Modernes Rechenzentrum für Kaiserslautern

Die Technischen Werke Kaiserslautern sind ein Dienstleistungsunternehmen mit mehr als 700 Mitarbeitern, dessen Hauptgeschäftsfelder in Strom, Wasser, Fernwärme und öffentlichem Personennahverkehr liegen. Das Unternehmen ging 1991 aus den Stadtwerken hervor und ist zu hundert Prozent im Besitz der Stadt Kaiserslautern. Am IT-Standort Kaiserslautern, dem Pfälzer „Silicon Woods“ beheimatet, haben sich die TWK mit Managed Services seit 2001 ein zweites wirtschaftliches Standbein aufgebaut. Mit dem Bau eines modernen Rechenzentrums, dem „Datacenter4you“ wird das Serviceangebot für Firmen in der Region durch Colocation ausgebaut.

Als regionales Versorgungsunternehmen, das als zusätzliches Serviceangebot auch Dritten sein hohes SAP-Know-how zur Verfügung stellt, standen die TWK bereits 2005 vor einem Problem: Das Rechenzentrum, das sowohl die eigenen IT-Anwendungen als auch die von kommunalen Einrichtungen beherbergt und eigentlich Jahre überstehen sollten, war in Bezug auf Stromleistung an seine Grenzen gekommen und musste modernisiert werden. 2007 kam das nächste SAP-Release, das die dreifache Hardwareleistung bei gleicher Funktionalität forderte. Zudem schritt die Digitalisierung im Energiesektor voran, den Vorgaben der Bundesnetzagentur bezüglich des flächendeckenden elektronischen Datenaustausches musste Folge geleistet werden.

Desweiteren benötigte das Rechenzentrum schon bald eine neue Klimatisierung. 2008 verdoppelten sich die SAP-Systeme und mit ihnen kam die zweite Systemlandschaft. Die TWK führte ein Kundenportal und den 24/7-Betrieb ein. Die Anforderungen ließen sich nur mit einem Rechenzentrum erfüllen, welches zudem als Backup fungierte. „Anfang 2009 waren unsere zwei bestehenden Rechenzentren an ihre Grenzen bei Stromversorgung und Klimatisierung gestoßen“, erinnert sich IT-Leiter Berthold Willig. „Um die steigenden Anforderungen unserer Kunden und neue gesetzliche Vorgaben einzuhalten, benötigten wir ein neues Data Center – und das in nur sechs Monaten. Mit einer leerstehenden Maschinenhalle, die in dieser Größenordnung nicht mehr benötigt wurde, hatten wir den Ort dafür schnell gefunden.“

Besseres Klima im Rechenzentrum

In der 1.500 Quadratmeter großen Halle galt es, ein neues, vollständig redundantes Rechenzentrum mit einer geplanten Verfügbarkeit von mindestens 99,982 Prozent aufzubauen. Berthold Willig und Kollegen prüften die Konzepte von drei Rechenzentrumsplanern. Neben einer hohen Verfügbarkeit standen Sicherheit und Energieeffizienz und im Vordergrund. Die Wahl fiel schließlich auf das Konzept von Rittal. Der hessische Systemanbieter für Rechenzentren übernahm als Generalunternehmer die Aufgabe, das neue RZ in sechs Monaten bzw. 120 Werktagen fertigzustellen.

Als lokaler Energieversorger standen für die TWK bei der Planung des neuen „Datacenter4you“ neben hoher Verfügbarkeit und Sicherheit Energieeffizienz an erster Stelle. „Der Umwelt zuliebe haben wir uns für die direkte freie Kühlung entschieden“, beschreibt Berthold Willig die Beweggründe für diese Form der Kälteerzeugung. „Rittal war das einzige Unternehmen, dessen Konzept der direkten freien Kühlung so weit voran geschritten war, dass wir uns mit gutem Gewissen darauf verlassen konnten.“ Bei der direkten freien Kühlung erfolgt die Klimatisierung der Schrankreihen durch gefilterte Außenluft, die aus dem 1,40 Meter hohen Doppelboden des abgeschotteten Kaltgangs strömt. Zur weiteren Nutzung der Energie wird die in den Racks entstehende Warmluft  in den kalten Monaten zur Heizung der Halle benutzt.  

Jeder Serverraum verfügt über eine Kühlleistung von 150 kW, die sich bei Bedarf auf bis zu 300 kW ausbauen lässt. Bis zu einer Außentemperatur von 21°C ist eine hundertprozentige freie Kühlung möglich – und damit mindestens 7.000 Stunden im Jahr. Ist die Außenluft für eine direkte Einleitung zu kalt, wird sie mit der warmen Abluft des Rechenzentrums vermischt. Wird es wärmer als 21°C, erfolgt die Kühlung mit Kaltwasser. Dieses wird durch zwei Kaltwasseranlagen auf dem Dach erzeugt. Jedes Gerät besitzt eine Leistung von 200 kW und die Kaltwasseranlage ist erweiterbar auf bis zu 800 kW. Das Wasser wird in einem 2.500 Liter fassenden Puffer gespeichert.

In beiden Serverräumen sind die Racks nach dem Warm- und Kaltgangprinzip angeordnet. Die Kaltgänge sind gegen den Rest des Raumes mit Abdeckplatten und elektrischen Schiebetüren abgetrennt, so dass die Kaltluft nicht entweichen kann, sondern nur den Racks zugeführt wird.

Schutz vor Feuer, Rauch, Wasser...

Das neue Data Center wurde in einer Raum-im-Raum-Bauweise erstellt und besteht aus zwei getrennten Rechenzentren, deren Daten jeweils gespiegelt werden, um vollständige Redundanz und damit eine hohe Ausfallsicherheit zu erreichen. Während das eine Data Center auf 185 Quadratmetern 66 Racks in sechs Reihen beherbergt, bringt das zweite auf 243 Quadratmetern 88 Racks in elf Reihen unter.

Auch wenn die Versorgungssicherheit beim Strom in Deutschland nach Angaben des Wirtschaftsministeriums "nach wie vor als hoch einzustufen" ist, müssen Betreiber von Rechenzentren auf eventuelle Stromausfälle bestens vorbereitet sein. Die komplette Stromversorgung im RZ ist bei den TWK von der Einspeisung des Netzstroms bis hin zu jeder einzelnen Steckdose kreuzweise redundant aufgebaut. Dies bedeutet, dass die Bereiche A und B im Rechenzentrum jeder für sich mit einer eigenen Stromverteilung mit Haupt- und Unterverteilungen ausgestattet sind. Gleichzeitig sind beide Bereiche auf allen Stufen kreuzweise miteinander verbunden.

Im Rechenzentrum der TWK kommt die Rittal USV PMC 200 zum Einsatz, die schon bei geringer Auslastung einen hohen Wirkungsgrad bietet. Fällt der Strom länger als 15 Minuten aus, springt ein Dieselgenerator mit 800 kW für einen Notbetrieb von 48 Stunden ein. Auch die Datenübertragung ist redundant ausgelegt. Zwei getrennte Anbindungen führen über verschiedene Routen an den Netzwerk-Knotenpunkt Frankfurt.

Vor den Feinden eines jeden Rechenzentrums Feuer, Rauch, Wasser, Explosionen oder Einbrechern schützen die beiden autarken und ECB-S-zertifizierten Sicherheitsräume. Damit bietet das Data Center der TWK die höchste Sicherheitsstufe für den passiven Schutz von Rechenzentren. Darüber hinaus kommt ein strenges Zutritts- und Sicherheitskonzept zum Einsatz. Die Zugangstüren lassen sich bei entsprechender Einstellung für jeden Mitarbeiter einzeln nach einem Sicherheitscheck über Smartcard und PIN oder Fingerabdruck freischalten.

Das im Oktober 2010 eröffnete Data Center zeichnet sich durch Energie- und Kosteneffizienz aus: Mit einer Power Usage Effectiveness (PUE) von kleiner 1,3 erreicht es einen der besten Werte in Europa, der Durchschnitt liegt bei 1,7. Damit sparen die TWK jährlich 30.000 bis 40.000 Euro an Stromkosten im Vergleich zur Vorgängerlösung bei identischem Serverbestand. Auch deswegen erwartet das Unternehmen einen ROI von unter acht Jahren.

Die TWK GmbH
Die Technischen Werke Kaiserslautern (TWK) sind ein modernes Dienstleistungsunternehmen mit den Hauptgeschäftsfeldern Strom, Wasser, Fernwärme und öffentlicher Personennahverkehr. Hervorgegangen ist das Unternehmen 1991 aus den Stadtwerken und ist seitdem zu 100 Prozent im Besitz der Stadt Kaiserslautern.
Im Internet: www.twk-kl.de

Bildquelle: TWK GmbH