Diese Ausarbeitung gliedert sich in fünf Teile. Dem Leser soll verdeutlicht werden, in welchen Bereichen Green-IT eine Rolle spielt und wie sich der Energieverbrauch in der IT entwickelt hat. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt speziell in der Rechenzentrenthematik, genauer bei der Höhe des Stromverbrauches bis hin zum CO2- Ausstoß. Außerdem werden einige Maßnahmen und Optimierungen aufgezeigt. Des Weiteren liefert ein Beispiel aus der Praxis Einblicke in die Umsetzung von Green-IT. Im letzten Abschnitt der Arbeit wird ein Ausblick auf die zu erwartenden Entwicklungen dargestellt. Darüber hinaus werden erfolgreiche Umsetzungen von Green IT-Maßnahmen aufgezeigt.
Seit ca. 2007 geht der Begriff „Green-IT“ durch die Medien. Aber was genau wird überhaupt unter dem Begriff „Green-IT“ verstanden? Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dieser Fragestellung. Gerade in der heutigen Zeit, wo jeder über Klimaerwärmung, Naturkatastrophen und CO2-Werte spricht, bekommt die Energieeffizienz eine immer wichtigere Bedeutung. In den meisten Branchen findet ein Umdenken statt, z.B. in der Automobilbranche haben die Hersteller ihre Produktpalette um Hybrid und sogar elektronische Autos erweitert (Produktdiversifizierung). Auch in der Informations- und Kommunikationsindustrie wird immer mehr Wert auf Energieeffizienz gelegt.
I
Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis ... III
Abkürzungsverzeichnis ... IV
1 Einleitung ... 1
1.1 Problemstellung und Zielsetzung ... 1
1.2 Gang der Untersuchung ... 1
2 Aktuelle Situation in Rechenzentren ... 2
2.1 Green IT Definition und Kennzahlen ... 5
2.2 Entwicklung des IT-Energieverbrauches ... 8
2.3 Überblick und Ausgangslage ... 8
2.4 Energiemonitoring und Management ... 13
3 Maßnahmen und Optimierungen ... 16
3.1 IT-Hard- und Software ... 18
3.2 Kühlung ... 20
3.3 Stromversorgung ... 22
3.4 Energy Contracting ... 23
4 Green-IT anhand konkreter Beispiele ... 24
4.1 Das Unternehmen ... 24
4.2 Ausgangssituation ... 24
4.3 Umsetzung ... 25
4.4 Erkenntnisse ... 26
5 Schlussbetrachtung ... 29
5.1 Zusammenfassung ... 29
5.2 Fazit ... 29
5.3 Ausblick ... 30
6 Literaturverzeichnis ... 31
II
Abbildungsverzeichnis
A
BBILDUNG
1:
H
YPE
C
YCLE FOR
E
MERGING
T
ECHNOLOGIES AS OF
2008
... 2
A
BBILDUNG
2:
H
YPE
C
YCLE FOR
E
MERGING
T
ECHNOLOGIES AS OF
2009 ...5
A
BBILDUNG
3:
F
UNKTIONALE
S
YSTEME EINES
R
ECHENZENTRUMS
... 6
A
BBILDUNG
4:E
NTWICKLUNG UND
S
ZENARIEN DES
S
TROMVERBRAUCHS
...
VON
S
ERVERN UND
R
ECHENZENTREN IN
D
EUTSCHLAND
... 9
A
BBILDUNG
5:
E
NTWICKLUNG UND
S
ZENARIEN DER
S
TROMKOSTEN
...
VON
S
ERVERN UND
R
ECHENZENTREN IN
D
EUTSCHLAND
... 10
A
BBILDUNG
6:J
AHRESENERGIEBEDARF VON
R
ECHENZENTREN
... 11
A
BBILDUNG
7:
A
UFTEILUNG DES
S
TROMVERBRAUCHS
...
EINES TYPISCHEN
R
ECHENZENTRUMS IM
J
AHR
2008
UND
2015 ... 12
A
BBILDUNG
8:
M
ONITORING
-L
ANDSCHAFT IM
R
ECHENZENTRUM
...
MIT ÜBERGEORDNETEM
E
NERGIEMONITORINGSYSTEM
... 15
A
BBILDUNG
9:
V
ERGLEICH
P
HYSISCHE
S
ERVER ZU
V
IRTUELLE
S
ERVER
... 16
A
BBILDUNG
10:
K
ONSOLIDIERUNG VON FÜNF PHYSISCHEN
S
ERVERN
...
AUF EINEN
V
IRTUALISIERUNGSSERVER
... 17
A
BBILDUNG
11:
E
NERGIEEINSPARUNG DURCH
K
ONSOLIDIERUNG
...
UND
V
IRTUALISIERUNG
... 19
III
Tabellenverzeichnis
T
ABELLE
1:
G
REEN
IT-K
ENNZAHLEN
... 7
T
ABELLE
2:
A
RT DER
S
TROMVERSORGUNGSEINSPEISUNG
... 22
T
ABELLE
3:
S
ZENARIO
1)
MIT
T
HIN
C
LIENTS UND
A
LT
-PC
S
...
(S
TAND
2008/2009):
500
T
HIN
C
LIENTS IN DER
Z
ENTRALE
, ...
550
A
LT
-F
ILIALEN WEITERHIN
PC-
BASIERT
(F
AT
C
LIENT
),
...
150
F
ILIALEN MIT
Z
WISCHENLÖSUNG
(
MIT JE EINEM
...
DEZENTRALEN
T
ERMINALSERVER
) ... 27
T
ABELLE
4:
S
ZENARIO
2)
AUSSCHLIEßLICH MIT
F
AT
C
LIENTS
...
(700
F
ILIALEN UND
Z
ENTRALE
) ... 27
T
ABELLE
5:
F
AZIT
G
ESAMTBETRACHTUNG
... 28
IV
Abkürzungsverzeichnis
CO
2
e
Kohlenstoffdioxidäquivalent
IKT
Informations- und Kommunikationstechnik
LCD
Liquid Crystal Display
MWh
Mega Watt Stunden
COD
Capacity on Demand
COP
Coefficient of Performance
CUE
Carbon Usage Effectiveness
DCIE
Data Center Infrastructure Efficiency
TWh
Terawattstunde
MWh
Megawattstunde
USV
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
RZ
Rechenzentrum
SSD
Solid State Disk
1
1
Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung
Seit ca. 2007 geht der Begriff ,,Green-IT"
(Dr. Greiner, 2010, p. 4)
durch die Medien. Aber was
genau wird überhaupt unter dem Begriff ,,Green-IT" verstanden? Die vorliegende Arbeit
beschäftigt sich mit dieser Fragestellung.
Gerade in der heutigen Zeit, wo jeder über Klimaerwärmung, Naturkatastrophen und CO
2
-
Werte spricht, bekommt die Energieeffizienz eine immer wichtigere Bedeutung.
In den meisten Branchen findet ein Umdenken statt, z.B. in der Automobilbranche haben die
Hersteller ihre Produktpalette um Hybrid und sogar elektronische Autos erweitert
(Produktdiversifizierung). Auch in der Informations- und Kommunikationsindustrie wird immer
mehr Wert auf Energieeffizienz gelegt.
1.2 Gang der Untersuchung
Diese Ausarbeitung gliedert sich in fünf Teile. Zuerst soll dem Leser verdeutlicht werden, in
welchen Bereichen Green-IT eine Rolle spielt und wie sich der Energieverbrauch in der IT
entwickelt hat.
Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt speziell in der Rechenzentrenthematik, genauer bei
der Höhe des Stromverbrauches bis hin zum CO
2
- Ausstoß. Außerdem werden einige
Maßnahmen und Optimierungen aufgezeigt. Des Weiteren liefert ein Beispiel aus der Praxis
Einblicke in die Umsetzung von Green-IT.
Im letzten Abschnitt der Arbeit wird ein Ausblick auf die zu erwartenden Entwicklungen
dargestellt. Darüber hinaus werden erfolgreiche Umsetzungen von Green IT-Maßnahmen
aufgezeigt.
2
2
Aktuelle Situation in Rechenzentren
Um die nachfolgenden Situationen und Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz
in Rechenzentren darstellen zu können, wird vorab der Begriff ,,Rechenzentrum" näher erklärt.
Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, definiert das Rechenzentrum wie
folgt:
,,Als Rechenzentrum werden die für den Betrieb von komplexen IT-Infrastrukturen (Server- und
Speichersysteme, Systeme zur Datensicherung, aktive Netzkomponenten und TK-Systeme,
zentrale Drucksysteme usw.) erforderlichen Einrichtungen (Klimatechnik, Elektroversorgung,
überwachende und alarmierende Technik) und Räumlichkeiten (z. B. Rechnersaal, Räume für
die aktiven Netzkomponenten, Technikräume, Archiv, Lager, Aufenthaltsraum usw.)
bezeichnet. Die Abgrenzung vom Rechenzentrum zum Serverraum besteht vor allem darin,
dass in einem Rechenzentrum eine räumliche Trennung der IT-Systeme und der
unterstützenden Infrastruktur (Elektroversorgung, Klimatechnik usw.) obligatorisch ist. [...] In
einem Rechenzentrum kann aufgrund der Konzentration von IT-Geräten und Daten ein
deutlich höherer Schaden eintreten als bei dezentraler Datenverarbeitung."
(BSI, 2009)
Das Rechenzentrum stellt das Fundament des Unternehmens dar. Fast jeder Arbeitsprozess
wird heutzutage durch die IT unterstützt, somit wäre ein Ausfall für den betrieblichen Ablauf
bzw. für die Kernprozesse verheerend und könnte zu einem Produktionsstillstand führen. Aus
diesem Grund könnte man das Rechenzentrum auch als Herz des Unternehmens ansehen.
(Terrahe, 2016, p. 125 f.)
Abbildung 1: Funktionale Systeme eines Rechenzentrums
(Schödwell, et al., 2013, p. 191)
In der nachfolgenden Abbildung 1sind die funktionalen Systeme, wie:
Kühlung
Stromversorgung
Support-System
Und IKT-System
unterteilt.
3
IKT-System
Zu dem Informations- und Kommunikationstechnik (IKT)-System gehören externe
Datenspeicher, Server, Netzwerk- und Kommunikationstechnik, sowie auch Computer,
Terminals, Drucker und Management/Monitoring Komponenten, die der Systemüberwachung
(Monitoring) und Administration der technischen Betriebsabläufe dienen.
(Schödwell, et al.,
2013, p. 191)
Laut einer Studie des Innovationszentrums Energie der Technischen Universität Berlin,
verbraucht das IKT-System ca. 50-80 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs in einem
Rechenzentrum.
(Schödwell, et al., 2013, p. 191)
Kühlsystem
In einem Rechenzentrum ist das Kühlsystem zum Schutz vor Überhitzung der elektrischen
Anlagen da. Dazu können zugeordnet werden:
Kälteanlagen
Rück-/Freikühler
Pumpen und Ventile
Umluftklima- und Splitgeräte
Ent-/ Befeuchter
Ventilatoren
Wärmetauscher
Im Durchschnitt verbrauchen die Kühlsysteme ca. 10 bis 50 Prozent des Gesamtstroms.
(Schödwell, et al., 2013, p. 191)
Stromversorgung
Zu der Stromversorgung gehören:
Netzanbindungen der Energieversorger
eigene Transformatoren
unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV)
Unter einer USV kann eine Art Stromgenerator verstanden werden, der wichtige und
empfindliche Geräte bei Stromausfällen kurzfristig mit Strom versorgt. Für langfristige Ausfälle
können Netzersatzanlagen (NEA) verwendet werden. Diese Geräte benötigen ca. fünf bis 20
Prozent des Gesamtstroms.
(Schödwell, et al., 2013, p. 191)
4
Support-System
Hier befinden sich alle restlichen elektrischen Anlagen aus dem Rechenzentrum, wie z.B.
Mess-,Steuer und Regelungstechnik
Beleuchtung
Anlagen zum Brand- und Gefahrenschutz
Der letzte Bereich benötigt ungefähr ein bis vier Prozent des Gesamtstroms.
(Schödwell, et
al., 2013, p. 191)
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- Quote paper
- Christopher Lutz (Author), 2017, Energieeffizienz in Rechenzentren. Green-IT und Maßnahmen zur Optimierung sowie Einblicke in die Umsetzung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/375467
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