Energietechnik 1 | 21

Neues Rechenzentrum des Bundes: Stromversorgung schwungvoll gesichert

Bewährte Gesamtlösung auf dem Waffenplatz Frauenfeld

Der Bund hat auf dem Gelände des Waffenplatzes Frauenfeld ein leistungsstarkes Rechenzentrum realisiert. ABB hat dafür die passende Gesamtlösung für die gesicherte Stromversorgung mit unterbruchsfreier Stromversorgung und Netzersatzanlage beigesteuert.

Im Sommer 2014 genehmigte der Bundesrat das Konzept für einen Verbund von Rechenzentren für die zentrale Bundesverwaltung. Damit soll die dezentrale und historisch gewachsene Datencenter-Landschaft des Bundes gebündelt werden.

Dieses Konzept umfasst vier Rechenzentren, zwei davon für rein militärische Zwecke, eines für die zivile Nutzung und ein weiteres für die partnerschaftliche Verwendung zwischen Armee und zivilen Behörden. Dieses wurde vor gut einem Jahr in Betrieb genommen.

Angesichts des markanten Baus, der in unmittelbarer Nähe zur Kaserne Auenfeld liegt, ist klar, dass dieses Datencenter gemäss zivilen Standards gebaut wurde. «Die Server hier werden vom Eidgenössischen Departement für Verteidigung, Bevölkerungsschutz und Sport wie auch von zivilen Bundesämtern genutzt», erklärt Heinz Büchi, Leiter dieses neuen Rechenzentrums.

«Über die IT-Infrastruktur hier laufen primär Anwendungen des Departements Verteidigung, Bevölkerungsschutz und Sport (VBS), des Eidgenössischen Finanzdepartements (EFD) sowie weiterer ziviler Behörden, die sie bei ihrer täglichen Arbeit nutzen», so Büchi. Das Rechenzentrum hat die Aufgaben zuvor bestehender, dezentraler Rechenzentren des Bundes übernommen.

Es ist modular aufgebaut und besteht aus zwei verschiedenen Gebäudeelementen: einem Betriebsgebäude für Administration sowie einem Produktionsmodul für die eigentlichen Leistungen des Rechenzentrums. Wenn die Nachfrage nach diesen Leistungen steigt, können vor Ort weitere Module realisiert werden. Die Abwärme des Rechenzentrums wird in ein Fernwärmenetz eingespeist, das die Kaserne auf dem Waffenplatz heizt.

Leistung von je 1,76 MW

Eine sichere Stromversorgung ist für den Betrieb jedes Rechenzentrums essenziell. Als Versicherung gegen allfällige Stromausfälle werden Systeme zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) sowie Netzersatzanlagen in­stalliert, Letztere in der Regel Dieselmotoren, die einen Generator antreiben.

«Die Raumdimensionen hätten es gar nicht zugelassen, für die geforderte Leistung Batterien ­bereitzustellen.»

Meist dienen Batterien als Energiespeicher der USV. «Die Raumdimensionen im Versorgungstrakt des neuen Rechenzentrums hätten es gar nicht zugelassen, für die geforderte Leistung Batterien bereitzustellen», erklärt Lukas Huber, verantwortlicher Projektmanager seitens ABB Schweiz.

So offerierte ABB ein integriertes Paket zur gesicherten Stromversorgung des Rechenzentrums mit dynamischen USV eines Unterlieferanten, also Schwungradspeicher. Mit mehreren Maschinen mit einer Leistung von je 1,76 MW wird die benötigte Leistung zur Verfügung gestellt. Zum Vergleich: Das entspricht rund der achtfachen Leistung eines Autos der ABB-Formel-E, die je eine 380-kg-Lithium-Ionen-Batterie an Bord haben.

Um die dafür nötige kinetische Energie bereitstellen zu können, rotieren in den dynamischen USV je 22,5 t schwere, zweigeteilte Schwungräder – der innere Rotor mit 1500 Umdrehungen pro Minute, der äussere mit 2950. Sie werden über einen Motor in Schwung gehalten, der vom Netz gespeist wird.

Fällt die Stromversorgung aus, wird der Motor übergangslos zum Generator, angetrieben von einem Teil der im Schwungrad gespeicherten Energie. Ein weiterer Teil der Rotationsenergie hilft derweil, den Dieselmotor, der in dieser Lösung integriert ist, zu starten. Innerhalb kürzester Zeit erreicht er so seine Nennleistung und kann nun über den Generator die Stromversorgung als Netzersatzanlage übernehmen.

Auch Transformatoren geliefert

Die Energieverteilung im Rechenzentrum erfolgt auf der Mittelspannungsebene. Diese wird dann auf Niederspannung heruntertransformiert. So hat ABB auch Step-up-Transformatoren geliefert, um den im Notfall von den dynamischen USV generierten Strom auf Mittelspannung hochzutransformieren. Zudem lieferte ABB Drosseln, um kurzfristige Spannungsschwankungen im Netz auszugleichen und die Niederspannungsverteilung für die Versorgung dieses USV-/Netzersatzsystems zu stabilisieren. Zum Gesamtpaket von ABB zählen auch diverse Transformatoren, die die Spannung wieder auf Niederspannung bringen.

«Die USV-Lösung hat sich bereits bei einem kurzzeitigen Stromausfall sowie bei einer Frequenzschwankung bewährt.»

«Die USV-Lösung hat sich bereits bei einem gewitterbedingten kurzzeitigen Stromausfall sowie bei einer Frequenzschwankung im Netz bewährt», so Büchi.

«Für uns war das ein wirklich umfangreiches, komplexes Projekt», erklärt Huber. «Offenbar konnte unser Gesamtkonzept mit dieser inte­grierten Lösung für unterbrechungsfreie Stromversorgung und Netzersatz technisch und ökonomisch überzeugen.» Dass höchste Qualität gefordert war, verstehe sich.

Weitere Infos: niederspannungsprodukte@ch.abb.com