Energy Monitoring System für Rechenzentren
PUE als Schlüssel zur Nachhaltigkeit
Die Optimierung des Energieverbrauchs in Rechenzentren ist entscheidend für deren wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit. Gesetzliche Vorgaben, wie sie im Energieeffizienzgesetz (EnEfG) festgelegt sind, erfordern die Einhaltung bestimmter Effizienzstandards für Betreiber von Rechenzentren und IT-Infrastrukturen. Eine wesentliche Kennzahl zur Bewertung der Energieeffizienz ist die Power Usage Effectiveness (PUE) die gemäß der Norm DIN EN50600-4-2 in verschiedenen Kategorien gemessen werden kann. Das Energy Monitoring System von E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH unterstützt Rechenzentrumsbetreiber dabei.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHDie Power Usage Effectiveness (PUE) dient als Maßstab zur Beurteilung der Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Sie beschreibt das Verhältnis zwischen dem gesamten Energiebedarf der Anlage und der tatsächlich für IT-Geräte eingesetzten Energie. Ein niedriger PUE-Wert weist darauf hin, dass ein Rechenzentrum besonders effizient arbeitet, da nur ein geringer Anteil der Energie für unterstützende Systeme benötigt wird. Hohe Werte hingegen deuten darauf hin, dass ein erheblicher Teil der Energie nicht direkt für IT-Systeme genutzt wird, sondern für zusätzliche Komponenten wie Klimatisierung und Stromverteilung.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHPUE-Kategorien: Messgenauigkeit und Aussagekraft im Vergleich
Die genaue Messung des Energieverbrauchs ist essenziell für die Bestimmung des PUE-Werts und die Optimierung der Energieeffizienz in Rechenzentren. Dabei kommen verschiedene Methoden und Messpunkte zum Einsatz. Die Hauptenergiezufuhr des Rechenzentrums wird an der Einspeisestelle gemessen, um den Gesamtverbrauch zu ermitteln. Gleichzeitig erfolgt eine separate Messung des IT-spezifischen Energieverbrauchs, um eine detaillierte Analyse zu ermöglichen. Moderne Energiemanagementsysteme nutzen Sensoren, intelligente Stromverteilungssysteme und Echtzeit-Datenanalysen, um detaillierte Informationen über Energieflüsse bereitzustellen. Dabei umfasst die PUE-Messung vier Granularitätsstufen bzw. Hauptkategorien, die je nach Messpunkt und Genauigkeit variieren:
- • PUE Kategorie 0 (PUE0) - Basiswert
- • Erfassung des Gesamtenergieverbrauchs des Rechenzentrums
- • Keine separate Messung der IT-Last
- • Grobe Schätzung, wenig Aussagekraft für Effizienzmaßnahmen
- • PUE Kategorie 1 (PUE1) - Einfachmessung
- • Messung des gesamten Stromverbrauchs des Rechenzentrums (inkl. IT, Kühlung, Infrastruktur)
- • Messung des IT-Verbrauchs direkt an den USV-Ausgängen
- • Erste genauere Einschätzung der Effizienz
- • PUE Kategorie 2 (PUE2) - Detaillierte Messung
- • Erfassung des IT-Stromverbrauchs direkt an den Verteilereinheiten (PDUs)
- • Genauere Abgrenzung zwischen IT-Last und Gesamtverbrauch
- • Differenzierte Analyse der Verluste durch Stromverteilung
- • PUE Kategorie 3 (PUE3) - Hochpräzise Messung
- • Erfassung auf Geräteebene für maximale Genauigkeit
- • Messpunkte beinhalten IT-Last, Kühlung, Beleuchtung, Verteilung
- • Präzise Optimierung der Energieeffizienz
Diese Stufen erlauben eine schrittweise Verbesserung der Messgenauigkeit. Je höher die Kategorie ist, desto präziser ist die Berechnung des PUE-Werts. Das hilft den Rechenzentrumsbetreibern dabei, ihre Effizienz gezielt zu verbessern.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHDC-Messung leicht gemacht
Das Energy Monitoring System von E-T-A besteht aus zwei Hauptkomponenten: der High Power-D-Box MRU, einem modernen Stromverteilungssystem mit hydraulisch-magnetischen Schutzschaltern und integrierter Messtechnik, und der Monitoring & Reporting Unit (MRU10), die die erfassten Sensordaten auswertet und auf verschiedene Arten bereitstellt. Die High Power-D-Box MRU ist ein DC-Stromverteilungssystem, das mit präziser Sensorik zur Messung von Strom, Spannung und Energie ausgestattet ist. Durch den integrierten Stecksockel lassen sich Schutzschalter mühelos stecken, anstatt sie dauerhaft zu verdrahten. Dies ermöglicht das sogenannte Hot-Swapping. Das bedeutet, das Erweiterungen oder der Austausch von Schutzschaltern einfach und flexibel durchführbar sind, ohne dabei den Betrieb zu unterbrechen. Das System ist redundant aufgebaut und besitzt zwei separate Einspeisungen für Feed A und Feed B. Das ist in kritischen Infrastrukturen gefordert, da eine redundante Stromversorgung den Vorteil einer erhöhten Betriebssicherheit und Ausfallsicherheit bietet. Im Falle einer Störung einer Stromquelle übernimmt automatisch die zweite, redundante Quelle die Energieversorgung. Neben der hohen Zuverlässigkeit besticht die High Power-D-Box MRU durch ihre vollisolierte und fingersichere Bauweise, die das Arbeiten unter Spannung sicher macht. Die eingesetzten hydraulisch-magnetischen Schutzschalter sorgen für eine präzise, temperaturunabhängige Absicherung der Lastkreise. Das System bietet zudem große Flexibilität bei den Anschlussmöglichkeiten: Die rückseitig angebrachten Schraubklemmen erlauben die Einspeisung von Kabeln mit Querschnitten bis zu 95mm² und den Abgang von Lasten bis zu 35mm². Jeder Feed kann Strom bis zu 232A verteilen. Die Schutzschalter können Lasten flexibel je nach Anwendung von 0,02 bis 125A absichern. Auch das Auslösen eines Schutzschalters wird dank integriertem Alarmmanagement sofort erkannt und umgehend an die Leitwarte weitergeleitet. Für eine sichere Erdung sorgen M8-Erdungsbolzen, während ein optionaler Kabelabfang auf der Rückseite eine stabile und zugentlastete Befestigung der Kabel ermöglicht. Die zweite Komponente des Systems ist die zentrale Intelligenz des Systems. Denn was nützt das Ermitteln, wenn die Messwerte nicht gesammelt und bereitgestellt werden können? Hier kommt die Monitoring & Reporting Unit zum Einsatz. Sie bietet eine benutzerfreundliche Bedienung durch ihre grafische Benutzeroberfläche und ein 2,2-Zoll-Farbdisplay, das wichtige Betriebsparameter wie Strom (I), Spannung (U), elektrische Leistung (P) und Energieverbrauch (E) in Echtzeit anzeigt. Warnmeldungen erscheinen direkt auf dem Display, was eine schnelle Analyse und Fehlererkennung ermöglicht. Zudem sorgt die Unterstützung von Protokollen wie SNMPv1/v2/v3, Modbus RTU und Modbus TCP für eine nahtlose Integration in bestehende Managementsysteme. Die kontinuierliche Überwachung der IT-Hardware ermöglicht damit eine frühzeitige Identifikation von stromintensiven Komponenten, sodass Schritte zur Energieeinsparung ergriffen werden können. Eine einzelne MRU10 kann bis zu zehn High Power-D-Boxen überwachen und kann flexibel installiert werden, auch bis zu zehn Meter vom Stromverteilungssystem entfernt, ohne die Messgenauigkeit zu beeinträchtigen. Ein weiterer Vorteil dieses Systems liegt in seiner Zukunftssicherheit: Der Anwender kann die High Power-D-Box MRU für die Stromverteilung und Absicherung innerhalb seiner Infrastruktur nutzen. Sollte er zu einem späteren Zeitpunkt den Energieverbrauch seiner IT-Lasten überwachen wollen, kann er ganz einfach die Monitoring & Reporting Unit (MRU10) nachrüsten. Hierfür muss er lediglich das Verbindungskabel an die bereits installierten High Power-D-Boxen anschließen. Das System ist Plug&Play-funktionsfähig und liefert die entsprechenden Messdaten sofort.
Fazit
Die Energieeffizienz von Rechenzentren ist nicht nur ein wirtschaftlicher Aspekt, sondern wird durch gesetzliche Anforderungen wie das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) zunehmend verbindlich. Eine präzise Erfassung des Energieverbrauchs ist daher entscheidend, um den Power Usage Effectiveness (PUE)-Wert zu berechnen und Optimierungspotenziale zu identifizieren. Das Energy Monitoring System von E-T-A bietet eine effiziente und skalierbare Lösung zur Messung des Energieverbrauchs gemäß PUE-Kategorie 2. Durch die Kombination der High Power-D-Box MRU mit der MRU10 werden IT-spezifische Verbrauchsdaten präzise erfasst, die dann zur Verbesserung der Energieeffizienz genutzt werden können. Mit der modularen Plug&Play-Technologie, flexibler Schnittstellenintegration und der Möglichkeit, das System zukunftssicher nachzurüsten, stellt diese Lösung eine kosteneffiziente Option dar, um Rechenzentren auf zukünftige Anforderungen vorzubereiten.
Die Optimierung des Energieverbrauchs in Rechenzentren ist entscheidend für deren wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit. Gesetzliche Vorgaben, wie sie im Energieeffizienzgesetz (EnEfG) festgelegt sind, erfordern die Einhaltung bestimmter Effizienzstandards für Betreiber von Rechenzentren und IT-Infrastrukturen. Eine wesentliche Kennzahl zur Bewertung der Energieeffizienz ist die Power Usage Effectiveness (PUE) die gemäß der Norm DIN EN50600-4-2 in verschiedenen Kategorien gemessen werden kann. Das Energy Monitoring System von E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH unterstützt Rechenzentrumsbetreiber dabei.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbHDie Power Usage Effectiveness (PUE) dient als Maßstab zur Beurteilung der Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Sie beschreibt das Verhältnis zwischen dem gesamten Energiebedarf der Anlage und der tatsächlich für IT-Geräte eingesetzten Energie. Ein niedriger PUE-Wert weist darauf hin, dass ein Rechenzentrum besonders effizient arbeitet, da nur ein geringer Anteil der Energie für unterstützende Systeme benötigt wird. Hohe Werte hingegen deuten darauf hin, dass ein erheblicher Teil der Energie nicht direkt für IT-Systeme genutzt wird, sondern für zusätzliche Komponenten wie Klimatisierung und Stromverteilung.
E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 5 (September) 2025 - 04.09.25.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
