Lastgänge von Rechenzentren und deren Kühlung weltweit

Die vorliegende Analyse befasst sich mit Lastgängen von Rechenzentren weltweit, inklusive der Lastgänge der Kühlung, mit besonderem Fokus auf Livedaten. Die zunehmende Digitalisierung und der damit verbundene Bedarf an Rechenleistung führen zu einem stetigen Wachstum der Rechenzentrumsbranche. Einhergehend mit dieser Entwicklung steigt auch der Energiebedarf dieser Einrichtungen, wobei ein signifikanter Anteil auf die Kühlung der Server und IT-Komponenten entfällt. Weltweit ist der Stromverbrauch von Rechenzentren im vergangenen Jahr stark angestiegen. Die Optimierung des Energieverbrauchs und die Nutzung von Livedaten zur effizienten Steuerung der Kühlung spielen daher eine entscheidende Rolle für die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit von Rechenzentren.

Typische Lastgänge von Rechenzentren weltweit

Die Lastgänge von Rechenzentren variieren stark und hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Größe des Rechenzentrums, der Art der Anwendungen, der Auslastung der Server und der geografischen Lage. Allgemein lässt sich jedoch feststellen, dass der Stromverbrauch von Rechenzentren in den letzten Jahren weltweit stark angestiegen ist.

Einige Studien deuten darauf hin, dass der typische Gesamtlastgang von Rechenzentren nur geringfügige Schwankungen im Tagesverlauf aufweist. Dies liegt daran, dass viele Rechenzentren rund um die Uhr in Betrieb sind und eine konstante Grundlast aufweisen. Allerdings gibt es auch Rechenzentren mit stark schwankenden Lastgängen, beispielsweise solche, die für High-Performance-Computing (HPC) oder Cloud-Dienste genutzt werden.

Das Wachstum in der kommerziellen Rechenzentrumsbranche ist ein Ergebnis der Migration von der lokalen Rechenzentrums-Colocation in die Cloud. On-Premise-Rechenzentren erweisen sich für die meisten Unternehmen weltweit als kostspielige Angelegenheit, da die durch KI, Big Data, Analysen und das Internet der Dinge (IoT) generierten Datenmengen immer größer werden. Hohe Zuverlässigkeit, einfache Skalierbarkeit und Kostenreduzierung sind die Hauptgründe für die Nutzung von Cloud-Diensten.

In Deutschland wird das Wachstum der Rechenzentren vor allem durch den zunehmenden Ausbau von Cloud Computing getrieben. 89 Prozent der Unternehmen in Deutschland nutzen inzwischen Cloud-Anwendungen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das Konzept des "Adaptive Computing". Adaptive Computing ermöglicht es, die Rechenressourcen dynamisch an die jeweilige Nachfrage anzupassen, was zu erheblichen Energieeinsparungen führen kann. Typische Rechenzentren können heute etwa 25 Prozent Energie einsparen, wenn sie Lösungen des Adaptive Computings einsetzen.

Typische Lastgänge der Kühlung in Rechenzentren weltweit

Die Kühlung von Rechenzentren ist essenziell, um eine Überhitzung der Server und IT-Komponenten zu vermeiden und einen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Der Energiebedarf der Kühlung macht einen erheblichen Teil des Gesamtstromverbrauchs eines Rechenzentrums aus.

Die Lastgänge der Kühlung hängen eng mit den Lastgängen der Server zusammen. Je höher die Auslastung der Server und die damit verbundene Wärmeentwicklung, desto höher ist auch der Bedarf an Kühlung. Zudem spielen die Außentemperatur und die eingesetzte Kühltechnologie eine wichtige Rolle.

Es gibt verschiedene Kühltechnologien, die in Rechenzentren eingesetzt werden:

Cooling Technology

Description

Advantages

Disadvantages

Direkte freie Außenkühlung

Warme Abluft wird nach außen abgeführt, frische Außenluft wird zur Kühlung ins Rechenzentrum geleitet.

Energieeinsparung von bis zu 90 % im Vergleich zu klassischen Umluftkühlern mit Kompressoren.

Abhängigkeit von den Außentemperaturen.

Wasserkühlung

Wasser wird als Kühlmittel verwendet, um die Wärme von den Servern abzuführen.

Effiziente Wärmeabfuhr.

Komplexere Installation und Wartung.

Verdunstungskühlung

Wasser wird verdunstet, um die Luft zu kühlen.

Energieeffizient und umweltfreundlich.

Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit.

Adiabatische Kühlung

Eine Form der Verdunstungskühlung, bei der Wasser in die Luft gesprüht wird.

Hohe Energieeffizienz.

Kann bei hoher Luftfeuchtigkeit weniger effektiv sein.

Um die Umweltbelastung zu minimieren, werden in Rechenzentren zunehmend natürliche Kältemittel eingesetzt. Rechenzentren, die ihren Betrieb ab dem 01.01.2013 aufgenommen haben, dürfen für eine erfolgreiche Beantragung des Umweltzeichens Blauer Engel nur halogenfreie (natürliche) Kältemittel einsetzen.

Anbieter von Livedaten für Lastgänge von Rechenzentren und Kühlung

In diesem Abschnitt werden Anbieter von Livedaten für Lastgänge von Rechenzentren und deren Kühlung vorgestellt. Im Rahmen der Recherche wurde explizit nach solchen Anbietern gesucht.

Cummins: Cummins ist ein weltweit führender Anbieter von Notstromversorgungslösungen für Rechenzentren. Obwohl keine Informationen über die Bereitstellung von Livedaten für Lastgänge gefunden wurden, ist es denkbar, dass Cummins im Rahmen seiner Dienstleistungen auch entsprechende Daten erfasst und zur Verfügung stellt.

Condair: Condair bietet kundenspezifische Lösungen für die Kühlung von Rechenzentren an, die auf Verdunstungskühlung basieren. Auch hier konnten keine Informationen über die Bereitstellung von Livedaten gefunden werden.

Wissenschaftliche Publikationen und Berichte

Die folgende Tabelle listet wissenschaftliche Publikationen und Berichte auf, die sich mit Lastgängen von Rechenzentren und deren Kühlung befassen:

Publication/Report

Author/Institution

Key Findings

Relevance to Topic

Kühlung von Rechenzentren, Teil 1: Technische Varianten zur freien Kühlung

Luca Holzhauser, Thorsten Urbaneck, Noah Pflugradt, Nirendra Lal Shrestha, Bernd Platzer, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Mechanik und Thermodynamik, Professur Technische Thermodynamik, TU Chemnitz

Vergleich verschiedener Kälteerzeugungsverfahren zur Kühlung von Rechenzentren, Analyse der Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit, Betrachtung typischer Lastprofile für Hochleistungsrechenzentren.

Die Studie liefert wichtige Erkenntnisse über die Energieeffizienz verschiedener Kühltechnologien und deren Einfluss auf die Lastgänge von Rechenzentren.

Klimaschonende Klimatisierung (Heizen und Kühlen) mit natürlichen Kältemitteln – Konzepte für Nichtwohngebäude mit Serverräumen/Rechenzentren

Umweltbundesamt

Betrachtung klimaschonender Kühlkonzepte für Rechenzentren, Bedeutung natürlicher Kältemittel und freier Kühlung.

Der Bericht zeigt die Relevanz von umweltfreundlichen Kühltechnologien für die Reduzierung des Energieverbrauchs und der Umweltbelastung von Rechenzentren auf.

Schlussfolgerung

Die Analyse zeigt, dass die Lastgänge von Rechenzentren und deren Kühlung komplex und von verschiedenen Faktoren abhängig sind. Die zunehmende Bedeutung von Energieeffizienz und Nachhaltigkeit in der Rechenzentrumsbranche erfordert eine detaillierte Analyse der Lastgänge und den Einsatz von intelligenten Kühlsystemen. Der steigende Energieverbrauch von Rechenzentren erfordert innovative Lösungen, um die Kosten zu senken und die Umweltbelastung zu minimieren 1 .

1. Die 50 grössten (und stromhungrigsten) Datacenter der Welt - Inside IT

inside-it.ch/die-50-groessten-und-stromhungrigsten-datacenter-der-welt-20240112

1. Marktgröße, Anteil und globaler Bericht für die Kühlung von Rechenzentren [2032]

fortunebusinessinsights.com/de/industrie-berichte/markt-f-r-rechenzentrumsk-hlung-101959

Obwohl in dieser Analyse keine Anbieter von Livedaten für Lastgänge von Rechenzentren und Kühlung explizit identifiziert werden konnten, gibt es Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die sich mit der Überwachung und Optimierung des Energieverbrauchs in Rechenzentren befassen.

Die Wahl der Kühltechnologie hat einen erheblichen Einfluss auf die Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Technologien wie freie Kühlung und Flüssigkeitskühlung bieten großes Potenzial zur Reduzierung des Energieverbrauchs.

Für die Zukunft ist weitere Forschung und Entwicklung im Bereich der Rechenzentrumskühlung erforderlich, um die Energieeffizienz zu verbessern und die Umweltbelastung zu reduzieren. Insbesondere die Entwicklung von intelligenten Kühlsystemen, die Livedaten nutzen, um die Kühlung dynamisch an die jeweilige Last anzupassen, ist ein vielversprechender Ansatz.

Quellen und ähnliche Inhalte

Deutsche Rechenzentren wachsen weiter und werden effizienter | Presseinformation | Bitkom e. V.

bitkom.org/Presse/Presseinformation/Deutsche-Rechenzentren-Wachstum-Effizienz

Die 50 grössten (und stromhungrigsten) Datacenter der Welt - Inside IT

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Kühlung von Rechenzentren, Teil 1: Technische Varianten zur freien Kühlung - KI – Kälte • Luft • Klimatechnik

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Rechenzentren | Cummins Inc.

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Grundlagen der Rechenzentrumskühlung - Boyd | Vertrauenswürdige Innovation

de.boydcorp.com/blog/data-center-cooling-essentials.html

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Stellgrößen der Energieeffizienzoptimierung von Rechenzentren - Cloud & Heat

cloudandheat.com/stellgroessen-der-energieeffizienzoptimierung-von-rechenzentren

Energie- und kostenorientiertes, auf Virtualisierung basiertes Last- und Powermanagement in einem Rechenzentrumsverbund

oops.uni-oldenburg.de/2825/1/schene16.pdf

Kühllösungen für Rechenzentren | Condair Evaporative Technologies

thekuuleffect.com/de/industries/data-centers

Klimatisierung im Rechenzentrum - So machen Sie es richtig! - Cadolto Datacenter

cadolto-datacenter.com/klimatisierung-im-rechenzentrum

Lastmanagement im Rechenzentrum - Borderstep Institut

borderstep.de/projekte/lastmanagement-rechenzentrum

Lösungen von SWEP Außergewöhnliche Leistung bei der Kühlung von Rechenzentren

swep.de/anwendungen/kuhlung-von-rechenzentren

Das Liquid Cooling in Rechenzentren: eine Revolution im Dienste der Energieeffizienz.

data4group.com/de/soziale-und-okologische-verantwortung/das-liquid-cooling-in-rechenzentren-eine-revolution-im-dienste-der-energieeffizienz

Rechenzentrumsklimatisierung - Umweltbundesamt

umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/natuerliche-kaeltemittel-in-stationaeren-anlagen/anwendungen/rechenzentrumsklimatisierung

Energieverbrauch von Rechenzentren Sachstand - Deutscher Bundestag

bundestag.de/resource/blob/651446/d226ff9ff67a3c29d893859121cfc5fe/WD-8-041-19-pdf-data.pdf

Deutsche Rechenzentren wachsen weiter und werden effizienter | Presseinformation | Bitkom e. V.

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Kühlung von Rechenzentren, Teil 1: Technische Varianten zur freien Kühlung - KI – Kälte • Luft • Klimatechnik

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Globaler Markt für Rechenzentrumskühlung – Größe und Marktanteil, Wachstumsprognose bis 2032 - Straits Research

straitsresearch.com/de/report/data-center-cooling-market

12 erstaunliche Fakten über Rechenzentren, die Sie unbedingt kennen müssen - Ciena DE

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Marktgröße, Anteil und globaler Bericht für die Kühlung von Rechenzentren [2032]

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Von Amerika bis Asien: Die größten Rechenzentren 2023 im Überblick - Digital Realty

digitalrealty.at/resources/articles/from-america-to-asia-the-largest-data-centres-2023-at-a-glance

Rechenzentren 2022 - Borderstep Institut

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— Kühlung von Rechenzentren Eine neue Dimension bei Verfügbarkeit, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz - ABB

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Regionale Lastmanagementpotenziale - Netzentwicklungsplan

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Energieeffizienz in Rechenzentren- Untersuchung der technischen Machbarkeit innovativer klimatechnischer Konzepte anhand eines p - ResearchGate

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Rechenzentren in Deutschland: Aktuelle Marktentwicklungen 2024 | Studie 2024 - Bitkom

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Materialbestand der Rechenzentren in Deutschland - Eine Bestandsaufnahme zur Ermittlung von Ressourcen - Umweltbundesamt

umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/461/publikationen/4037.pdf

Die 50 grössten (und stromhungrigsten) Datacenter der Welt - Inside IT

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