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Open Access
Optimized data center site selection : mesoclimatic effects on data center energy consumption and costs
(2021) Turek, Dirk; Radgen, Peter
The effect of the location on the energy consumption of data centers has already been studied in detail on the macro-climatic level. To take advantage of these effects, however, it is usually necessary for the location of data centers to cross international borders. The influence of site changes within national borders and in a small radius of < 100 km has not yet been quantified. To investigate this, a dynamic mathematical model of the temperature-dependent components of a reference data center was created and the influence on the energy consumption in an area of 240 × 215 km in Germany was investigated. It could be shown that even small changes of the location within a 10 km radius of a location lead to annual energy savings in the recirculating chiller of 9.12% on average (maximum 56.58%). With a freedom of location of 100 km within national borders, savings of 37.35% on average (maximum 76.11%) are even possible. Location-dependent optimizations are therefore also relevant at local and national level with regard to their influence on energy consumption, and the consideration of mesoclimatic aspects should be an elementary part of the site selection process for data centers in the future.
Open Access
Die Standortwahl von Rechenzentren unter Berücksichtigung der Total Cost of Ownership : ein Framework zur multikriteriellen Entscheidungsanalyse
(Stuttgart : Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, 2022) Turek, Dirk; Radgen, Peter (Prof. Dr.-Ing.)
Das in dieser Arbeit vorgestellte Gesamtkosten-Modell ermöglicht einen standortspezifischen Kostenvergleich anhand von 23 Einzelkostenpunkten. Die Kosten werden bis auf eine Struktur- bzw. Objektebene aufgelöst und die einzelnen Elemente separat als vereinfachte Modelle abgebildet. Die Granularität des Modells ist hoher als vergleichbare Modelle aus der Literatur. Aus Sicht der physischen Subkomponenten wird ein Rechenzentrum in dieser Arbeit präziser abgebildet als frühere Arbeiten, was eine differenziertere Betrachtung der standortabhängigen Komponenten ermöglicht. Die Integration der Standortabhängigkeit in ein Gesamtkostenmodell für Rechenzentren ist ein neuer Ansatz, der zum Zeitpunkt dieser Arbeit in diesem Umfang noch nicht in anderer wissenschaftlicher Literatur berücksichtigt wurde. Die vorliegende Arbeit dient als Basismodell, um im Bereich der standortabhängigen Kostenberechnung ein Rechenzentrum als einzelnen Kostenpunkt zu betrachteten. Einzelparameter wie Grundstucks- und Strompreise werden in dieser Arbeit rational als Teilkomponenten einer heuristischen Kostenbetrachtung identifiziert und eine Methodik vorgestellt, die Gesamtheit der Rechenzentrumskosten zu bestimmen. Die Ergebnisse der Kostenberechnung für den Untersuchungsraum Baden-Württemberg fuhren zu dem Ergebnis, dass unter derzeitigen Bedingungen die Gesamtkosten nur eine geringe Schwankungsbreite aufweisen. Die Rechenzentrumsbranche befindet sich seit vielen Jahren in einer Wachstums- und renditestarken Phase. Zum aktuellen Zeitpunkt stellen geringfügige Kostenersparnisse eines Standorts einen zu geringen Anreiz dar. Kommt es in Zukunft zu einer Nachfragesättigung und einem Rückgang im Nachfragewachstum, wird es zu einer Marktaggregation kommen. Die standortspezifischen Kosten können ab diesem Zeitpunkt deutlicher ins Gewicht fallen, da in einer Marktaggregation auch geringe Preisunterschiede für das Bestehen eines Unternehmens oder eines Standorts von Relevanz sein können. Das differenzierte Bestimmen von standortabhängigen Kosten ist ein unverzichtbares Werkzeug, um als Betreiber eines Rechenzentrums langfristig ökonomisch erfolgreich und konkurrenzfähig im Markt zu bestehen.