18 Tonnen CO2 pro Jahr einsparen USV-Anlage reduziert Kühlungsbedarf bei Wirkungsgrad von 98,1 Prozent

„Alle Welt hat sich von dem Hype um künstliche Intelligenz anstecken lassen – was kein Wunder ist, denn sie erleichtert uns in der Tat viele Lebensbereiche“, weiß Alexander Prell, Geschäftsführer von Riello Power Systems. „Die enorme Rechenleistung, die dafür benötigt wird, bleibt für den Großteil der Verbraucher allerdings unsichtbar.“ Durch die Explosion an KI-Anwendungen und den Trend hin zu immer umfangreicheren Cloud-Lösungen wächst die Anzahl der Server in den Rechenzentren rasant an. Immer mehr Serverracks auf wenig Raum sollen den steigenden Anforderungen an die Rechenkapazitäten rund um die Uhr gerecht werden.

Diese sogenannten High-Density-Rechenumgebungen bringen jedoch neue Herausforderungen mit sich, wie Prell erklärt: „Zum einen schießt der Stromverbrauch in die Höhe. Zum anderen steigt auch die Wärmeentwicklung und es wird aufwändiger, die Betriebstemperaturen der Server selbst und der zwischengeschalteten USV-Anlagen auf dem erforderlichen niedrigen Niveau zu halten.“ Insbesondere die Kühlung nimmt folglich immer mehr Bauraum ein und lässt ihrerseits die Stromkosten weiter steigen – ein teurer Teufelskreis.

Nachhaltigerer Betrieb bei höherer Leistungsdichte

Um den wachsenden Herausforderungen von High-Density-Rechenzentren zu begegnen, hat Riello Power Systems die seit nunmehr zehn Jahren weltweit in Rechenzentren etablierte modulare MultiPower-Baureihe in einer neuen Gerätegeneration weiterentwickelt. Die MultiPower2 verfügt über ein neuartiges und in seiner Klasse führendes Leistungsmodul auf Basis der Siliziumkarbid-Technologie. Diese kann bei Temperaturen von bis zu 40 °C völlig ohne Leistungseinbußen oder -abstufungen arbeiten.

Im Vergleich zu bisher gebräuchlichen USV-Anlagen mit IGBT-Transistoren aus Silizium-Bauelementen reduziert sich der Kühlungsbedarf daher maßgeblich. In der Folge sinkt nicht nur der üblicherweise sehr hohe Energieverbrauch der Kühlsysteme, sondern die hochverfügbaren Module können auch deutlich kompakter realisiert werden. So benötigt die MultiPower2 mit 500 kW lediglich 0,52 m² Platz, was einer Leistungsdichte von 1,75 kW/dm² für das Powermodul entspricht.

„Die neue Siliziumkarbid-Lösung bringt aber noch mehr Vorteile mit sich“, ergänzt Prell. „Trotz der geringeren Größe erreichen die Module im On-Line-Doppelwandler-Betrieb einen Wirkungsgrad von bis zu 98,1 Prozent – und das selbst bei extrem niedrigen Lasten.“ Denn im Efficiency Control-Modus aktiviert das System automatisch nur die jeweils erforderliche Anzahl an Leistungsmodulen, um das gewünschte Redundanzniveau zu gewährleisten. Damit ist die MultiPower2 um mehr als zwei Prozent effizienter als bisherige USV-Anlagen.

Dies schlägt sich wesentlich auf den ökologischen Fußabdruck sowie die Stromkosten des Rechenzentrums nieder: Vergleicht man eine MultiPower2 500 kW mit einer herkömmlichen USV, die den für Si-IGBT-Transistoren typischen Wirkungsgrad von höchstens 96 Prozent aufweist, so ergeben sich bei einer durchschnittlichen Last von 50 Prozent und einer Kühl-Leistungszahl von 3 jährliche Einsparungen von rund 18 t CO₂ und 12.000 Euro an Stromkosten. Den Berechnungen liegen Durchschnittswerte von 0,03 kg CO₂ und 0,2 Euro pro KWh zugrunde.

Risikofreie Skalierung dank Smart Modular Architecture

Die MultiPower2 lässt sich flexibel skalieren und gemäß dem Pay-as-you-grow-Ansatz auch nachträglich erweitern. Hierzu umfasst die Baureihe das Modell MP2, das acht Module mit insgesamt bis zu 500 kW aufnehmen kann, sowie die M2S, die mit bis zu 30 Modulen von 1.000 bis 1.600 kW skalierbar ist. Dabei kommt der neue USV-Designansatz des Herstellers ins Spiel, bei dem Hard- und Software noch enger als zuvor miteinander verknüpft werden: Die smarte modulare Architektur (SMA) lässt keinen Single Point of Failure zu und führt beim Einstecken jedes Moduls automatisch Funktionstests durch. So kann etwa die Leistung oder Redundanz des Systems selbst im laufenden Betrieb erhöht werden, ohne das Risiko von Störungen oder Systemausfällen in Kauf nehmen zu müssen.

„Das Thema Nachhaltigkeit ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit“, resümiert Prell. „Mit der neuen MultiPower2 geben wir Rechenzentren die Chance, die steigenden Anforderungen an High-Density-Umgebungen zu erfüllen und zugleich ihren ökologischen Fußabdruck sowie ihre laufenden Betriebskosten spürbar zu senken.“