Rechenzentren unter Hochdruck:
Wie lassen sich Leistung, Effizienz und Betriebssicherheit vereinen?
Cloud-Anwendungen, Streaming, digitale Services und künstliche Intelligenz sind längst Teil unseres Alltags. Dahinter arbeitet eine Infrastruktur, die für Nutzer meist unsichtbar bleibt: Rechenzentren.
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Mehr Digitalisierung braucht mehr Rechenleistung
Ob Videokonferenz, Cloud-Speicher, Online-Shopping oder der Einsatz künstlicher Intelligenz: Immer mehr Anwendungen sind auf die Verarbeitung und Speicherung großer Datenmengen angewiesen. Rechenzentren bilden dafür eine wesentliche Infrastruktur – und ihr Bedarf wächst.
Das zeigt sich auch beim Energieverbrauch. Nach Angaben der Europäischen Kommission entfallen auf Rechenzentren weltweit derzeit rund 415 Terawattstunden (TWh) beziehungsweise 1,5 % des jährlichen Stromverbrauchs. Bis 2030 könnte sich dieser Wert auf rund 945 TWh mehr als verdoppeln. Als wesentlicher Treiber gilt dabei unter anderem das Wachstum rechenintensiver Anwendungen, insbesondere im Bereich künstlicher Intelligenz.¹
Damit rückt eine zentrale Frage in den Mittelpunkt:
Wie lässt sich steigende Rechenleistung mit einem möglichst effizienten Betrieb verbinden?
Energie- und Ressourceneffizienz rücken in den Fokus
Damit Server zuverlässig arbeiten können, müssen die erforderlichen Umgebungsbedingungen rund um die Uhr sichergestellt werden. Ein wesentlicher Bestandteil der dafür notwendigen Infrastruktur ist die Kühlung.
Gleichzeitig geht die Konzeption eines Rechenzentrums heute über den reinen Stromverbrauch hinaus. Auch Flächenbedarf, Wasserverbrauch, die Integration in die Energieinfrastruktur oder Möglichkeiten zur Nutzung von Abwärme gewinnen an Bedeutung. Auf europäischer Ebene rückt die Ressourceneffizienz von Rechenzentren daher zunehmend in den Fokus.
Für Planung und Betrieb bedeutet das: Die einzelnen Systeme können nicht isoliert betrachtet werden. Vielmehr gilt es, bereits in der Planungsphase das Zusammenspiel von Rechenleistung, Energieversorgung, Kühlung, verfügbaren Ressourcen und die jeweiligen Standortbedingungen mitzudenken.
Heute planen, was morgen gebraucht wird
Eine weitere Herausforderung liegt in der Geschwindigkeit der Entwicklung. Der Bedarf an Rechenleistung kann wachsen – und damit auch die Anforderungen an die technische Infrastruktur. Gleichzeitig werden Rechenzentren und ihre Versorgungssysteme langfristig geplant.
Skalierbarkeit wird damit zu einem wichtigen Planungsfaktor. Kühlsysteme sollten nicht nur den aktuellen Bedarf abdecken, sondern auch zukünftige Ausbaustufen berücksichtigen. Modulare Konzepte können dabei die Möglichkeit bieten, Kühlleistung entsprechend der tatsächlichen Entwicklung schrittweise zu erweitern.
Hinzu kommen die jeweiligen Standortbedingungen. Außentemperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflussen beispielsweise, welche Kühlverfahren eingesetzt werden können und wie effizient diese über das Jahr arbeiten. Auch langfristige klimatische Entwicklungen können deshalb bereits in der Planung eine Rolle spielen.
Betriebssicherheit kennt keine Pause
Bei allen Effizienzüberlegungen bleibt eine Anforderung unverändert: Ein Rechenzentrum muss zuverlässig funktionieren.
Fällt die Kühlung aus, kann sich die Temperatur in den Serverräumen schnell erhöhen. Entsprechend wichtig sind Betriebssicherheit, Redundanz und eine auf das jeweilige Projekt abgestimmte Auslegung der technischen Infrastruktur.
Dabei entsteht ein Spannungsfeld: Systeme sollen zuverlässig und leistungsfähig sein, gleichzeitig aber möglichst effizient arbeiten und sich flexibel an veränderte Anforderungen anpassen lassen.
Genau deshalb wird die Frage nach dem richtigen Kühlkonzept zu einem entscheidenden Bestandteil der Rechenzentrumsplanung.
Kühlung als Schlüssel für effiziente Rechenzentren
Server erzeugen im Betrieb kontinuierlich Wärme. Diese muss zuverlässig abgeführt werden – 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr. Wie viel Energie dafür benötigt wird, hängt wesentlich vom gewählten Kühlkonzept und den Bedingungen am jeweiligen Standort ab.
Doch welche Möglichkeiten gibt es überhaupt? Wann kann Außenluft zur Kühlung genutzt werden? Was bedeutet freie oder adiabate Kühlung? Wann ist eine mechanische Kälteerzeugung erforderlich? Und kann Abwärme auch sinnvoll genutzt werden?
Im zweiten Teil unserer Serie werfen wir einen genaueren Blick auf die Kühlung von Rechenzentren und zeigen, wie unterschiedliche Kühlverfahren zusammenspielen können.
Expertenblick
Rechenzentren und ihre technische Infrastruktur werden langfristig geplant, während sich der tatsächliche Bedarf an Rechenleistung deutlich schneller verändern kann. Skalierbare und modulare Konzepte ermöglichen es, die Infrastruktur schrittweise an den tatsächlichen Bedarf anzupassen. Dadurch können bereits bei der Planung zukünftige Ausbaustufen berücksichtigt werden, ohne jede mögliche Erweiterung von Beginn an vollständig umsetzen zu müssen.
Standort und klimatische Bedingungen beeinflussen wesentlich, welche Kühlverfahren eingesetzt werden können und wie effizient diese über das Jahr arbeiten. Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und deren Jahresverlauf bestimmen beispielsweise mit, wie lange Außenluft für die freie Kühlung genutzt werden kann. Bei langfristig geplanten Anlagen können deshalb neben aktuellen Wetterdaten auch zukünftige klimatische Entwicklungen in die Auslegung einbezogen werden.
Quellenangabe:
¹ European Commission: Energy performance of data centres
Veröffentlicht im Oktober 2026