photovoltaik Ausgabe: 05-2019

Lithium statt Blei


Rechenzentren und Clouds gehören zur modernen Arbeitswelt. Eine Notstromversorgung ist hier zwingend nötig.

Rechenzentren und Clouds gehören zur modernen Arbeitswelt. Eine Notstromversorgung ist hier zwingend nötig.

USV — Kritische Infrastrukturen wie Rechenzentren brauchen ein Back-up für die Stromversorgung. Bildeten Bleibatterien früher die einzige Option, übernehmen nun auch Lithiumsysteme und Brennstoffzellen diese Aufgabe. Niels Hendrik Petersen

Inhaltsübersicht

  1. Lithium statt Blei
  2. Powertrust
  3. Tesvolt

Notstrom ist für viele Batterieanbieter noch ein Nischenthema, aber ein immer relevanteres. Wer als Unternehmen die eigene Stromversorgung gesetzlich absichern muss, kommt ohnehin nicht drum herum. Gerade Lithiumbatterien werden den Einsatz von Systemen für eine Notstromversorgung (USV) beflügeln, das ist zumindest die Einschätzung des Unternehmens Vertiv aus München. Es werde dann auch effizientere Wechselwirkungen mit dem öffentlichen Stromversorgungsnetz geben. Vertiv selbst entwirft, baut und wartet kritische Infrastrukturen in Rechenzentren und Kommunikationsnetzwerken sowie in gewerblichen und industriellen Anlagen.

Geld am Speicher verdienen

Kurzfristig werde sich dies in den Bereichen Lastmanagement und Stromspitzenausgleich zeigen. Außerdem werden Unternehmen einen Teil der gespeicherten Energie in ihren USV-Systemen nutzen, um Versorgungsunternehmen beim Betrieb des Stromnetzes zu helfen. „Die statische Speicherung von Energie wird seit Langem als ein Umsatzgenerator angesehen, der in den Startlöchern steht“, schreibt das Unternehmen in einem Trendreport.

Der Eon-Konzern und Vertiv führen ihr Know-how bei Energielösungen für kritische Infrastrukturen nun zusammen. Gewerbekunden haben damit die Möglichkeit, ihre Energieinfrastruktur so zu modernisieren, dass sie neben einer sicheren Eigenversorgung zusätzlich Erlöse am Energiemarkt erzielen. Konkret sichern Batterien die unterbrechungsfreie Stromversorgung in kritischen Bereichen. Das ist gerade in Rechenzentren, Kommunikationsnetzwerken oder industriellen Prozessen notwendig.

Mit dem Konzept der beiden Unternehmen fungiert die Batterie nicht nur als Back-up. Vielmehr geben die Strompuffer in Zeiten eines geringeren Verbrauchs oder hoher Eigenerzeugung den Strom ins öffentliche Stromnetz. Das Gewerbeunternehmen nimmt am Regelenergiemarkt teil. Es bietet dort die entsprechende Flexibilität der Batterie an, um eine neue Einnahmequelle zu erschließen und nebenbei das Stromnetz zu stabilisieren.

Modernisierung bietet Chance

Bei dieser komplexen Lösung entwickelt und installiert Vertiv die technische Infrastruktur, während Eon die Schnittstelle zum Energiemarkt bildet. Das Batteriesystem wird dabei Teil des virtuellen Kraftwerks des Energieversorgers. Darin nehmen die verschiedenen Erzeuger und Verbraucher am Energiemarkt teil. Gewerbe- und Industriekunden erhalten so einen zusätzlichen Erlös.

Stand heute werden meist Bleibatterien in kritischen Infrastrukturen eingesetzt. Falls eine Modernisierung ansteht, empfehlen Eon und Vertiv nun Lithiumbatterien. Sie sind kleiner, leichter und haben eine größere Anzahl von Lade-Entlade-Zyklen. Neben einer längeren Lebensdauer erreichen Lithiumbatterien auch eine höhere Energiedichte und funktionieren in einem breiteren Temperaturbereich. „Für einen Einsatz am Energiemarkt sind Lithiumbatterien damit besser geeignet“, urteilt Bernd Schumacher, Chef der Eon-Sparte Connecting Energies. Die Energiewelt wird zunehmend dezentral, weiß auch der Eon-Manager.

Der Trend ist klar: Weltweit werden immer mehr Daten und Applikation in Clouds verlagert. Damit steigt für die Betreiber von Rechenzentren die Herausforderung, den Betrieb durch eine sichere und umweltverträgliche Stromversorgung jederzeit zu gewährleisten.

Der IT-Riese Microsoft hat eine neue Architektur entwickelt: eine Stromerzeugung auf Rack-Ebene basierend auf Brennstoffzellen. Im US-amerikanischen Seattle, nur wenige Kilometer von Microsofts Hauptquartier entfernt, werden zurzeit in einem riesigen Rechenzentrum zehn Brennstoffzellen als Energiequelle für Server eingerichtet.

Microsoft setzt auf Brennstoffzellen

Die Systeme, basierend auf dem in Europa vertriebenen Mikrokraftwerk Bluegen, werden jeweils oberhalb eines Serverracks installiert und erzeugen Strom direkt am Rack. Brennstoffzellen kommen bereits in verschiedenen Rechenzentren als saubere und zuverlässige Stromlieferanten zum Einsatz, jedoch in zentralisierten Systemen. In einem Nebengebäude oder einem Container werden sie installiert und von dort an die Server angebunden.

Dadurch werden zusätzliche Investitionen in komplexe Verteilsysteme notwendig und darüber hinaus sinkt die Effizienz des Gesamtsystems. Bei der neuen Architektur, die Microsoft in den vergangenen vier Jahren entwickelt hat, werden die Brennstoffzellen stattdessen direkt an den Racks installiert. Dadurch sinken die Komplexität und der damit verbundene Investitionsaufwand deutlich.

Die von Solid Power entwickelten Brennstoffzellen können das ganze Jahr über ununterbrochen betrieben werden und erzeugen Strom mit hohem elektrischem Wirkungsgrad. Damit werden sowohl die Betriebskosten als auch der Kohlendioxidausstoß reduziert. Dank des dezentralen Aufbaus und der vorhandenen Redundanzen bei den Serverkapazitäten werden Dieselgeneratoren überflüssig, die bisher zur Notstromversorgung der Rechenzentren vorgehalten wurden.

Trend hin oder her: Blei weiter gefragt

Einige Kunden verlangen allerdings noch explizit nach Bleiakkus – und die entscheiden letzten Endes über das System. Das Fortbildungszentrum IAL in Leverkusen hat seine komplette EDV mit drei Bleispeichersystemen der Schweizer Firma Powerball ausgestattet. Eine Kapazität von 24 Kilowattstunden netto sichert gegen einen Stromausfall ab. Die Speicher haben die Stromversorgung in allen Praxistests praktisch unterbrechungsfrei übernommen.

Das System ist so geschaltet, dass die EDV direkt über die internen Notstromabgänge der Systemspeicher versorgt wird. Dadurch übernehmen die Stromspeicher praktisch ohne Unterbrechung die Versorgung. Ein Stromspeicher versorgt ausschließlich den Server, die beiden anderen versorgen die EDV-Anschlüsse der Arbeitsplätze im Bildungszentrum.

EDV-Zentrum sicher versorgt

Zusätzlich zu den Systemspeichern bleiben die bereits vorhandenen kleinen USV-Einheiten in Betrieb. Somit ist die EDV doppelt abgesichert. Allerdings stellen die kleinen USV-Einheiten nur Strom für ein geregeltes Herunterfahren der EDV bei Stromausfall sicher. Der Powerball-Systemspeicher liefert Strom für mehrere Stunden.

Nach der Installation der Systemspeicher wurden vom Installationsteam Netzausfälle simuliert, um die neue Anlage zu testen. Bei keinem Test haben die sensiblen USV-Einheiten reagiert. Das Ergebnis der Installation stellt den Kunden zufrieden: Alle EDV-Verbraucher, die über die Notstromanschlüsse der Stromspeicher abgesichert sind, wurden unterbrechungsfrei weiterversorgt.

www.vertiv.com

www.solidpower.com

Literatur

Fussnoten

  • Einige Kunden bestehen weiter auf Bleiakkus.

  • Dieses Rechenzentrum von Microsoft in Seattle wird mit Brennstoffzellen (oben im Bild) versorgt.

Foto: Powerball

Foto: Microsoft

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