Energieeffiziente Beleuchtung im Rechenzentrum
In Rechenzentren ist Effizienz das Gebot der Stunde – sowohl beim Energiekonsum als auch bei den Prozessen. Doch nicht nur die IT-Infrastruktur an sich schlägt in der Energiebilanz kräftig zu Buche, sondern auch die Beleuchtung. Denn nicht zuletzt für IT-Fachkräfte sind optimierte Lichtverhältnisse essenziell, etwa um wichtige Parameter exakt ablesen zu können. Warum sich neben der Beleuchtung selbst sogar die Farbe der Racks unmittelbar auf den Energieverbrauch auswirkt, behandelt dieser Fachartikel.
Klimaneutrale Rechenzentren bis 2030 – dieses ehrgeizige Ziel schreibt die EU-Kommission im European Green Deal vor, einem Aktionsplan für ein klimaneutrales Europa bis zum Jahr 2050. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, haben sich Anfang dieses Jahres einige namhafte IT-Wirtschaftsverbände, Betreiber von Rechenzentren sowie Cloudanbieter zu einer Selbstregulierungsinitiative zusammengeschlossen und den "Pakt für klimaneutrale Rechenzentren" unterzeichnet. Damit verpflichten sich einige der größten Player der europäischen IT-Branche auf eine Reihe von Maßnahmen zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Dazu zählen unter anderem die Reduzierung des Wasserverbrauchs, die vermehrte Wiederaufbereitung von IT-Hardware sowie die gezielte Nutzung von Abwärme. Ferner sollen Rechenzentren bis 2030 ausschließlich mit Strom aus regenerativen Quellen betrieben werden.
Einer der anspruchsvollsten Punkte auf der Agenda ist das Thema Energieeffizienz – ausgedrückt durch den Kennwert PUE (Power Usage Effectiveness), der sich so weit wie möglich dem Wert von 1,0 nähern sollte. Der PUE-Wert gibt Aufschluss darüber, welcher Anteil der in einem Rechenzentrum eingesetzten Gesamtenergie tatsächlich in Rechenleistung umgesetzt wird. Neue oder bestehende Rechenzentren mit einer Leistung von über 50 KW müssen gemäß dem "Pakt für klimaneutrale Rechenzentren" bis 2025 beziehungsweise bis 2030 einen jährlichen PUE-Wert von 1,3 (in kühlen Klimazonen) erreichen. Um einen idealen PUE-Wert zu erzielen, müssen sämtliche Komponenten, die im Rechenzentrum Strom verbrauchen, genau unter die Lupe genommen werden: nicht nur die Server und die zugehörigen IT-Peripheriegeräte, sondern auch die sogenannte "sonstige Infrastruktur" – inklusive Kühlung und Beleuchtung.
Die Rolle der Lichttechnik
Rein rechnerisch mag der Anteil der Beleuchtung am Gesamtenergieverbrauch eines Rechenzentrums im einstelligen Prozentbereich auf den ersten Blick gering erscheinen. Angesichts des angestrebten PUE-Werts sollte jedoch keine Stellschraube für mehr Energieeffizienz vernachlässigt werden. So spielen beispielsweise nicht nur die Art und Anzahl der eingesetzten Lichtquellen eine Rolle. Auch die Farbe der Server und Racks hat einen direkten Einfluss auf den Energieverbrauch und damit die Kosten im gesamten Rechenzentrum. Über die Jahre hat sich die Farbe Schwarz als Standard für IT-Geräte etabliert – diese Wahl ist jedoch vor dem Hintergrund der Energieeffizienz zu hinterfragen.
Schwarze Serverracks und andere IT-Komponenten absorbieren viel Licht und wirken somit einer optimalen Lichtverteilung im Rechenzentrum entgegen. Gleichzeitig fällt die Wärmeabstrahlung höher aus und steigert den Aufwand für Kühlung und Klimatisierung der Geräte und Räumlichkeiten. Beide Faktoren treiben den Stromverbrauch in die Höhe. Weiße Geräte hingegen reflektieren im Vergleich das Licht wirkungsvoller und strahlen zudem weniger Wärme ab. Hochrechnungen zufolge werden in Rechenzentren mit weißer Ausstattung 37 Prozent weniger Leuchten benötigt. Weniger Leuchten bedeuten reduzierte Investitionskosten sowie entsprechend reduzierte Energieverbräuche in der Nutzungsphase. In einer VR Experience [https://vivaldi.zumtobel.com/data/360/datacentre2020/] zeigt der Lichttechnik-Anbieter Zumtobel anschaulich, wie sich die Farbe von Racks und anderer IT-Ausrüstung direkt auf den PUE-Wert auswirkt.
Die Beleuchtung im Rechenzentrum ist viel mehr als eine (Strom-)Kostenstelle; sie trägt maßgeblich zu einer günstigen Arbeitsumgebung bei. So müssen IT-Fachkräfte in der Lage sein, Datenanzeigen und Beschriftungen auf den Rack-Frontseiten mühelos zu entziffern. Die Qualität der Beleuchtung hat somit auch Einfluss auf die Arbeitsqualität der Techniker und damit in letzter Konsequenz auf die Rentabilität eines Rechenzentrums. Darüber hinaus ist eine ausreichende Beleuchtung nicht nur eine Frage des Komforts, sondern auch eine Frage der Sicherheit. Die sogenannte Sicherheitsbeleuchtung, etwa in Form von beleuchteten EXIT-Schildern und Beleuchtung von Fluchtwegen, stellt sicher, dass Personen im Notfall rasch den Weg aus einem Gebäude finden, selbst wenn die übrige Stromversorgung ausgefallen ist. Dazu muss die Sicherheitsbeleuchtung aus einer separaten Stromquelle gespeist werden. Welche sonstigen Voraussetzungen die Sicherheitsbeleuchtung erfüllen muss, wird durch entsprechende Normen definiert.
Neben der reinen Beleuchtung sowie Sicherheitsaufgaben kann eine zeitgemäße LED-Lichtinfrastruktur noch weitere Funktionen übernehmen. Im Verständnis von Zumtobel dient die Lichtinfrastruktur als Rückgrat einer vernetzten, intelligenten Gebäudeautomation. So lässt sich die Lichtinfrastruktur beispielsweise für ein lückenloses Monitoring der Umgebungsbedingungen oder Registration von Personenverkehr im Rechenzentrum mit intelligenten Sensoren und weiteren IoT-Elementen anreichern. Durch ein intelligentes Lichtmanagementsystem lässt sich somit in Summe nicht nur der Energieverbrauch eines Rechenzentrums deutlich reduzieren, sondern es entstehen darüber hinaus weitere Mehrwerte für die Zukunft.
Intelligente Beleuchtung senkt Kosten
Die Vision von integrierten Lichtlösungen in Rechenzentren fußt auf mehreren Säulen: Ein auf die individuellen Bedürfnisse abgestimmtes Beleuchtungssystem inklusive Notbeleuchtung, angereichert durch intelligente Steuerung und Sensorik und komplettiert durch digitale Dienstleistungen. Ein intelligentes Beleuchtungssystem kann dabei nicht nur vorhandene Informationen verarbeiten, sondern auch neue Einblicke liefern. Die bestehende Lichtinfrastruktur des Rechenzentrums lässt sich mit Beacon-Technologie und zugehörigen Cloudwerkzeugen aufrüsten, um IoT-Funktionen nutzen zu können. Dank der Comissioning-Services von Zumtobel wird der Anwender bei der gesamten Installation vor Ort durch entsprechende Fachleute entlastet. Das entstehende IoT-Netzwerk bildet das Grundgerüst für die Dienstleistungen des Anbieters. Daraus gewinnen unter anderem Betreiber von Rechenzentren auf Wunsch Umgebungsdaten wie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die es ihnen ermöglichen, die Umgebungsbedingungen für einen noch effizienteren Betrieb und langlebigere IT-Komponenten zu optimieren.
Die Umsetzung der individuellen Lichtverhältnisse und -bedürfnisse in einem Rechenzentrum ist dabei der Schlüssel zu einer energieeffizienten und zukunftsfähigen Lichtlösung. Manche Rechenzentren sind rund um die Uhr auf künstliche Beleuchtung angewiesen, während in anderen Rechenzentren natürliches Tageslicht zumindest teilweise den Bedarf zu decken vermag. Hier kann eine intelligente Sensorik im Lichtmanagementsystem helfen, den aktuellen Lichtbedarf tageszeitabhängig zu ermitteln und via Lichtsteuerung entsprechend zu adressieren. Ergänzt um Präsenzmelder, kann die Lichtsteuerung in Bereichen des Rechenzentrums, in denen gerade keine Techniker aktiv sind, die Beleuchtung dimmen oder gezielt Leuchten in jenen Bereichen aktivieren, in denen Licht gebraucht wird. Durch diese bedarfsorientierte Beleuchtung lassen sich die Energieeffizienz signifikant steigern und Kosten senken.
Auch bei der Wahl und Platzierung der Lichtquellen sind die spezifischen Sehaufgaben zu beachten. In Rechenzentren müssen insbesondere die Frontseiten der Racks gut ausgeleuchtet sein. Für die Anforderungen in Rechenzentren eignet sich etwa das Zumtobel-LED-Lichtbandsystem TECTON, das dank seiner Split-Lens-Technologie sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Beleuchtung ermöglicht. So wird das Licht fokussiert dorthin gelenkt, wo es in der Horizontale gebraucht wird, statt ineffizient den gesamten Raum zu überstrahlen. Nicht zuletzt gelten in Rechenzentren besondere Umgebungsbedingungen wie beispielsweise eine durch den Serverbetrieb erhöhte Temperatur. Speziell für solche Umgebungsbedingungen entwickelte und zugelassene Leuchten helfen, den Energieverbrauch und somit die Betriebskosten im Rechenzentrum zu senken.
Gemeinsam zur Nachhaltigkeit
Zu einem nachhaltigen Beleuchtungskonzept gehört auch eine nachhaltige Partnerschaft zwischen Anwender und Lichtspezialist. Hier begleitet Zumtobel die Anwender durch den gesamten Lebenszyklus der Beleuchtungslösungen: von der Inbetriebnahme von Leuchten, Lichtmanagementsystemen sowie Sicherheitsbeleuchtung bis hin zur Wartung. Wartungsdienste im Rahmen eines definierten Service Level Agreements stellen sicher, dass die Beleuchtung im Rechenzentrum stets effizient funktioniert und die vereinbarten Standards erfüllt. Außerdem stellt der Anbieter die Normkonformität hinsichtlich der Notbeleuchtung sicher, indem das Unternehmen bei der Wartung der Notbeleuchtungssysteme unterstützt und das Ergebnis dokumentiert. So lässt sich die volle Funktionsfähigkeit der Notbeleuchtungsinfrastruktur sicherstellen, zu der Gebäudebetreiber und -eigentümer gesetzlich verpflichtet sind.
Sind die installierten Lichtlösungen mit einer Umweltprodukt-Deklaration (EPD) ausgestattet, wissen Betreiber von Rechenzentren stets genau, wie ihr Beleuchtungskonzept zur Einhaltung der Klimaziele beiträgt. Darin ist der ökologische Fußabdruck des gesamten Herstellungsprozesses dokumentiert: von der Beschaffung der Rohstoffe über die Herstellung, bei der ein Kreislaufwirtschaftsansatz im Fokus steht, bis hin zur Verpackung.
Fazit
Für Betreiber von Rechenzentren stellt eine innovative Beleuchtung mit dazugehöriger Infrastruktur, intelligentem Lichtmanagementsystem sowie Wartungspartnerschaften und digitale Dienstleistungen einen starken Verbündeten dar. Damit können Sie Mitarbeitenden optimale Arbeitsbedingungen bieten, deren Sicherheit gewährleisten sowie gleichzeitig den Energieverbrauch reduzieren, um auch dem European Green Deal für Rechenzentren gerecht zu werden.
Autor: Birthe Bittner, Head of Application Industry bei Zumtobel