Energieüberwachung im Rechenzentrum

Dies ist besonders wichtig, wenn man bedenkt, dass der aktuelle Jahresbericht des Uptime Institutes Probleme mit der Stromversorgung als die Hauptursache für Rechenzentrumsausfälle benennt. Demnach sind das 52 Prozent aller Vorfälle. Zudem müssen Rechenzentren ihre Energieeffizienz verbessern und dies bei erhöhter Leistungsdichte in unternehmenskritischen Umgebungen. Um die Verbrauchswerte stets im Blick zu haben und Anomalien oder entstehende Hitzenester frühzeitig zu erkennen, benötigen die RZ-Leitung, der zuständige Facility Manager sowie Prozessverantwortliche ein Energieüberwachungssystem, das sie mit Echtzeitdaten versorgt. Nur auf dieser Grundlage lässt sich die elektrische Infrastruktur optimieren.

Risiken für den sicheren Betrieb und die optimale Stromversorgung

Rechenzentren sind einer Vielzahl von Betriebsrisiken ausgesetzt, die zu einer Unterbrechung der Dienste führen und die Datenintegrität gefährden können. Zu diesen Risiken zählen Geräteausfälle, Fehlfunktionen des Kühlsystems, menschliche Fehler und Cyberbedrohungen. Stromstöße und plötzliche Spannungsschwankungen können empfindliche elektronische Geräte beschädigen und zu Systemausfällen führen, wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt werden. Oberschwingungsverzerrungen, die durch nichtlineare Lasten wie Computer und HLK-Systeme verursacht werden, können das reibungslose Funktionieren elektrischer Systeme stören und die Effizienz verringern. Wirksame Überwachungssysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der rechtzeitigen Erkennung und Behebung dieser Risiken.

Die Herausforderungen der Stromverteilung bei KI-Anwendungen

Die mittlerweile verbreiteten KI-Technologien bringen zusätzliche Herausforderungen für die Energieverteilung in Rechenzentren mit sich. Die KI-Algorithmen werden immer ausgefeilter und führen zu sehr dynamischen Arbeitslasten, sodass der Strombedarf in einem Rack durchaus 40kW übersteigen kann. Das kann das installierte Equipment, das für herkömmliche Lasten ausgelegt ist, überfordern und zu Störungen und Ausfällen führen. Gerade für diese Szenarien ist ein Überwachungssystem sinnvoll, das für solch hohe Leistungsdichten ausgelegt ist, und so verwertbare Einblicke in die Energienutzung und die Verteilungseffizienz liefern kann. Die Integration fortschrittlicher Überwachungssysteme in Verbindung mit innovativen Stromverteilungslösungen wie flexible Stromschienensysteme oder intelligenten PDUs kann die Betriebseffizienz und -zuverlässigkeit in Rechenzentren erheblich verbessern. Diese Systeme überwachen nicht nur kritische Stromqualitätsdaten, sondern ermöglichen auch ein proaktives Management von Stromstößen und Oberschwingungsverzerrungen. Das ist für die Aufrechterhaltung des Betriebs und für den Schutz empfindlicher Geräte entscheidend.

Die Vorteile eines Monitoring-Systems für das RZ-Stromversorgungsnetz

Die Implementierung eines robusten Überwachungssystems bietet RZ-Betreibern mehrere Vorteile. Ein bekanntes Sprichwort besagt: „Was man nicht messen kann, kann man auch nicht verwalten“. Wenn Sie es also nicht messen können, wie wollen Sie es dann verbessern? Die Implementierung einer robusten Lösung zur Überwachung der Stromversorgung für kritische Versorgungsbereiche schafft hier Abhilfe. Das bringt Vorteile:

• Die Ausfallsicherheit erhöhen: Durch die proaktive Überwachung der Stromqualität und der Betriebsparameter sowie durch voreingestellte Alarme, die bei einem Ausfall oder einem Notfall Personen gezielt benachrichtigen, können Rechenzentren ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und eine hohe Betriebszeit erzielen. Die Echtzeit-Überwachung und Analyse von Kennwerten für die Netzqualität (Spannung, Strom, Leistungsfaktor und Frequenz) sowie der Temperatur hilft den Betreibern von Rechenzentren, Anomalien frühzeitig zu erkennen. Dieses frühzeitige Erkennen ermöglicht die sofortige Durchführung von Korrektur- oder Präventivmaßnahmen, was Ausfallzeiten und mögliche Schäden an kritischen Geräten minimiert.
• Die Energieeffizienz optimieren: Die Analyse präziser Stromverbrauchsdaten und historischer Trends eröffnen einem Betreiber Möglichkeiten zur Optimierung des Energieverbrauchs und zur Verbesserung der Gesamtleistung. So lassen sich Nachhaltigkeitsziele wie der Gesamtstromverbrauch und der ökologische Fußabdruck reduzieren.
• Stromlasten ausgleichen: Betreiber von Rechenzentren können Stromüberwachungs- und Managementsysteme einsetzen, um die Stromlasten in ihren Einrichtungen effizient auszugleichen. Eine gleichmäßige Verteilung des Stromverbrauchs vermeidet eine Überlastung von Stromkreisen und Geräten und minimiert so das Risiko von Ausfällen. Es stellt einen gleichmäßigen Betrieb sicher.
• Kosten senken: Die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme ermöglicht eine rechtzeitige Wartung und vermeidet kostspielige Reparaturen oder den Austausch von Geräten. Das verlängert die Lebensdauer der Geräte und senkt die Gesamtbetriebskosten.
• Erfüllung von Compliance-Standards: Die Europäische Union (EU) schreibt in seiner Energieeffizienz-Direktive eine Überwachung des Energieverbrauchs für Rechenzentren vor, und RZ-Betreiber müssen bei einer Gesamtnennleistung von 500kW oder mehr ihre jährlichen Energieleistungsdaten öffentlich bekannt geben. Energieüberwachungssysteme helfen bei der Erstellung der zugehörigen normkonformen Berichte.
• Präzise Berichte über den Stromverbrauch: Lösungen zur Überwachung des Stromverbrauchs ermöglichen es Colocation-Anbietern, Hosting-Kunden ihren Stromverbrauch genau zuzuweisen. Das schafft mehr Transparenz bei der Rechnungsstellung, bei der Erfüllung von Service-Level-Vereinbarungen und bei der Messung der Umweltverträglichkeit.

Diese Kriterien sollte eine Lösung zur Stromüberwachung erfüllen

Bei der Auswahl einer Lösung zur Überwachung unternehmenskritischer Stromversorgungen sollte vor allem auf einige Schlüsselfunktionen geachtet werden:

• Einfache Bedienung: Eine gute Stromüberwachungslösung sollte über einen leicht zugänglichen Touchscreen verfügen, der die Leistungsdaten in Echtzeit übersichtlich anzeigt. Manche Lösungen stellen sogar ein schwenkbares Display bereit, das nach unten geneigt werden kann, um das Display auch vom Boden aus beobachten zu können.
• Sichtbarkeit des gesamten RZ-Stromnetzes: Die Überwachung der Stromversorgung auf der Ebene der Rack-PDUs allein reicht nicht aus. Der Betrieb eines Rechenzentrums benötigt Einblicke in die Leistung aller Systeme, nicht nur derjenigen, die die IT-Geräte versorgen. Das System muss sich auch für die Überwachung an der Stromeinspeisung sowie an den Abgangskästen eignen. In Verbindung mit der Stromüberwachung von Rack-PDUs ermöglichen diese Systeme ein Höchstmaß an Überwachung im Whitespace.
• Einfache Konfiguration: Die Stromüberwachungslösung sollte sich einfach und mit wenig Aufwand in ein DCIM- oder BMS-System integrieren lassen.
• Basiert auf offenen Kommunikationsprotokollen: Herkömmliche Fernüberwachungslösungen für Unterverteilung und Verkabelung basieren häufig auf benutzerunfreundlichen proprietären Technologien. Die bessere Alternative ist eine Lösung, bei der die Kommunikation auf Standardprotokollen und hier z.B. sowohl auf dem seriellen Modbus als auch auf Ethernet basiert.
• Temperaturüberwachung: Es gibt mittlerweile Anbieter, deren Portfolio auch Temperatursensoren für die Endeinspeisekästen enthält. Dies ermöglicht die Überwachung und Anzeige von Temperaturdaten in Echtzeit.
• Granulare Messung des Stromverbrauchs: Dieser Parameter ist entscheidend, um zweckgerichtete Entscheidungen in der Rechenzentrumsumgebung umsetzen zu können. Das gilt sowohl für die Einspeisung als auch für die Stromverteiler. Besonders wichtig ist es für Colocation-Anbieter, die den Stromverbrauch ihrer Kunden pro Rack und nicht pro Raum überwachen müssen.
• Alarmierung: Stromüberwachungslösungen sollten Audio- und E-Mail-Benachrichtigungsfunktionen umfassen, die das Personal über Überspannungen, Verzögerungen, Schwankungen und Abweichungen bei Strom und Temperatur informieren. Hierzu müssen vorab Schwellenwerte für Parameter wie Stromkapazität, Nutzung oder Temperatur definiert werden, die sicherstellen, dass bei Überschreitung dieser Schwellenwerte eine Warnung ausgegeben wird.
• Daten-Trending, Analyse und Berichterstattung: Eine Stromüberwachungssoftware mit erweiterten Analysefunktionen und automatisierten benutzerdefinierten Berichten bietet einen umfassenden Überblick über den Stromverbrauch und Trends im Zeitverlauf. Diese Details liefern RZ-Leitern und dem Facility-Management sowie anderen Entscheidungsträgern Echtzeitdaten zur Optimierung ihrer elektrischen Infrastruktur und erleichtern die Berichterstattung zur Einhaltung von Normen.

Fazit

Es zeigt sich, dass kritische Stromüberwachungssysteme mit innovativen Stromverteilungslösungen von entscheidender Bedeutung für die Minderung von Betriebsrisiken und für die Bewältigung von Qualitätsproblemen in modernen Rechenzentren sind. Diese integrierten Systeme schützen nicht nur vor Betriebsrisiken, Stromstößen und harmonischen Verzerrungen, sondern erhöhen die Ausfallsicherheit, sparen Kosten ein und ermöglichen die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Da sich Rechenzentren ständig weiterentwickeln und immer komplexer werden, spielen fortschrittliche Überwachungstechnologien eine zunehmend wichtige Rolle. Sie gewährleisten eine unterbrechungsfreie Bereitstellung von Diensten.