Ein neu installiertes Rechenzentrum im Forschungsgebäude NEST dient nicht nur der Datenverarbeitung, sondern hilft mit beim Heizen des gesamten Gebäudes. Die Serveranlage ist Teil des EU-Forschungsprojekts «ECO-Qube», das die Integration von Rechenzentren in Gebäudesysteme und deren energieeffizienten Betrieb untersucht.
Empa/Redaktion
Ein Klick im Internet hinterlässt Spuren – auch in Form eines grossen ökologischen Fussabdrucks. Denn zur Verarbeitung und Speicherung von Daten sind immer physische Rechenzentren nötig, die riesige Mengen an Energie verschlingen – ein wesentlicher Teil davon für die Kühlung der Anlagen. Grosse Tech-Giganten investieren deshalb grosszügig in erneuerbare Energien und suchen nach Möglichkeiten, die Energieeffizienz ihrer Serverfarmen zu optimieren.cMit digitalen Trends wie Künstlicher Intelligenz (KI) oder «Internet of Things» (IoT) kommen die nächsten Herausforderungen: Die zu verarbeitenden Datenmengen steigen ins Unermessliche, gleichzeitig werden Reaktionen in Echtzeit gefordert. Dazu muss der Verarbeitungsort der Daten nahe am den Entstehungsort derselben sein. Zum Beispiel in Form eines Mikro-Rechenzentrums im Quartier. Im besten Fall dient dieses lokale Rechenzentrum auch gleich zum Heizen der Gebäude verwendet. Ein Feldtest mit Mikro-Rechenzentren im Forschungsgebäude NEST an der Empa und an zwei weiteren Standorten in der Türkei und den Niederlanden will das Potenzial dieser Idee ergründen.
Abwärme nutzen
Das Projekt mit dem Namen «ECO-Qube» wird durch das EU-Förderprogramm «Horizon 2020» unterstützt und bringt Forschungs- und Industriepartner aus der Schweiz, der Türkei, Spanien, Deutschland, den Niederlanden und Schweden zusammen. «Unser Ziel ist es, sowohl den Energiebedarf als auch die CO2-Emissionen von kleinen Rechenzentren um je einen Fünftel zu senken», sagt Çağatay Yılmaz, Innovation Manager beim türkischen IT-Lösungsanbieter Lande und Projektleiter von «ECO-Qube».
Die drei Rechenzentren werden direkt in die Energiesysteme der umliegenden Quartiere integriert und sollen möglichst mit erneuerbarer Energie gespeist werden. Im NEST kommt der Strom für den Betrieb des Rechenzentrums beispielsweise unter anderem von den Photovoltaikanlagen der NEST-Units und des Mobilitätsdemonstrators move. Die Abwärme des Rechenzentrums wird an das bestehende Mittel- oder Nieder-Temperaturnetz abgegeben. Im Winter speist sie so direkt die Gebäudeheizung und dient über das Jahr gleichzeitig als Quelle für eine Wärmepumpe, die das Brauchwarmwasser bereitstellt.
«Für uns ist es interessant, das Mikro-Rechenzentrum nicht nur als elektrischen Verbraucher zu betrachten, sondern als eine dynamische Komponente im Gesamtsystem, die wir so einsetzen können, dass Berechnungen dann stattfinden, wenn es ökologisch Sinn macht. Die Kopplung der elektrischen und thermischen Welt mit der IT-Infrastruktur und der Datenverarbeitung bietet ein grosses Optimierungspotenzial hin zu einem nachhaltigen Betrieb», sagt Philipp Heer, Leiter des «Energy Hub» (ehub) an der Empa.