DE102011107688A1 - Data center has multiple servers in computer system, power supply system for main power supply to data center and cooling system for cooling computer system, where power supply system has direct-voltage generator - Google Patents

Data center has multiple servers in computer system, power supply system for main power supply to data center and cooling system for cooling computer system, where power supply system has direct-voltage generator Download PDF

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Abstract

The data center (1) has multiple servers (5) in a computer system (3), a power supply system (2) for main power supply to the data center and a cooling system (7) for cooling the computer system. The power supply system has a direct-voltage generator (9), and a direct-voltage network (11) is provided to connect a computer system with the power supply system. The power supply system is provided as a cogeneration unit, while the cooling system has a sorption refrigerator. The sorption refrigerator of the cooling system is connected to the power supply system by a waste heat management system. An independent claim is provided for a method for powering a data center.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rechenzentrum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a data center according to the preamble of claim 1.

Rechenzentren bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von Rechenanlagen, die aus mehreren Servern bestehen können. Die Server sind in sogenannten Serverracks zusammengefasst.Data centers usually consist of a large number of computers, which can consist of several servers. The servers are grouped in so-called server racks.

Die Energieversorgung der Rechenanlagen erfolgt über das öffentliche Spannungsversorgungsnetz. Das öffentliche Spannungsversorgungsnetz stellt in Deutschland eine Wechselspannung von 230 V bei 50 Hz zur Verfügung.The power supply of the computer systems takes place via the public power supply network. The public power supply network provides an alternating voltage of 230 V at 50 Hz in Germany.

Die meisten der Komponenten der Rechenanlage benötigen jedoch Gleichspannung auf einem wesentlich niedrigeren Niveau, beispielsweise 12 V, 5 V oder 3,3 V. Die Spannung der Prozessoren der Rechenanlage beträgt sogar zumeist nur 1,6 V.However, most of the components of the computer require DC voltage at a much lower level, for example 12 V, 5 V or 3.3 V. The voltage of the processors of the computer system is even mostly only 1.6 V.

Für die Versorgung der Rechenanlage über das öffentliche Spannungsversorgungsnetz ist somit eine Vielzahl von Spannungswandlungen notwendig, um die gewünschten Spannungen zu erhalten.For the supply of the computer system via the public power supply network thus a variety of voltage transformations is necessary to obtain the desired voltages.

Darüber hinaus weisen Rechenzentren häufig Klimaanlagen auf, um die bei der Spannungswandlung bzw. von den Rechenanlagen erzeugte Wärme abzuführen. Dabei kommen häufig Kompressionskältemaschinen zum Einsatz, die elektrisch betrieben sind.In addition, data centers often have air conditioning systems to dissipate the heat generated during voltage conversion or from the computer systems. Compression refrigerators are often used, which are electrically operated.

Weltweit gibt es eine steigende Anzahl an Rechenzentren mit stark steigendem Energiebedarf. Inzwischen beträgt der Energiebedarf der weltweit genutzten Informationstechnologie bereits über 10% des gesamten Stromverbrauchs, wobei Prognosen zufolge der Stromverbrauch der Informationstechnologie in den nächsten Jahren noch stark ansteigen wird.Worldwide there is an increasing number of data centers with strongly increasing energy requirements. Today, the energy needs of information technology used worldwide already account for more than 10% of total electricity consumption, with information technology power consumption predicted to increase significantly over the next few years.

Wird der Energiefluss von einem Primärenergieträger bis zu dem Prozessor eines typischen Rechenzentrums betrachtet, so ergibt sich ein Primärenergieverbrauchsfaktor von ca. 14. Dies bedeutet, dass für die von einem Prozessor erfolgte Leistungsaufnahme an elektrischer Energie das 14-fache an Primärenergie eingesetzt werden muss.Considering the energy flow from a primary energy source to the processor of a typical data center, this results in a primary energy consumption factor of about 14. This means that 14 times the primary energy must be used for the power consumption of electrical energy consumed by one processor.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rechenzentrum bereitzustellen, das eine hohe Energieeffizienz aufweist.It is therefore the object of the present invention to provide a data center which has a high energy efficiency.

Die Aufgabe wird durch ein Rechenzentrum mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Energieversorgung eines Rechenzentrums gemäß Anspruch 14 gelöst.The object is achieved by a data center with the features of claim 1 and by a method for powering a data center according to claim 14.

Die Erfindung sieht ein Rechenzentrum mit mindestens einer aus mehreren Servern bestehenden Rechenanlage, mit einer Energieversorgungsanlage zur Hauptenergieversorgung des Rechenzentrums und mit einer Kühlanlage zur Kühlung der Rechenanlage vor, bei der die Energieversorgungsanlage mindestens einen Gleichspannungserzeuger aufweist und ein Gleichspannungsnetz die mindestens eine Rechenanlage und die Energieversorgungsanlage verbindet.The invention provides a data center with at least one computer system comprising several servers, with a power supply system for the main energy supply of the computer center and with a cooling system for cooling the computer system, in which the power supply system has at least one DC voltage generator and a DC voltage network which connects at least one computer system and the energy supply system ,

Durch das Vorsehen einer eigenen Energieversorgungsanlage, die Gleichspannung erzeugt und eines Gleichspannungsnetzes, das die Rechenanlage mit Gleichspannung der Energieversorgungsanlage versorgt, werden aufwändige und verlustbehaftete Spannungswandlungen insbesondere von Wechselspannung auf Gleichspannung vermieden. Da ein Großteil des Energieverlustes durch Spannungswandlungen in Wärmeenergie umgewandelt wird, hat die Vermeidung der Spannungswandlungen den Vorteil, dass die in einem Rechenzentrum erzeugte Abwärme reduziert wird. Dadurch können die Kühlanlagen zur Kühlung des Rechenzentrums bzw. der Rechenanlage kleiner dimensioniert werden bzw. der Energieverbrauch der Kühlanlagen reduziert werden.By providing a separate energy supply system that generates DC voltage and a DC voltage network that supplies the computer system with DC voltage of the power supply system, complex and lossy voltage transformations are avoided in particular from AC voltage to DC voltage. Since much of the energy loss is transformed into heat energy by voltage transformations, avoiding voltage transformations has the advantage of reducing the waste heat generated in a data center. As a result, the cooling systems for cooling the data center or the computer system can be made smaller or the energy consumption of the cooling systems can be reduced.

Insgesamt wird der Energiebedarf des Rechenzentrums dadurch deutlich verringert.Overall, the energy consumption of the data center is thereby significantly reduced.

Ferner ist durch die Bereitstellung einer eigenständigen Energieversorgungsanlage für ein Rechenzentrum eine mobile Lösung eines Rechenzentrums möglich, beispielsweise als Containerlösung. Dabei kann ein Container beispielsweise die Rechenanlage und ein Container die Energieversorgungs- sowie Kühlanlage aufnehmen.Furthermore, the provision of an independent energy supply system for a data center enables a mobile solution of a data center, for example as a container solution. In this case, a container, for example, the computer and a container to record the power supply and cooling system.

Die Erfindung kann vorsehen, dass die Energieversorgungsanlage ein Blockheizkraftwerk ist. Blockheizkraftwerke sind in verschiedenen Ausführungen kommerziell verfügbar, wobei diese darüber hinaus einen relativ hohen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 40% und mehr erreichen. Der durchschnittliche Wirkungsgrad des Kraftwerkparks des öffentlichen Spannungsversorgungsnetzes beträgt etwa 38–40%. Aufgrund von in dem Hochspannungsnetz erfolgten Spannungswandlungen sowie Übertragungsverlusten in den Stromleitungen ist der Primärenergienutzungsgrad ”ab Steckdose” somit bei nur ca. 30–36%. Ein dezentral von dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz platziertes Blockheizkraftwerk, das als Energieversorgungsanlage zur Hauptenergieversorgung eines Rechenzentrums dient, liefert somit eine wesentlich verbesserte Energiebilanz.The invention can provide that the energy supply system is a combined heat and power plant. Combined heat and power plants are commercially available in various designs, which also achieve a relatively high electrical efficiency of about 40% and more. The average efficiency of the power park of the public power grid is about 38-40%. Due to voltage transformations in the high-voltage network as well as transmission losses in the power lines, the primary energy efficiency "from mains" is thus only about 30-36%. A decentralized from the public power grid placed cogeneration plant, which serves as a power supply to the main energy supply of a data center, thus provides a much improved energy balance.

Die Kühlanlage kann eine Sorptionskältemaschine aufweisen. Dadurch kann beispielsweise die von der Energieversorgungsanlage, beispielsweise dem Blockheizkraftwerk, erzeugte Abwärme zur Energieversorgung der Kühlanlage dienen, so dass keine oder nur eine geringe separate Energieversorgung für die Kühlanlage notwendig ist. Dazu kann die Sorptionskältemaschine beispielsweise über ein Abwärmeleitungssystem mit der Energieversorgungsanlage verbunden sein.The cooling system may include a sorption chiller. As a result, for example, the used by the power plant, such as the combined heat and power plant, waste heat used to power the cooling system, so that no or only a small separate power supply for the cooling system is necessary. For this purpose, the sorption can be connected, for example via a waste heat pipe system with the power system.

Durch die Verwendung einer Sorptionskältemaschine anstelle der nach dem Stand der Technik verwendeten Kompressionskälteanlagen wird nahezu keine zusätzliche elektrische Energie für den Betrieb der Kälteanlage benötigt. Bei bekannten Rechenzentren, die Kompressionskälteanlagen umfassen, beträgt die benötigte elektrische Energie für die Kompressionskälteanlage etwa 50–100% der für die Hardware der Rechenanlage benötigten elektrischen Leistung. Dadurch wird alleine durch die Verwendung von Sorptionskälteanlagen der Energieverbrauch des gesamten Rechenzentrums deutlich verringert.By using a sorption refrigerator instead of the compression refrigeration systems used in the prior art almost no additional electrical energy is required for the operation of the refrigeration system. In known data centers, which include compression refrigeration systems, the electrical energy required for the compression refrigeration system is about 50-100% of the electrical power required by the computer hardware. As a result, the use of sorption refrigerators alone significantly reduces the energy consumption of the entire data center.

Der Gleichspannungserzeuger kann ein Gleichspannungsgenerator oder ein Drehspannungsgenerator mit Gleichrichterschaltung sein. Derartige Gleichspannungserzeuger werden in vorteilhafter Weise drehend angetrieben, so dass beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder eine Gasturbine in der Energieversorgungsanlage verwendet werden können. Die Energieversorgungsanlage kann auch eine photovoltaische Solaranlage oder eine Brennstoffzelle aufweisen, so dass regenerative Energien zum Betrieb einer Energieversorgungsanlage verwendet werden können.The DC voltage generator may be a DC voltage generator or a rectified voltage AC generator. Such DC voltage generators are advantageously rotationally driven, so that, for example, an internal combustion engine or a gas turbine can be used in the energy supply system. The energy supply system can also have a photovoltaic solar system or a fuel cell, so that regenerative energies can be used to operate a power supply system.

Die Erfindung kann ferner eine Notspannungsversorgungsanlage für eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung aufweisen.The invention may further comprise an emergency power supply system for an uninterruptible power supply.

Die Notspannungsversorgungsanlage kann beispielsweise ein Notfallspannungsnetz aufweisen, das mit dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz verbunden ist, wobei das Notfallspannungsnetz eine Gleichrichterschaltung aufweist. Das öffentliche Spannungsversorgungsnetz dient somit als Notspannungsversorgung für das erfindungsgemäße Rechenzentrum. Dies hat den Vorteil, dass die in der Notspannungsversorgungsanlage verwendeten Komponenten, wie beispielsweise die Gleichrichterschaltung, einen sehr schlechten Wirkungsgrad aufweisen können und somit aus günstigen Komponenten zusammengestellt werden können, da der Betrieb der Notspannungsversorgungsanlage zumeist nur über einen sehr kurzen Zeitraum erfolgt und somit ein schlechter Wirkungsgrad unerheblich ist. Darüber hinaus steht das öffentliche Spannungsversorgungsnetz dauerhaft und nahezu ohne Einschränkung zur Verfügung, so dass es sich ideal für eine Notspannungsversorgung eignet.The emergency power supply system may, for example, have an emergency voltage network, which is connected to the public power supply network, wherein the emergency voltage network comprises a rectifier circuit. The public power supply network thus serves as emergency power supply for the data center according to the invention. This has the advantage that the components used in the emergency power supply system, such as the rectifier circuit, can have a very poor efficiency and thus can be assembled from inexpensive components, since the operation of the emergency power system usually only takes place over a very short period of time and thus a worse Efficiency is irrelevant. In addition, the public power grid is permanently available with almost no restrictions, making it ideal for emergency power supply.

Zusätzlich oder alternativ kann die Notspannungsversorgungsanlage einen Schwungmassenspeicher aufweisen, der mit dem Gleichspannungsgenerator oder dem Drehspannungsgenerator oder einem Notspannungsgenerator verbunden ist. Der Schwungmassenspeicher wird während des normalen Betriebes von der Energieversorgungsanlage betrieben und kann im Falle eines kurzfristigen Ausfalls des Antriebs der Energieversorgungsanlage, beispielsweise des Verbrennungsmotors oder der Gasturbine, für einige Minuten eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung bereitstellen, indem der Gleichspannungsgenerator oder der Drehspannungsgenerator weiterhin von der in dem Schwungmassenspeicher gespeicherten kinetischen Energie angetrieben werden oder über einen separaten von dem Schwungmassenspeicher angetriebenen Notspannungsgenerator eine Gleichspannung erzeugt wird.Additionally or alternatively, the emergency power supply system may include a flywheel mass storage, which is connected to the DC voltage generator or the three-phase generator or an emergency voltage generator. The flywheel energy storage device is operated by the energy supply system during normal operation and can provide an uninterruptible power supply for a few minutes in the case of a short-term failure of the drive of the power plant, such as the engine or the gas turbine, by the DC generator or the three-phase voltage generator of the in the flywheel energy storage stored kinetic energy are driven or via a separate driven by the flywheel energy storage emergency voltage generator, a DC voltage is generated.

Alternativ oder zusätzlich kann die Notspannungsversorgungsanlage auch einen Elektromotor aufweisen, der mit dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz verbunden ist, über den der Gleichspannungsgenerator, der Drehspannungsgenerator oder ein Notspannungsgenerator antreibbar ist. Selbstverständlich kann die Notspannungsversorgungsanlage anstelle des Elektromotors auch einen Verbrennungsmotor aufweisen.Alternatively or additionally, the emergency power supply system may also have an electric motor which is connected to the public power supply network via which the DC voltage generator, the three-phase voltage generator or an emergency voltage generator can be driven. Of course, the emergency power supply system may also have an internal combustion engine instead of the electric motor.

Durch das Vorsehen von einer Notspannungsversorgungsanlage mit einem Schwungmassenspeicher und einem mit dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz verbundenen Anlagenteil kann eine redundante Notspannungsversorgung bereitgestellt werden.By providing an emergency power supply system with a flywheel mass storage and a system part connected to the public power supply network, a redundant emergency power supply can be provided.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Versorgung des Rechenzentrums über ein Gleichspannungsnetz hat in Bezug auf die Energieversorgungsanlage und/oder die Notspannungsversorgungsanlage den Vorteil, dass bei der Verwendung von Generatoren die Drehzahl nahezu frei wählbar ist. Es ist somit keine Synchronität zu einem externen Spannungsnetz notwendig. Dadurch kann die Antriebsvorrichtung der Energieversorgungsanlagen bzw. der Schwungmassenspeicher oder der Elektromotor oder Verbrennungsmotor der Notspannungsversorgungsanlage bezüglich ihrer Drehzahl optimiert werden. Dadurch kann eine Effizienzsteigerung vorgenommen werden.The inventively provided supply to the data center via a DC voltage network has the advantage in relation to the power supply system and / or the emergency power supply system that when using generators, the speed is almost freely selectable. It is therefore not necessary to synchronize with an external voltage network. As a result, the drive device of the energy supply systems or the flywheel energy storage or the electric motor or combustion engine of the emergency power system can be optimized with respect to their speed. As a result, an increase in efficiency can be made.

Die Erfindung sieht ferner vor, dass an der Rechenanlage eine Störungsauskopplungsanlage angeordnet ist, die mindestens eine Spule, mindestens einen Kondensator und mindestens eine Sicherung aufweist. Dadurch kann ein Ausfall des gesamten Gleichspannungsnetzes im Falle eines Kurzschlusses an einer Rechenanlage verhindert werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn jede Rechenanlage eine separate Störungsauskopplungsanlage aufweist.The invention further provides that a fault isolation system is arranged on the computer system having at least one coil, at least one capacitor and at least one fuse. As a result, a failure of the entire DC voltage network can be prevented in the event of a short circuit at a computer system. It is especially beneficial if everyone Computing system has a separate fault isolation system.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsanlage Gleichspannung auf unterschiedlichem Spannungsniveau erzeugt. Dabei können beispielsweise Gleichspannungen im Bereich von 300 V–450 V, 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V erzeugt werden. Die unterschiedlichen Komponenten der Rechenanlage eines Rechenzentrums benötigen im Betrieb unterschiedliche Spannungsniveaus. Beispielsweise wird eine Festplatte auch häufig mit 12 V Gleichspannung betrieben. Verschiedene mit dem Mainboard verbundene Komponenten benötigen beispielsweise 5 V oder 3,3 V Gleichspannung. Prozessoren hingegen werden häufig bei einer Gleichspannung von 1,6 V betrieben. Durch die Erzeugung von Gleichspannung auf unterschiedlichem Spannungsniveau direkt an der Energieversorgungsanlage kann somit auf effiziente Weise die benötigte Gleichspannung erzeugt werden und ohne Spannungswandlungsverluste der Rechenanlage zugeführt werden. Selbstverständlich ist bei Erzeugung von unterschiedlichen Gleichspannungen für jedes Spannungsniveau ein separater Leitungsstrang im Gleichspannungsnetz notwendig.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the energy supply system generates DC voltage at different voltage levels. In this case, for example, DC voltages in the range of 300 V-450 V, 12 V, 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V can be generated. The different components of the computer system of a data center require different voltage levels during operation. For example, a hard disk is also frequently operated with 12 V DC. Various components connected to the mainboard require, for example, 5 V or 3.3 V DC. Processors, however, are often operated at a DC voltage of 1.6V. By generating DC voltage at different voltage level directly to the power supply system can thus be generated in an efficient manner, the DC voltage required and fed without voltage conversion losses of the computer. Of course, when generating different DC voltages for each voltage level, a separate wiring harness in the DC power network is necessary.

Die Erfindung kann ferner vorsehen, dass in dem Gleichspannungsnetz mindestens eine Gleichspannungswandlungsschaltung angeordnet ist. Sofern in der Rechenanlage ein Spannungsniveau benötigt wird, das von der Energieversorgungsanlage nicht bereitgestellt wird, kann über die Gleichspannungswandlungsschaltung die von der Energieversorgungsanlage erzeugte Gleichspannung auf das gewünschte Spannungsniveau konvertiert werden. Beispielsweise ist es auch möglich, dass von der Energieversorgungsanlage zusätzlich oder alternativ zu einer Gleichspannung zwischen 300–450 V eine 12 V-Spannung erzeugt wird und diese an einem entsprechenden Leitungsstrang des Gleichspannungsnetzes anliegt. Über eine Gleichspannungswandlungsschaltung kann die 12 V-Spannung dann in die von der Rechenanlage verwendeten Spannungsniveaus von 5 V, 3,3 V und 1,6 V konvertiert werden, wobei eine derartige Konvertierung sehr effizient vorgenommen werden kann.The invention may further provide that at least one DC voltage conversion circuit is arranged in the DC voltage network. If a voltage level is required in the computer system that is not provided by the energy supply system, the DC voltage generated by the energy supply system can be converted to the desired voltage level via the DC voltage conversion circuit. For example, it is also possible that a 12 V voltage is generated by the power supply system in addition to or as an alternative to a DC voltage between 300-450 V and this voltage is applied to a corresponding wiring harness of the DC voltage network. Via a DC voltage conversion circuit, the 12 V voltage can then be converted into the voltage levels of 5 V, 3.3 V and 1.6 V used by the computer, whereby such a conversion can be carried out very efficiently.

Durch die direkte Erzeugung von beispielsweise einer 12 V-Spannung, können Spannungswandlungsverluste bei der Konvertierung einer Spannung höheren Niveaus auf 12 V vollständig vermieden werden.By directly generating, for example, a 12V voltage, voltage conversion losses when converting a higher level voltage to 12V can be completely avoided.

Eine in dem Gleichspannungsnetz angeordnete Gleichspannungswandlungsschaltung hat darüber hinaus den Vorteil, dass für mehrere Server eine Gleichspannungswandlung vorgenommen werden kann, so dass diese besonders effizient ist.A DC voltage conversion circuit arranged in the DC voltage network furthermore has the advantage that a DC voltage conversion can be carried out for a plurality of servers, so that this is particularly efficient.

Bei einer Systemarchitektur der Server nach dem Stand der Technik ist heutzutage zumeist ein Netzteil mit einem Wirkungsgrad von unter 80° vorgesehen, das mit Wechselspannung betrieben wird. Dem Netzteil ist meist ein Gleichspannungswandler mit einem Wirkungsgrad im Bereich von 70–85% für die Prozessoren nachgeschaltet. Der Gesamtwirkungsgrad der Spannungsbereitstellung des Prozessors innerhalb des Servers liegt somit bei ca. 55–70%.In a system architecture of the server according to the prior art, a power supply with an efficiency of less than 80 ° is usually provided today, which is operated with AC voltage. The power supply is usually followed by a DC-DC converter with an efficiency in the range of 70-85% for the processors. The overall efficiency of the voltage supply of the processor within the server is thus approximately 55-70%.

Durch eine geänderte Architektur der Rechenanlage bzw. des Rechenzentrums, indem unterschiedliche Gleichspannungsniveaus erzeugt werden bzw. unterschiedliche Gleichspannungsniveaus zentral im Gleichspannungsnetz über Gleichspannungswandlungsschaltungen bereitgestellt werden, kann der Wirkungsgrad für die Spannungsbereitstellung eines Prozessors auf einen Wirkungsgrad von ca. 90–98% erhöht werden.By changing the architecture of the computer system or of the computer center by generating different DC voltage levels or providing different DC voltage levels centrally in the DC voltage network via DC voltage conversion circuits, the efficiency for the voltage supply of a processor can be increased to an efficiency of about 90-98%.

Die Energieversorgungsanlage des erfindungsgemäßen Rechenzentrums kann beispielsweise auch über biogene Kraftstoffe betrieben werden, so dass eine nahezu vollkommen neutrale CO2-Bilanz ermöglicht wird.The energy supply system of the data center according to the invention can also be operated, for example, via biogenic fuels, so that an almost completely neutral CO 2 balance is made possible.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zur Energieversorgung eines Rechenzentrums vor, wobei in einer Energieversorgungsanlage eine Gleichspannung erzeugt wird und die Energieverteilung von der Energieversorgungsanlage zu mindestens einer Rechenanlage des Rechenzentrums mittels Gleichspannung erfolgt.The invention further provides a method for powering a data center, wherein in a power supply system, a DC voltage is generated and the energy distribution from the power system to at least one computer system of the data center by means of DC voltage.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die erforderliche Gleichspannung für Komponenten der Rechenanlage zentral durch Gleichspannungswandlung der von der Energieversorgungsanlage erzeugten Gleichspannung konvertiert wird.It can be provided that the required DC voltage for components of the computer system is converted centrally by DC voltage conversion of the DC voltage generated by the power supply system.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgungsanlage Gleichspannungen auf unterschiedlichen Spannungsniveaus erzeugt und einzelne Komponenten der Rechenanlage direkt mit der für den Betrieb dieser Komponenten erforderlichen Spannung versorgt werden.Additionally or alternatively it can be provided that the power supply system generates DC voltages at different voltage levels and individual components of the computer system are supplied directly with the voltage required for the operation of these components.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorsehen, dass über die Energieversorgungsanlage Gleichspannung von 300–450 V, 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V erzeugt wird, oder dass durch die Gleichspannungswandlung Gleichspannung von 300–450 V, 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V bereitgestellt wird.The inventive method can provide that DC voltage of 300-450 V, 12 V, 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V is generated via the power supply system, or that by the DC voltage DC voltage of 300-450 V, 12 V, 5V, 3.3V and / or 1.6V is provided.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden 1–10, in denen unterschiedliche Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Rechenzenten schematisch gezeigt sind, näher erläutert.The following is with reference to the following 1 - 10 , in which different embodiments of the invention Rechenzent shown are shown schematically, explained in more detail.

In den 1-10 sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 schematisch gezeigt. Das Rechenzentrum 1 weist eine Energieversorgungsanlage 2 zur Hauptenergieversorgung des Rechenzentrums 1 und eine Rechenanlage 3 auf, die aus mehreren Servern 5 besteht. Die Rechenanlage wird über eine Kühlanlage 7 gekühlt. In the 1 - 10 are different embodiments of the data center according to the invention 1 shown schematically. The data center 1 has a power supply system 2 to the main energy supply of the data center 1 and a computer 3 on, consisting of several servers 5 consists. The computer system is via a cooling system 7 cooled.

Die Energieversorgungsanlage weist einen Gleichspannungserzeuger 9 auf, der Gleichspannung für die Rechenanlage 1 erzeugt. Ein Gleichspannungsnetz 11 verbindet die Rechenanlage 3 mit der Energieversorgungsanlage 2. Darüber hinaus weist die Rechenanlage 1 eine Notspannungsversorgungsanlage 13 auf, die eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung der Rechenanlage 3 bereitstellt, indem sie im Notfall, wenn beispielsweise Teile der Energieversorgungsanlage 2 ausfallen, Gleichspannung zur Verfügung stellt.The power supply system has a DC voltage generator 9 on, the DC voltage for the computer system 1 generated. A direct voltage network 11 connects the computer system 3 with the power supply system 2 , In addition, the computer system points 1 an emergency power supply system 13 on, which is an uninterruptible power supply to the computer system 3 provides by emergency in case of, for example, parts of the power plant 2 fail, DC voltage provides.

Die erfindungsgemäße Rechenanlage 1 hat den Vorteil, dass durch die Versorgung der Rechenanlage 3 über ein Gleichspannungsnetz 11 aufwändige Spannungswandlungen von Wechselstrom auf Gleichstrom vermieden werden. Darüber hinaus ist eine dezentral angeordnete, dem Rechenzentrum 1 zugeordnete Energieversorgungsanlage 2 sehr energieeffizient, da Leitungsverluste für die Zuleitung der elektrischen Energie, wie sie beispielsweise in einem öffentlichen Stromnetz vorliegen, vermieden werden. Dadurch ist ein sehr energieeffizientes Rechenzentrum bereitstellbar.The computer system according to the invention 1 has the advantage that by supplying the computer system 3 via a direct voltage network 11 extensive voltage transformations from alternating current to direct current are avoided. In addition, a decentralized, the data center 1 assigned power supply system 2 very energy-efficient, as line losses for the supply of electrical energy, such as those present in a public power grid, are avoided. This provides a very energy efficient data center.

Die Energieversorgungsanlage 2 kann generell als Blockheizkraftwerk ausgebildet sein und einen Blockheizkraftwerksmotor 4 aufweisen, der dem Gleichspannungserzeuger 9, der beispielsweise als Generator ausgebildet ist, antreibt.The energy supply system 2 can generally be designed as a combined heat and power plant and a combined heat and power plant engine 4 comprising the DC voltage generator 9 , which is designed as a generator, for example, drives.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 besteht der Gleichspannungserzeuger aus einem Drehspannungsgenerator 9a und einer Gleichrichterschaltung 9b. Der Gleichspannungserzeuger erzeugt Gleichspannung auf einem Spannungsniveau von 12 V. Das Gleichspannungsnetz 11 weist einen ersten Leitungsstrang 11a auf, über den die 12 V-Gleichspannung direkt an der Rechenanlage 3 anliegt, so dass einzelne Komponenten der Server 5, die mit einer 12 V-Gleichspannung betrieben werden, direkt versorgt werden können. Darüber hinaus weist das Gleichspannungsnetz 11 eine Gleichspannungswandlungsschaltung 11b auf, über die Gleichspannungen auf einem niedrigeren Niveau, beispielsweise 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V, erzeugt werden können. Über zweite und dritte Leitungsstränge 11c, 11d werden Gleichspannungen niedrigeren Niveaus ebenfalls an die Server 5 der Rechenanlage 3 angelegt.At the in 1 illustrated embodiment of a data center according to the invention 1 the DC voltage generator consists of a three-phase voltage generator 9a and a rectifier circuit 9b , The DC generator generates DC voltage at a voltage level of 12 V. The DC network 11 has a first wiring harness 11a on, over which the 12 V direct voltage directly at the computer system 3 rests so that individual components of the server 5 , which are operated with a 12 V DC, can be supplied directly. In addition, the direct current network has 11 a DC voltage conversion circuit 11b via which DC voltages can be generated at a lower level, for example 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V. Via second and third cable strands 11c . 11d DC voltages of lower level are also sent to the servers 5 the computer system 3 created.

Die Notspannungsversorgungsanlage 13 besteht bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Schwungmasse 15, die von dem Blockheizkraftwerksmotor 4 dauerhaft mitangetrieben wird. In dem Schwungmassenspeicher 15 wird kinetische Energie gespeichert. Beim Ausfall des Blockheizkraftwerksmotor kann diese kinetische Energie dazu benutzt werden, um den Drehstromgenerator 9a für einen kurzen Zeitraum weiter anzutreiben und somit Gleichspannung zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich weist die Notspannungsversorgungsanlage einen Elektromotor 17 auf, der an die öffentliche Spannungsversorgung 20 angeschlossen ist. Im Notfall kann über den Elektromotor 17 der Drehstromgenerator 9a angetrieben werden, um Gleichstrom zu erzeugen. Die Notspannungsversorgungsanlage 13 weist somit zwei Systeme zur Notspannungsversorgung auf, die redundant sind, da der Schwungmassenspeicher 15 eine mechanische Lösung ist und der von der öffentlichen Spannungsversorgung 20 angetriebene Elektromotor von dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 abhängig ist. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Notfallspannungsversorgungsanlage 13 bereitgestellt werden.The emergency power supply system 13 exists at the in 1 illustrated embodiment of a flywheel 15 that from the cogeneration plant engine 4 is permanently driven. In the swing mass storage 15 kinetic energy is stored. In case of failure of the cogeneration plant engine, this kinetic energy can be used to the alternator 9a continue to drive for a short period of time and thus provide DC voltage available. In addition, the emergency power supply system has an electric motor 17 up to the public power supply 20 connected. In case of emergency, via the electric motor 17 the alternator 9a be powered to generate DC. The emergency power supply system 13 thus has two systems for emergency power supply, which are redundant, since the flywheel mass storage 15 It is a mechanical solution and that of the public power supply 20 powered electric motor from the public power grid 20 is dependent. This allows a particularly reliable emergency power supply system 13 to be provided.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 gezeigt. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Energieversorgungsanlage 2 einen Gleichspannungserzeuger 9 in Form eines Drehstromgenerators 9a mit nachgeschaltetem Gleichrichter 9b auf, der eine 450 V-Gleichspannung erzeugt. Das Gleichspannungsnetz 11 weist eine Gleichspannungswandlungsschaltung 11b auf, die die 450 V-Gleichspannung auf niedrigere Spannungsniveaus konvertiert. Über Leitungsstränge 11c, 11d, 11e liegen die Gleichspannungen unterschiedlichen Spannungsniveaus, beispielsweise 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V, direkt an den Servern 5 der Rechenanlage 3 an. über ein Abwärmeleitungssystem 22 wird die von dem Blockheizkraftwerksmotor 4 erzeugte Abwärme an die Kühlanlage 7. Die Kühlanlage 7 ist als Sorptionskältemaschine ausgebildet. Die Abwärme des Blockheizkraftwerksmotor dient dabei zur Energieversorgung der Sorptionskältemaschine, so dass eine Kühlung der Rechenanlage 3 auf besonders energieeffiziente Weise bereitgestellt werden kann, indem die Abwärme der Energieversorgungsanlage 2 genutzt wird. Die Notspannungsversorgungsanlage 13 besteht in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Schwungmassenspeicher 15, der vom Blockheizkraftwerksmotor 4 angetrieben wird. Zusätzlich sieht die Notspannungsversorgungsanlage 13 vor, dass das öffentliche Spannungsversorgungsnetz 20 über ein Notfallspannungsnetz 25 mit einer zweiten Gleichrichterschaltung 21 mit dem Gleichspannungsnetz 11 verbunden ist. Im Notfall kann dieser Teil der Notspannungsversorgungsanlage 13 dem Gleichspannungsnetz 11 zugeschaltet werden, so dass der Gleichstrom aus dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 erzeugt wird.In 2 is a second embodiment of the data center according to the invention 1 shown. In the in 2 illustrated embodiment, the power system 2 a DC generator 9 in the form of an alternator 9a with downstream rectifier 9b on, which generates a 450 V DC voltage. The direct voltage network 11 has a DC voltage conversion circuit 11b which converts the 450V dc voltage to lower voltage levels. Via cable strands 11c . 11d . 11e The DC voltages are different voltage levels, such as 12 V, 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V, directly to the servers 5 the computer system 3 at. via a waste heat pipe system 22 becomes that of the cogeneration plant engine 4 generated waste heat to the cooling system 7 , The cooling system 7 is designed as a sorption refrigerator. The waste heat of the cogeneration plant engine is used to power the sorption, so that cooling the computer 3 can be provided in a particularly energy-efficient manner by the waste heat of the power plant 2 is being used. The emergency power supply system 13 exists in the in 2 illustrated embodiment of a flywheel mass storage 15 , that of the cogeneration plant engine 4 is driven. In addition sees the emergency power supply system 13 before that the public power grid 20 via an emergency voltage network 25 with a second rectifier circuit 21 with the direct voltage network 11 connected is. In an emergency, this part of the emergency power system 13 the DC voltage network 11 switched so that the dc from the public power grid 20 is produced.

Genauso wie bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Notspannungsversorgungsanlage 13 in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei redundanten Systemen.Just like the one in 1 illustrated embodiment, the emergency power supply system 13 in the 2 illustrated embodiment of two redundant systems.

Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 entspricht im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass Energieversorgungsanlage 2 anstelle eines Drehstromgenerators 9a mit nachgeschalteter Gleichrichterschaltung 9b eine Gleichstrommaschine 9c aufweist, die direkt Gleichstrom von 450 V erzeugt.This in 3 illustrated embodiment of a data center according to the invention 1 is essentially the same as in 2 illustrated embodiment with the difference that energy supply system 2 instead of an alternator 9a with downstream rectifier circuit 9b a DC machine 9c which directly generates direct current of 450V.

4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 schematisch dargestellt. Die Energieversorgungsanlage 2 weist als Gleichspannungserzeuger eine Gleichstrommaschine 9c auf, die eine 12 V-Spannung erzeugt. Das Gleichspannungsnetz 11, das die Energieversorgungsanlage 2 mit der Rechenanlage 3 verbindet, entspricht im Wesentlichen dem in der 1 beschriebenen Gleichspannungsnetz 11. Neben dem bereits in Verbindung mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Schwungmassenspeicher 15 weist die Notspannungsversorgungsanlage 13 bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Notfallspannungsnetz 25 mit einer zweiten Gleichrichterschaltung 21 sowie einer zweiten Gleichspannungswandlungsschaltung 23 auf, über die Wechselspannung aus dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz in die 12 V-Gleichspannung des Gleichspannungsnetzes 11 umgewandelt wird. Die Spannungsversorgungsanlage 13 weist somit neben dem mechanischen Notspannungsversorgungsanlagenteil einen elektrischen Notspannungsversorgungsanlagenteil, der von dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 abhängig ist. 4 is another embodiment of a data center according to the invention 1 shown schematically. The energy supply system 2 has as DC generator a DC machine 9c which generates a 12V voltage. The direct voltage network 11 that the power system 2 with the computer system 3 essentially corresponds to that in the 1 described direct voltage network 11 , In addition to the flywheel mass storage already described in connection with the preceding embodiments 15 indicates the emergency power supply system 13 at the in 4 illustrated embodiment, an emergency voltage network 25 with a second rectifier circuit 21 and a second DC voltage conversion circuit 23 on, via the AC voltage from the public power supply network in the 12 V DC voltage of the DC voltage network 11 is converted. The power supply system 13 Thus, in addition to the mechanical emergency power supply system part has an electrical emergency power supply system part of the public power supply network 20 is dependent.

Als Komponenten wie dem zweiten Gleichrichter 21 und der Gleichspannungswandlungsschaltung 23 der Notspannungsversorgungsanlage 13 können Komponenten mit einem sehr schlechten Wirkungsgrad verwendet werden, da die Notspannungsversorgungsanlage 13 nur kurzzeitig zum Einsatz kommt, wenn andere Komponenten ausgefallen sind. Dabei spielt der Wirkungsgrad dieser Anlagenteile nur eine sehr untergeordnete Rolle.As components like the second rectifier 21 and the DC-DC converter circuit 23 the emergency power supply system 13 can be used with a very poor efficiency components, since the emergency power system 13 only used for a short time when other components have failed. The efficiency of these system components plays only a very minor role.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kühlanlage 7 wiederum als Sorptionskälteanlage ausgebildet, die über ein Abwärmeleitungssystem 22 mit Abwärme der Energieversorgungsanlage 2 versorgt wird.At the in 4 illustrated embodiment is the cooling system 7 again designed as a sorption refrigeration system, via a waste heat pipe system 22 with waste heat of the energy supply system 2 is supplied.

In 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 gezeigt. Das Rechenzentrum entspricht im Wesentlichen dem in der 4 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums, wobei die Notspannungsversorgungsanlage 13 mit der Notspannungsversorgungsanlage des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels ersetzt ist.In 5 is a fifth embodiment of a data center according to the invention 1 shown. The data center essentially corresponds to that in the 4 shown fourth embodiment of a data center according to the invention, wherein the emergency power supply system 13 with the emergency power supply of the in 1 shown embodiment is replaced.

Das in 6 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums entspricht im Wesentlichen dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei der Gleichspannungsgenerator 9c bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel direkt Gleichspannung auf unterschiedlichen Spannungsniveaus erzeugt. Das Gleichspannungsnetz 11 besteht aus mehreren unabhängigen Leitungssträngen 11a, 11c, 11d, die Spannungen auf unterschiedlichen Spannungsniveaus, beispielsweise 12 V, 5 V und 3,3 V, an der Rechenanlage 3 zur Verfügung stellt.This in 6 illustrated sixth embodiment of a data center according to the invention substantially corresponds to the in 5 illustrated embodiment, wherein the DC voltage generator 9c at the in 6 illustrated embodiment directly generates DC voltage at different voltage levels. The direct voltage network 11 consists of several independent cable strands 11a . 11c . 11d , the voltages at different voltage levels, for example, 12 V, 5 V and 3.3 V, at the computer 3 provides.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 gezeigt. Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei die Kühlanlage 7 als Sorptionskältemaschine ausgebildet ist, die von dem Blockheizkraftwerksmotor 4 über ein Abwärmeleitungssystem 22 mit Abwärme versorgt wird.In 7 is another embodiment of a data center according to the invention 1 shown. This in 7 illustrated embodiment corresponds substantially to the in 1 illustrated embodiment, wherein the cooling system 7 is designed as a sorption refrigeration machine, which from the cogeneration plant engine 4 via a waste heat pipe system 22 is supplied with waste heat.

Das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums entspricht dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums, wobei die Notstromversorgungsanlage 13 durch eine Notstromversorgungsanlage gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ersetzt worden ist.This in 8th illustrated embodiment of a data center according to the invention corresponds to the in 2 illustrated embodiment of a data center according to the invention, wherein the emergency power system 13 by an emergency power supply according to the in 1 illustrated embodiment has been replaced.

Das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums ist eine Weiterbildung des in 7 dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Notstromspannungsversorgungsanlage 13 weist neben einem Schwungmassenspeicher 15 und einem Elektromotor 17, der mit dem Gleichspannungsgenerator 9 der Energieversorgungsanlage 2 verbunden ist und von dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 versorgt wird, auch ein Notfallspannungsnetz 25 mit einem zweiten Gleichrichter 21 und einer zweiten Gleichspannungswandlungsschaltung 23 auf, über die Gleichspannung von dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 an das Gleichspannungsnetz 11 angelegt werden kann. Die Notstromversorgungsanlage 13 weist somit drei unterschiedliche Komponenten auf, so dass drei unabhängige Notspannungsversorgungskomponenten vorliegen und somit eine dreifache Redundanz gegeben ist.This in 9 illustrated embodiment of a data center according to the invention is a development of in 7 illustrated embodiment. The emergency power supply system 13 points next to a flywheel mass storage 15 and an electric motor 17 that with the DC generator 9 the power supply system 2 connected and from the public power grid 20 is supplied, also an emergency voltage network 25 with a second rectifier 21 and a second DC voltage conversion circuit 23 on, over the DC voltage from the public power grid 20 to the direct voltage network 11 can be created. The emergency power system 13 thus has three different components, so that there are three independent emergency voltage supply components and thus given a triple redundancy.

In 10 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 gezeigt, das eine Weiterbildung des in 8 dargestellten Ausführungsbeispiels ist. Das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dahingehend ergänzt worden, dass die aus dem Schwungmassenspeicher 15 und von dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 versorgten Elektromotor 17 das Spannungsversorgungsnetz 11 zusätzlich über ein Notfallspannungsnetz 25 mit einer zweiten Gleichrichterschaltung 21 mit dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz 20 verbunden ist. Die Notspannungsversorgungsanlage 13 des in 10 dargestellten Ausführungsbeispiels weist somit ebenfalls drei unabhängige Komponenten zur unterbrechungsfreien Spannungsversorgung auf.In 10 is an embodiment of a data center according to the invention 1 shown that a further education of in 8th illustrated embodiment is. This in 8th illustrated embodiment has been supplemented to the effect that the from the flywheel mass storage 15 and from the public power grid 20 supplied electric motor 17 the power supply network 11 additionally via an emergency voltage network 25 with a second rectifier circuit 21 with the public power supply network 20 connected is. The emergency power supply system 13 of in 10 illustrated embodiment thus also has three independent components for uninterruptible power supply.

Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rechenzentrums 1 kann beispielsweise vorgesehen sein, dass direkt Gleichspannung auf einem Spannungsniveau erzeugt wird, das einer Prozessorspannung entspricht, beispielsweise 1,6 V. Bei derartigen Spannungsniveaus kann vorgesehen sein, dass supraleitende Materialien zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann der Gleichspannungsgenerator 9c und der Leitungsstrang 11d des Gleichspannungsnetzes 11 supraleitend ausgebildet sein.At the in 6 illustrated embodiment of a data center according to the invention 1 For example, it can be provided that DC voltage is generated directly at a voltage level that corresponds to a processor voltage, for example 1.6 V. With such voltage levels, it can be provided that superconducting materials are used. For example, the DC generator 9c and the wiring harness 11d of the direct voltage network 11 be formed superconducting.

Die als Sorptionskältemaschine ausgebildete Kühlanlage 7 kann unterschiedlicher Bauart sein. Beispielsweise kann eine Absorptions- oder Adsorptions-Bauart vorliegen. Es kann sowohl die Abgaswärme als auch die Kühlmittelwärme des Blockheizkraftwerks zur Energieversorgung der Sorptionskältemaschine dienen.The cooling system designed as a sorption refrigerator 7 can be of different design. For example, an absorption or adsorption type may be present. It can serve both the exhaust heat and the coolant heat of the combined heat and power plant to power the sorption.

Das erfindungsgemäße Rechenzentrum hat durch die eigene Energieversorgungsanlage zur Hauptenergieversorgung des Rechenzentrums den Vorteil, dass auch mobile Lösungen möglich sind. Beispielsweise können die Rechenanlagen 3 in einem Container untergebracht sein und die Energieversorgungsanlage 2 sowie die Kühlanlage 7 in einem weiteren Container. Es sind somit auch Komponenten-Lösungen für die Architektur des Rechenzentrums 1 möglich, so dass einzelne Komponenten auf besonders einfache Art und Weise ausgetauscht werden können.The data center according to the invention has the advantage, through its own energy supply system for the main energy supply of the data center, that even mobile solutions are possible. For example, the computer systems 3 be housed in a container and the power system 2 as well as the cooling system 7 in another container. So there are also component solutions for the architecture of the data center 1 possible, so that individual components can be exchanged in a particularly simple manner.

Claims (17)

Rechenzentrum (1) mit mindestens einer aus mehreren Servern (5) bestehenden Rechenanlage (3), mit einer Energieversorgungsanlage (2) zur Hauptenergieversorgung des Rechenzentrums (1) und mit einer Kühlanlage (7) zur Kühlung der Rechenanlage (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsanlage (2) mindestens einen Gleichspannungserzeuger (9) aufweist, und dass ein Gleichspannungsnetz (11) die mindestens eine Rechenanlage (3) und die Energieversorgungsanlage (2) verbindet.Data Center ( 1 ) with at least one of several servers ( 5 ) existing computer system ( 3 ), with a power supply system ( 2 ) to the main power supply of the data center ( 1 ) and with a cooling system ( 7 ) for cooling the computer system ( 3 ), characterized in that the energy supply system ( 2 ) at least one DC voltage generator ( 9 ), and in that a direct voltage network ( 11 ) the at least one computer system ( 3 ) and the energy supply system ( 2 ) connects. Rechenzentrum (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsanlage (2) ein Blockheizkraftwerk ist.Data Center ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the energy supply system ( 2 ) is a combined heat and power plant. Rechenzentrum (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanlage (7) eine Sorptionskältemaschine aufweist.Data Center ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling system ( 7 ) has a sorption refrigeration machine. Rechenzentrum (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abwärmeleitungssystem (22) die Sorptionskältemaschine der Kühlanlage (7) mit der Energieversorgungsanlage (2) verbindet.Data Center ( 1 ) according to claim 3, characterized in that a waste heat pipe system ( 22 ) the sorption chiller of the cooling system ( 7 ) with the energy supply system ( 2 ) connects. Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungserzeuger (9) ein Gleichspannungsgenerator (9c) oder ein Drehspannungsgenerator (9a) mit Gleichrichterschaltung (9b) ist.Data Center ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the DC voltage generator ( 9 ) a DC generator ( 9c ) or a three-phase voltage generator ( 9a ) with rectifier circuit ( 9b ). Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsanlage (2) einen Verbrennungsmotor, eine photovoltaische Solaranlage, eine Gasturbine und/oder eine Brennstoffzelle aufweist.Data Center ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the energy supply system ( 2 ) comprises an internal combustion engine, a photovoltaic solar system, a gas turbine and / or a fuel cell. Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Notspannungsversorgungsanlage (13) für eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung der Rechenanlage (3).Data Center ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized by an emergency power supply system ( 13 ) for an uninterruptible power supply of the computer system ( 3 ). Rechenzentrum (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Notspannungsversorgungsanlage (13) einen Notfallspannungsnetz (25) aufweist, das mit dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz (20) verbunden ist, wobei das Notfallspannungsnetz (25) eine zweite Gleichrichterschaltung (21) aufweist.Data Center ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the emergency power supply system ( 13 ) an emergency voltage network ( 25 ) connected to the public power grid ( 20 ), the emergency voltage network ( 25 ) a second rectifier circuit ( 21 ) having. Rechenzentrum (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Notspannungsversorgungsanlage (13) einen Schwungmassenspeicher aufweist, der mit dem Gleichspannungsgenerator (9c), dem Drehspannungsgenerator (9a) oder einem Notspannungsgenerator verbunden ist.Data Center ( 1 ) according to claim 7 or 8, characterized in that the emergency power supply system ( 13 ) has a flywheel mass storage connected to the DC generator ( 9c ), the three-phase voltage generator ( 9a ) or an emergency voltage generator is connected. Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Notspannungsversorgungsanlage (13) einen Elektromotor (17) aufweist, der mit dem öffentlichen Spannungsversorgungsnetz (20) verbunden ist oder einen Verbrennungsmotor aufweist, wobei über den Elektromotor oder den Verbrennungsmotor, der Gleichspannungsgenerator (9c) der Drehspannungsgenerator (9a) oder ein Notspannungsgenerator antreibbar ist. Data Center ( 1 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the emergency power supply system ( 13 ) an electric motor ( 17 ) connected to the public power grid ( 20 ) or has an internal combustion engine, wherein via the electric motor or the internal combustion engine, the DC generator ( 9c ) the three-phase voltage generator ( 9a ) or an emergency voltage generator is drivable. Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenanlage (3) eine Störungsauskopplungsanlage mit einer Spule, einem Kondensator und einer Sicherung aufweist.Data Center ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the computer system ( 3 ) has a fault isolation system with a coil, a capacitor and a fuse. Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsanlage (2) Gleichspannung von 300–450 V, 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V erzeugt.Data Center ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the energy supply system ( 2 ) DC voltage of 300-450 V, 12 V, 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V generated. Rechenzentrum (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichspannungsnetz (11) mindestens eine Gleichspannungswandlungsschaltung (11b) aufweist.Data Center ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the direct voltage network ( 11 ) at least one DC voltage conversion circuit ( 11b ) having. Verfahren zur Energieversorgung eines Rechenzentrums (1), wobei in einer Energieversorgungsanlage (2) eine Gleichspannung erzeugt wird und die Energieverteilung von Energieversorgungsanlage (2) zu mindestens einer Rechenanlage (3) des Rechenzentrums (1) mittels Gleichspannung erfolgt.Method for powering a data center ( 1 ), whereby in a power supply system ( 2 ) a DC voltage is generated and the energy distribution of the power supply system ( 2 ) to at least one computer system ( 3 ) of the data center ( 1 ) takes place by means of DC voltage. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Gleichspannung für Komponenten der Rechenanlage (13) zentral durch Gleichspannungswandlung der von der Energieversorgungsanlage (2) erzeugten Gleichspannung konvertiert wird.A method according to claim 14, characterized in that the required DC voltage for components of the computer system ( 13 ) centrally by DC voltage conversion of the energy supply system ( 2 ) DC voltage is converted. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsanlage (2) Gleichspannungen auf unterschiedlichen Spannungsniveaus erzeugt und einzelne Komponenten der Rechenanlage (3) direkt mit der für den Betrieb dieser Komponenten erforderlichen Spannung versorgt werden.A method according to claim 14, characterized in that the energy supply system ( 2 ) DC voltages generated at different voltage levels and individual components of the computer system ( 3 ) are supplied directly with the voltage required for the operation of these components. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsanlage (2) Gleichspannungen von 300–450 V, 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V erzeugt oder durch die Spannungswandlung Gleichspannung von 300–450 V, 12 V, 5 V, 3,3 V und/oder 1,6 V bereitgestellt wird.Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that the energy supply system ( 2 ) DC voltages of 300-450 V, 12 V, 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V generated or by the voltage conversion DC voltage of 300-450 V, 12 V, 5 V, 3.3 V and / or 1.6 V is provided.
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