Wenn Strom und Kühlung als intelligentes, sich dynamisch anpassendes Ökosystem arbeiten, lassen sich Rechenzentren verlässlich, ressourcenschonend und wirtschaftlich in das KI-Zeitalter führen.
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Früher arbeiteten die Teams für Elektroinfrastruktur und Kältetechnik oft völlig getrennt voneinander. Bei heutigen Hochdichte-Racks führt das unweigerlich zu physikalischen Problemen. Denn das elektrische System bestimmt exakt, wo und wie viel Abwärme entsteht. Stimmen Betreiber die Kühltechnik nicht nahtlos darauf ab, droht eine thermische Spirale. Je heißer die IT-Komponenten laufen, desto mehr elektrische Leistung benötigt die Kühlung. Das treibt die Total Cost of Ownership (TCO) in die Höhe und untergräbt gleichzeitig die Systemstabilität.
Nicht umsonst zählen laut Ausfallanalysen Probleme bei der Stromversorgung und der Kühlung zu den häufigsten Ursachen für schwere Störungen. Strom und Kühlung intelligent zu vernetzen, ist daher dringend erforderlich. Moderne Steuerungssysteme müssen in Echtzeit orchestrieren, wie das Netz und die Kälteanlagen auf schwankende IT-Lasten reagieren – sei es durch das Anpassen der Pumpendrehzahlen oder das gezielte Drosseln von Servern.
Wie die Systemintegration von Kühlung und Stromversorgung gelingt
Wer Elektrifizierung, Kühlung und Automatisierung als gemeinsame Architektur plant, sichert langfristig die Verfüg- und Skalierbarkeit.
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Immer mehr Rechenzentren setzen deshalb auf Gleichstromarchitekturen (DC) mit höheren Spannungen. Diese Architektur reduziert Übertragungsverluste und spart unnötige Wandlungsschritte. Das Ergebnis: Die End-to-End-Effizienz der Stromversorgung steigt in mehrstufigen Pfaden von durchschnittlich 78 % bei klassischen Wechselstromnetzen (AC) auf über 94 % bei Hochvolt-DC-Systemen. Da so im Whitespace deutlich weniger Abwärme entsteht, entlastet dies das Kühlsystem enorm. Bei extremen Leistungsdichten stößt die konventionelle Raumluftkühlung an ihre physikalischen Grenzen. Wesentlich effizienter ist es, die Wärme exakt dort abzuführen, wo sie entsteht. Flüssigkeitskühlungen wie Cold Plates oder Liquid Loops kühlen die Prozessoren direkt und zielgenau.
Das Herzstück solcher Anlagen sind Kühlmittelverteiler (Coolant Distribution Units, CDUs). Darin steuern Frequenzumrichter und Motoren bspw. von ABB Motion die Pumpen, bewegen das Kühlmedium und passen Durchflussraten sowie Druck in Echtzeit an die aktuelle thermische Last an. Arbeiten Pumpen und Lüfter auf diese Weise bedarfsgerecht, sinkt der Stromverbrauch im Teillastbetrieb massiv – oft im zweistelligen Prozentbereich. Zusätzlich können lokale, KI‑gesteuerte Software‑Lösungen wie „OctaiPipe“, das seit 2025 Teil des ABB‑Ökosystems ist, den Energiebedarf der gesamten Kühlinfrastruktur um bis zu 30 % reduzieren, meist ohne neue Hardware. Die Software passt dafür Sollwerte, Betriebsfenster und Regelparameter an die reale Last, die thermische Situation und das Anlagenverhalten an.
Die Frequenzumrichter ACH580 von ABB sind speziell für die zuverlässige Klimaregelung, unter anderen in Datencentern und den benutzerfreundlichen Betrieb entwickelt worden.
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Wirkliche Systemeffizienz braucht eine digitale Klammer. Intelligente Leistungsschalter und Schaltanlagen erfassen Betriebsdaten heute lückenlos. Offene Kommunikationsprotokolle wie IEC 61850 verknüpfen diese elektrische Infrastruktur dann über Automatisierungslösungen wie z. B. die Ability Data Center Automation direkt mit einem übergeordneten Data Center Infrastructure Management (DCIM). Gateways verbinden die Daten sicher mit der Gebäudeautomation, während gezielte digitale Dienste – inklusive Flotten-Fernüberwachung – das gesamte Lebenszyklusmanagement abrunden.
Parallel dazu sorgen Ultra-Low Harmonic Drives mit niedrigen Oberschwingungsgehalt für eine präzise Klimatisierung und schützen gleichzeitig die Netzqualität. Sie drücken die harmonische Verzerrung im Netz von üblichen 40 % auf unter 3 %. Das verhindert gefährliche Überhitzungen und verlängert die Lebensdauer der Hardware.
Dieser ganzheitliche Integrationsansatz funktioniert bei Neubauten ebenso wie im Brownfield. Tauschen Betreiber alte Motoren, Antriebe und Steuerungssysteme im Bestand gezielt aus (Retrofitting), verringern sie die Energieverluste bei Strom und Kühlung um bis zu 60 % – je nach Ausgangszustand und Regelkonzept. Solche Upgrades machen sich oft in weniger als 2 Jahren bezahlt. Gerade bei Großprojekten im zweistelligen Megawattbereich entscheidet genau dieses Zusammenspiel über den Erfolg. Technologiepartner wie ABB arbeiten deshalb über dedizierte Account-Management-Teams frühzeitig mit Endkunden, OEMs und Systemintegratoren zusammen. Wer Elektrifizierung, Kühlung und Automatisierung von Beginn an als eine gemeinsame Architektur plant, sichert langfristig die Verfüg- und Skalierbarkeit.
Lokale Wärmewende: Abwärme sinnvoll nutzen
Synchronreluktanzmotoren wie der IE5 SynRM von ABB sind zentrale Komponenten eines energieeffizienten Datencenterbetriebs.
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Wer alle Systeme präzise abstimmt, öffnet die Tür für starke Nachhaltigkeitskonzepte. Optimierte Flüssigkeitskühlkreisläufe bündeln die Abwärme zuverlässig auf einem konstant hohen Temperaturniveau. Clevere Integration vorausgesetzt, kann diese Abwärme in städtischen Gebieten problemlos zweistellige Prozentanteile des lokalen Fernwärmebedarfs abdecken. Passen Netzanbindung und Lastprofile zusammen, verwandeln sich Rechenzentren von isolierten Energieverbrauchern in aktive Treiber der kommunalen Wärmewende.
Ob eine kritische Dateninfrastruktur zukunftsfähig bleibt, hängt künftig davon ab, wie nahtlos Energie- und Kühltechnik verschmelzen. Strengere EU-Nachhaltigkeitsregulierungen und ein enormer Kostendruck zeigen: Es führt kein Weg an einer ganzheitlichen Planung vorbei. Globale Lösungen, die direkt vor Ort entwickelt und betreut werden, sichern dabei den reibungslosen Ablauf. Nur wenn Strom und Kühlung als intelligentes, sich dynamisch anpassendes Ökosystem arbeiten, lassen sich Rechenzentren verlässlich, ressourcenschonend und wirtschaftlich in das KI-Zeitalter führen. Dass dieser integrierte Ansatz in der Praxis funktioniert, belegt eine zentrale Branchenkennzahl: Bereits heute arbeitet jedes vierte Rechenzentrum weltweit mit Technologie des Herstellers ABB.
