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"Green IT" − Nutzen gestalten

Grundsätzlich ist das Thema 'Green IT' aus verschiedenen Gründen derzeit sehr aktuell am Markt. Das heißt, energieeffiziente, bzw. Strom sparende, Geräte sind inzwischen auf entsprechende Nachfrage erhältlich. Bis noch vor etwa 5 Jahren war der Energieverbrauch von Bürokommunikationsgeräten meist 'kein Thema'.

Das bedeutet, dass nunmehr bei jeder Neuanschaffung die Möglichkeit besteht, dass sich der Energieverbrauch bei höherer Rechenleistung stark vermindert. Wichtig ist lediglich, dass die Frage nach dem technisch Möglichen vor jeder Neuanschaffung tatsächlich explizit gestellt wird, bzw. dass die Anforderung nach geringem Energieverbrauch in einer Ausschreibung ausdrücklich genannt wird: „Das Beste ist gerade gut genug(!?)“ Unterstützung bei der Marktrecherche geben einschlägige, ständig aktualisierte Datenbanken, von denen die wichtigsten hier kurz genannt seien, ohne Anspruch auf Vollständigkeit:

www.ecotopten.de
www.energiespargeraete.de
www.energieeffizienz-im-service.de
www.eu-energystar.org

Wichtig ist jedoch, dass die Anforderung (Bedarf) klar geäußert wird und dann genau definiert wird (Pflichtenheft, Ausschreibung). In diesem Beitrag werden keine konkreten Verbrauchswerte genannt, da die Zahlen sich ständig ändern.


Büroarbeitsplatz (Beispiel)

Bis vor kurzem hatte die Computer-Ausstattung eines typischen Arbeitsplatzes (PC plus Monitor) eine elektrische Leistung von etwa 300 W. Bei typischer Büro-Nutzung ergibt sich daraus ein jährlicher Stromverbrauch von etwa 2000 kWh/a.

Der typische Stromverbrauch effizienter Endgeräte ist inzwischen deutlich gesunken:

Laptop: 20 W 42 kWh/a
Monitor: 20 W 70 kWh/a (x2?)
Drucker: 100 kWh/a
Netzwerk-switch: 10 … 30 W ('idle port' option) 14 kWh/a
Beleuchtung: 70 kWh/a
Summe: etwa 70 W / Arbeitsplatz
(Standardbüro)
350 kWh/a


Das heißt, dass alleine durch die richtige Auswahl an Geräten der elektrische Energieverbrauch um etwa einen Faktor 5 sinken kann. Man beachte, dass der Anlass für die jeweilige Neuanschaffung in der Regel nicht die Energieeffizienz ist, sondern die vom Nutzer gewünschte bessere Performance des neuen Geräts. In [AKKP 31] wurde in einer Wirtschaftlichkeitsberechnung die Neuanschaffung von Geräten mit geringerem Energieverbrauch monetarisch bewertet, indem neben den Anschaffungskosten für die verbesserten IT-Geräte die verminderten Kühllasten und die damit verringerten Energie- und Investitionskosten für die Klimatisierung miteinander verglichen wurden.

Wegen der genannten Effekte müssen heute die Anschaffungskosten der 'Green-IT' im Allgemeinen nicht mehr angesetzt werden, d.h. die Einsparung an elektrischer Energie ist praktisch zum Nulltarif möglich. Trotzdem bleiben die positiven Effekte auf die Raumklimatisierung und die [AKKP41] in [AKKP 31] genannten damit verbundenen wirtschaftlichen Vorteile weiterhin gültig.

Zentralisierung – Serverkonfiguration (Beispiel)

Für größere Büros mit mehr als 100 Arbeitsplätzen bietet sich eine Zentralisierung an: Die Rechenleistung für 100 bis 200 Büroarbeitsplätze wird auf einem Server mit hoher Rechenleistung bereitgestellt, dessen elektrische Dauer-Leistung etwa 2 kW beträgt. Auf diesem Server laufen etwa 100 bis 200 'virtuelle Maschinen', d.h. eine spezielle Software emuliert und exportiert die Softwareumgebung für jeden dieser Arbeitsplätze. Die Performance dieser 'virtuelle Maschinen' ist vergleichbar mit der eines typischen Arbeitsplatz-Computers. Die elektrische Leistung pro Arbeitsplatz beträgt daher serverseitig etwa 10 W/Arbeitsplatz.

An den jeweiligen Arbeitsplätzen wird nur noch eine minimale Hardwarekonfiguration, so genannte 'thin clients' oder sogar 'zero clients' als Endgeräte bereitgestellt.

'Zero client' heißt ein kleiner Rechner, der keine eigene Betriebssystem-Software hat, sondern nur die Arbeitplatz-Oberfläche ('Fenster') vom Server importiert. Dieser Rechner hat eine elektrische Leistung von etwa 10 W/Platz (Endgerät ohne Monitor!)

'Thin client' heißt ein kleiner Rechner mit eigener Betriebssystem-Software, der die Nutzung von Peripheriegeräten wie Drucker und Datenträger-Lesegeräte erlaubt, was beim zero client nicht möglich ist. Auch hier wird nur die Arbeitsplatz-Oberfläche ('Fenster') vom Server importiert. Dieser Rechner hat ebenfalls 10 W/Platz (Endgerät ohne Monitor!)

Die für derartige Konfigurationen notwendige spezielle Software und Netzwerkprotokolle für die schnelle Datenübertragung sind derzeit noch relativ teuer, so dass sich die Anschaffung nur für große Büros lohnt.

Serverkühlung: Wie hoch darf / Wie tief muss die Raumtemperatur sein?

Räume, in denen die zentralen Rechner ('Server') aufgestellt sind, müssen klimatisiert werden, damit die Abwärmelast sicher abgeführt wird und die Komponenten sich nicht zu hoch aufheizen. Die Frage der adäquaten Kühlung dieser Serverräume war lange Zeit ein Tabuthema: die Betreiber der Rechenzentren fordern im Allgemeinen eine Ablufttemperatur in einem luftgekühlten Serverraum von maximal 22°C ansonsten sei die Sicherheit der Computersysteme nicht gegeben, d.h. die Ausfallwahrscheinlichkeit der Komponenten sei dann unakzeptabel zu hoch (siehe Abbildung 16).

Eine neuere gesicherte Erkenntnis, die auf empirischen Untersuchungen in einem Basler Rechenzentrum basieren, zeigt klar: 26°C sind ausreichend, ohne dass die Verfügbarkeit der EDV beeinträchtigt wäre. Genauer: Aufgrund der nicht homogenen Raumlufttemperaturverteilung innerhalb von Serverräumen und auch aus Komfortgründen für die partiell vorhandenen Arbeitsplätze ist eine Soll-Raumlufttemperatur von 26°C (gemessen am Eintritt der Umluft in den Umluftkühler) (siehe Abbildung 16) sinnvoll.

Akzeptiert man die genannten 26°C in der Abluft des Server-Raumes, dann lässt sich der Aufwand für die Raumklimatisierung stark vermindern: der geringere Luftvolumenstrom vermindert den Stromverbrauch für die Luftförderung drastisch (siehe Abbildung 17). In Abbildung 17 erkennt man allerdings auch, dass in den Regalen, wo die Rechner stehen, die Lufttemperaturen deutlich über 26°C liegen. Aus diesem Grunde verwenden verschiedene Rechenzentren inzwischen keine zentrale Kühlung mit Raumluftkonditionierung mehr, sondern die einzelnen Regale werden direkt mit einer Kühlleitung angefahren, und mit Wasser-Luft-Kühlregistern ausgestattet, so dass die Abwärme direkt an den Geräten abgeführt werden kann. Das verbessert die Effizienz der Kühlung und erlaubt gleichmäßig niedrige Temperaturen an allen Geräten.


Abbildung 16:
Thermische Simulation der Raumtemperatur in einem luftgekühlten Serverraum

Quelle: [BfE 2004]


Abbildung 17:
Umluftvolumenstrom und Energieverbrauch für die Luftförderung,
wenn die Anforderung an die Ablufttemperatur von 22 auf 26°C ermäßigt wird.

Quelle: [BfE 2004]



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