen. Dazu kommen hohe Vorgaben für die Qualität der Versorgung - schon Spannungsspitzen oder -einbrüche im Milli­sekundenbereich können den IT-Betrieb stören.

250 Kilowatt Leistung aus Biogas und Brennstoffzellen
Um diese Sicherheit zu gewährleisten, entwickelte Siemens die Energiemanagement-Software sowie intelligente Steuerungs-, Überwachungstechnik für die gesamte Energieversorgung. Das System überwacht die Biogaszufuhr sowie die produzierte elektrische Leistung und behält insgesamt den Betrieb der Brennstoffzellen im Blick. Die Lösung sorgt zudem für die geforderte Stromqualität. Ausserdem setzt das System vorzeitige Warnungen an die Betreiber des Rechenzentrums ab, sollte es zu Störungen der Stromqualität kommen oder sollte der prognostizierte Stromverbrauch die erzeugte Menge übersteigen. 
Anhand der mithilfe des Überwachungssystems gewonnenen Informationen wollen die Partner demonstrieren, dass sich mit der Kombination von Biogas und Brennstoffzellen Rechenzentren zuverlässig mit Strom versorgen lassen. Siemens entwickelte die Lösung speziell für dieses Rechenzentrum auf Basis der von Microsoft und dem Brennstoffzellenhersteller bereitgestellten Parameter. Ziel ist, eine Ressource wie Biogas für Grossanlagen zu verwenden.