Die Rolle der Generatorwartung bei der Gewährleistung der Stromausfallsicherheit

Paul Brickman ist kaufmännischer Leiter für Crestchic

Damit der Rechenzentrumsmarkt seinen prognostizierten Wachstumskurs erreichen kann, muss er weiterhin energieintensive IT-Technologien der nächsten Generation einführen

Die globale Energiekrise wirkt sich auf die Rentabilität und betriebliche Effizienz von Unternehmen aller Branchen aus, doch bei Rechenzentren und ihrem naturgemäß höheren Stromverbrauch sind die Auswirkungen polarisiert.

Damit der Rechenzentrumsmarkt seinen prognostizierten Wachstumskurs erreichen kann, muss er weiterhin energieintensive IT der nächsten Generation einführen.

Und das muss angesichts eines instabilen Netzes, möglicher geplanter Stromausfälle und der vorgeschlagenen Stromrationierung geschehen. Das erfordert rigorose Investitionen in die Notstromversorgung und die Generatorwartung, in einer Zeit, in der die Energierechnungen investierbare Gewinne verschlingen.

Gestiegene Strompreise infolge der Treibstoffsanktionen Russlands und die Gefahr geplanter Stromausfälle oder Stromrationierungen zur besseren Verwaltung eines instabilen Netzes zwingen Rechenzentren dazu, Investitionen weg von wichtigen Geschäftsfunktionen wie Schulung und Rekrutierung hin zur Verbesserung der Energieeffizienz umzuverteilen Sicherung der Energieresilienz.

Die aktuellen geopolitischen Herausforderungen und ihre weitreichenden Auswirkungen werden im Uptime Institute Report 2023 – Five Data Center Predictions for 2023 – gewürdigt, in dem die Autoren anerkennen, dass die russischen Treibstoffsanktionen zusammen mit technologischen Herausforderungen „die Planung der Entwicklung von Rechenzentren beeinflussen werden.“ und die Bedienung schwieriger.“

Nach Angaben des Uptime Institute ist IT-Hardware hinsichtlich ihrer Nutzung der Mainstream-Serverkapazität seit einigen Jahrzehnten ziemlich standardisiert und sorgt für technische Stabilität und einen relativ konstanten Strom- und Kühlungsbedarf.

Dies hat es den Entwicklern von Rechenzentren ermöglicht, mehrere IT-Aktualisierungen ohne größere Upgrades der Servertechnologie und den damit verbundenen Anstieg des Stromverbrauchs durchzuführen. Im Wesentlichen die neuesten Technologien anbieten, ohne dass der Energiebedarf steigt.

Diese Schonfrist ist nun vorbei. Der Strombedarf für IT-Hardware der nächsten Generation ist weitaus höher, die Leistungsdichte in Racks nimmt zu und „heißere“ Prozessoren setzen die Leistungsparameter der bestehenden Infrastruktur unter Druck.

Dieser rasante Anstieg der IT-Leistungsdichte führt dazu, dass der Stromverbrauch der Server steil ansteigt, was zu einem Bedarf an mehr Strom führt, und das zu einer Zeit, in der das Netz instabil ist und die Energiepreise den höchsten Stand seit Jahrzehnten erreichen.

Racks mit extremer Dichte sind mittlerweile auch im technischen Computing sowie in Hochleistungsanalysen und Schulungen für künstliche Intelligenz an der Tagesordnung. Wenn Rechenzentrumsbetreiber erfolgreich in diese Nischenmärkte vordringen wollen, müssen sie die gestiegenen Energiekosten begleichen und ein robustes System zur Stromausfallsicherheit aufrechterhalten, bis sich die Situation stabilisiert.

Die Nachfrage nach IT-Technologien der nächsten Generation wird nicht nachlassen. Daher treiben Rechenzentren die notwendigen Modernisierungen von USV, Batterien, Schaltanlagen und Generatoren voran, um der erhöhten Leistungsdichte gerecht zu werden.

Das ist ein Risiko. Da für viele Regierungen immer noch ein instabiles Netz und geplante Stromausfälle auf der Tagesordnung stehen, müssen Modernisierungen durch einen wasserdichten Energieresilienzplan unterstützt werden, um vor Stromschwankungen und Totalausfällen zu schützen.

Laut einer Studie des Ponemon Institute in seinem dritten Bericht „Cost of Data Center Outages“ sind die Gesamtkosten von Ausfallzeiten in den letzten sechs Jahren weiter gestiegen – um erstaunliche 38 Prozent auf 740.357 US-Dollar pro Vorfall. Das entspricht fast 9.000 US-Dollar pro Minute – eine Zahl, die viele Rechenzentren hinnehmen müssen, wenn das Netz zu instabil wird, um ihren steigenden Stromverbrauch aufrechtzuerhalten.

Viele Rechenzentren verfügen bereits über ein robustes Test- und Wartungssystem für Generatoren, der Einsatz von Lastbänken wird jedoch häufig übersehen, insbesondere wenn die Budgets knapp sind. In einer Zeit, in der Stromausfälle wahrscheinlicher sind, sollten Lastbanktests eine integrale Rolle in der Energieresilienzstrategie eines Rechenzentrums spielen und es wäre ratsam, Ihre Strategie im Einklang mit der aktuellen Landschaft zu bewerten, um sicherzustellen, dass sie robust genug ist. Was wäre vor diesem Hintergrund die beste Vorgehensweise zum Testen eines Notstromsystems?

Im Idealfall sollten alle Generatoren mindestens einmal jährlich mit einer Widerstands-Blindlastbank mit 0,8 pF auf reale Notfallbedingungen getestet werden. Best Practice schreibt vor, dass alle Aggregate (sofern es mehrere gibt) im synchronisierten Zustand betrieben werden sollten, idealerweise acht Stunden, mindestens jedoch drei.

Wenn eine rein ohmsche Lastbank verwendet wird, sollten die Tests auf zwei bis vier Mal pro Jahr mit drei Stunden pro Test erhöht werden. Bei der Durchführung dieser Tests und Wartungsarbeiten werden Kraftstoff-, Abgas- und Kühlsysteme effektiv getestet und Systemprobleme können auf sichere und kontrollierte Weise aufgedeckt werden, ohne dass die Kosten größerer Ausfälle oder ungeplanter Ausfallzeiten entstehen. Der Generator wird jedoch nicht gründlich getestet, sondern nur mit einem Widerstandstest. Daher wäre immer ein Widerstands-Reaktiv-Test zu empfehlen.

Für zusätzliche Sicherheit kann es ratsam sein, in Krisenzeiten häufiger Tests durchzuführen.

Diese Art von Lastbank ist in der Lage, sowohl ohmsche als auch reaktive Lasten zu testen und liefert ein viel klareres Bild davon, wie gut ein gesamtes System Änderungen in Lastmustern standhält und gleichzeitig das Leistungsniveau erreicht, das normalerweise unter realen Betriebsbedingungen auftritt.

Darüber hinaus zeigen die induktiven Lasten, die bei Widerstands-/Reaktivprüfungen verwendet werden, wie ein System mit einem Spannungsabfall in seinem Regler umgeht.

Dies ist besonders wichtig bei allen Anwendungen, die den Parallelbetrieb von Generatoren erfordern (häufig in größeren Unternehmensinfrastrukturen wie Hyperscale-Rechenzentren), bei denen ein Problem mit einem Generator dazu führen könnte, dass andere Systemgeneratoren nicht ordnungsgemäß funktionieren oder sogar ganz ausfallen. Dies ist mit reinen Widerstandstests einfach nicht erreichbar.

Unabhängig von den geopolitischen Herausforderungen und deren Auswirkungen auf die Stromverfügbarkeit haben Rechenzentren keine andere Wahl, als zu wachsen.

Die Nachfrage wird nicht nachlassen und stromintensive Technologien der nächsten Generation sind unvermeidlich.

Durch die Sicherstellung der Ausfallsicherheit der Stromversorgung durch eine wasserdichte Notstromversorgung und ein robustes Test- und Wartungsregime können Entwickler und Betreiber von Rechenzentren wachsen, in der Gewissheit, dass der Strom auch bei geplanten Stromausfällen, Stromrationierungen oder Netzschwankungen immer eingeschaltet bleibt .