Designtrends für Rechenzentren: Modular, offen, flexibel

Robert Hudock, E I Engineering Ltd
Robert Hudock, Leiter des regionalen Vertriebs (Westküste) bei E I Engineering USA Corp

Da Energiepreise und Energieverbrauch weiter steigen, hinterfragen Unternehmen zunehmend den Status quo und suchen nach effizienteren Lösungen für Rechenzentren. Angesichts der komplexen Logistik und der hohen Kapitalinvestitionen, die für die Erweiterung traditioneller Rechenzentren erforderlich sind, ist diese arbeitsintensive Lösung nicht mehr mit dem Wachstumstempo der Branche vereinbar. Daher entwickelt sich der modulare Energieanlagenbau zunehmend zur bevorzugten Methode für die Erweiterung von Rechenzentren, da Unternehmen damit schneller und effizienter auf beispiellose Wachstumsschübe der Branche reagieren können.

Modulare Lösungen

Modulare Rechenzentren sind eine mobile Lösung zur Bereitstellung von Datenverarbeitungskapazitäten dort, wo sie benötigt werden. Sie liefern große Mengen an Energie auf kleiner Fläche und innerhalb kurzer Zeit. Modulare Energieeinheiten werden in einer kontrollierten Fabrikumgebung entsprechend den Projektspezifikationen gebaut und getestet. Anschließend werden die mobilen Energielösungen vollständig aufgebaut und geprüft zum Einsatzort transportiert und sind dort sofort installationsbereit. Das individuelle Design modularer Rechenzentren bietet für unterschiedliche Anforderungen geeignete Lösungen, wobei die Infrastruktur entweder in geschlossenen Schaltanlagenräumen oder auf offenen Power-Skids untergebracht werden kann.

Geschlossene Schaltanlagenräume

Geschlossene Schaltanlagenräume sind eine effektive Methode, um Energieinfrastruktur außerhalb eines bestehenden Rechenzentrumsgebäudes zu installieren. Ihre Hauptfunktion besteht darin, elektrische Geräte vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen. Wenn beispielsweise ein bestehendes Rechenzentrum die Leistungskapazität seines konventionellen Gebäudes erhöhen muss, dies aufgrund begrenzter Innenflächen jedoch nicht möglich ist, kann ein individuell geplantes modulares Schaltanlagengebäude in einem Außenbereich in der Nähe des Rechenzentrums installiert werden. Dies bietet eine zeit- und kosteneffizientere Lösung als der Erwerb eines neuen konventionellen Gebäudes.

Offene Power-Skids

Modulare Power-Skids sind typischerweise eine ideale Wahl für Rechenzentren mit verfügbarem Innenraum, da sie kostengünstiger und weniger einschränkend sind als andere Formen des Energieanlagenbaus. Power-Skids ermöglichen kurze Umsetzungszeiten bei der Erweiterung von Rechenzentren und bieten gleichzeitig mehr Flexibilität als geschlossene Gehäuse, da sie nicht denselben Platzbeschränkungen unterliegen.

Unabhängig vom gewählten Design können die durch modulare Rechenzentren erzielten Effizienzgewinne mit einer traditionellen Bauweise nicht erreicht werden. Die Flexibilität des modularen Energieanlagenbaus kann Rechenzentrumsprojekte von der Planung bis zur Inbetriebnahme optimieren und macht das modulare Design zu einem wichtigen Katalysator für das zukünftige Wachstum der Rechenzentrumsbranche.

Projektzeitplan

Die Geschwindigkeit der Bereitstellung ist für Endanwender, Berater und Auftragnehmer häufig ein großes Anliegen. Die fehlende Möglichkeit, sich schnell an steigende Leistungsanforderungen anzupassen, kann den Geschäftsbetrieb beeinträchtigen. Der Einsatz modularer Energieanlagen hat die Projektlaufzeiten erheblich beeinflusst. Alle Systeme können vorab geplant und gleichzeitig mit den Bauarbeiten vor Ort getestet werden, wodurch der Zeitaufwand für Engineering und Tests vor Ort reduziert wird.

Kosteneffizienz

Neben kurzen Umsetzungszeiten ist die Kosteneffizienz ein weiterer wesentlicher Vorteil modularer Rechenzentren und lässt sich auf folgende Faktoren zurückführen:

Flexibilität

Um die Leistungskapazität eines Rechenzentrums zu erhöhen, wird physischer Raum für die neue Infrastruktur benötigt. Die Erweiterung einer bestehenden Anlage oder der Erwerb eines neuen konventionellen Gebäudes kann dafür jedoch äußerst kostspielig sein. Bei Unsicherheiten hinsichtlich des zukünftigen Geschäftswachstums bieten modulare Energielösungen Unternehmen die Flexibilität, die Leistungskapazität schrittweise zu erhöhen. Dies trägt dazu bei, finanzielle Risiken zu minimieren und ermöglicht Gebäudemanagern und Ingenieuren eine effektivere Budgetplanung. Mit dem zunehmenden Ausbau von Mega- und Hyperscale-Rechenzentren ist außerdem häufig eine stufenweise Konstruktion erforderlich, um die Investitionskosten besser an die zukünftige Nachfrage anzupassen.

Einfachheit

Je einfacher der Prozess, desto wahrscheinlicher ist es, dass das Projekt innerhalb des Budgets bleibt. Da die Infrastruktur beispielsweise in einer kontrollierten Fabrikumgebung gebaut und anschließend als vollständig integrierte Energielösung zum Einsatzort transportiert wird, besteht ein geringeres Risiko für Probleme vor Ort, die zu Verzögerungen und zusätzlichen Kosten führen könnten. Da das Energiemodul vor dem Versand nur einmal montiert wird, reduziert sich außerdem der Arbeitsaufwand vor Ort erheblich, was zu niedrigeren Personalkosten führt.

Sicherheit

Während der Installationsphase eines modularen Rechenzentrums können die Arbeitsstunden vor Ort um bis zu 84 % reduziert werden. Gleichzeitig sind 77 % weniger Hebevorgänge erforderlich als bei einer herkömmlichen Installation. Dadurch wird das Unfall- und Verletzungsrisiko vor Ort deutlich reduziert. Darüber hinaus werden alle Energiemodule vor dem Versand als vollständig geprüfte Einheit einem umfassenden Factory Acceptance Test (FAT) in einer kontrollierten Umgebung unterzogen.

Da das Modul für den Transport nicht demontiert werden muss, können Rechenzentrumsmanager darauf vertrauen, dass die gesamte Infrastruktur die erforderlichen Sicherheitsstandards erfüllt, die während des FAT überprüft wurden. Bei herkömmlichen Methoden besteht dagegen ein höheres Risiko für Sicherheitsprobleme aufgrund von Engineering-Fehlern vor Ort.

Installation & Inbetriebnahme

Die Integration eines vorgefertigten Energiemoduls vor Ort ist weniger komplex als bei einer herkömmlichen Integration, da jedes Energiemodul vollständig verdrahtet, in Betrieb genommen und für den Anschluss an das Stromverteilungssystem vorbereitet geliefert wird. Alle PMS-Schnittstellen sind innerhalb des Energiemoduls vorverdrahtet und mit dem PMS-Hub verbunden, sodass vor Ort nur eine einzige Glasfaserverbindung für das PMS erforderlich ist. Dadurch kann die Infrastruktur schnell und mit minimalen Beeinträchtigungen integriert werden.

Unter Berücksichtigung der Effizienzsteigerungen bei Projektlaufzeit, Kosten, Sicherheit, Installation und Inbetriebnahme, die durch den modularen Energieanlagenbau erreicht werden können, zeigt sich, dass dieser moderne Ansatz besser auf die steigende Nachfrage nach Leistungskapazität in der Branche ausgerichtet ist als traditionelle Methoden. Er bietet zeitnahe, flexible und effiziente Lösungen für die Energieverteilung, die sowohl den Anforderungen von Rechenzentren als auch denen der Datennutzer gerecht werden.