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Bosch SOFC

Die Brennstoffzelle als flexible und modulare Energiequelle für Rechenzentren

Bosch Brennstoffzellensysteme für Rechenzentren

Eine eigene dezentrale Energieversorgung direkt vor Ort – für Rechenzentren ist das eine Lösung für aktuelle Herausforderungen in vielen Metropolen der Welt. Durch ihren hohen Energiebedarf für Rechenleistung und Kühlung sind sie auf eine energieeffiziente und sichere Stromversorgung angewiesen. Betreiber sind aber auch bestrebt, ihre Rechenzentren umweltfreundlich mit Energie zu versorgen. Mit dem dezentralen Brennstoffzellensystem von Bosch sind Rechenzentren für alle Anforderungen bestens aufgestellt: Gemeinsam mit unseren Partnern können wir die SOFC-Technologie in Modulen bündeln, individuell auf den elektrischen Bedarf anpassen und skalieren. Ein weiterer Pluspunkt: Die SOFC-Technologie wurde für den reinen Wasserstoffbetrieb entwickelt, ist jedoch brennstoffflexibel einsetzbar. Die Nutzung von grünem Wasserstoff ermöglicht perspektivisch eine CO2-neutrale Stromerzeugung. Und auch mit Erdgas oder Biomethan als Brennstoff entstehen heute bereits deutlich weniger Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Energiewandlern. Zudem lässt sich die Abwärme sinnvoll nutzen, wodurch ein Gesamtwirkungsgrad von mehr als 85 Prozent zum Beginning of Life entsteht. Durch die Kopplung mit Ab- bzw. Adsorptionskältemaschinen, lässt sich Abwärme aus Rechenzentrum und Brennstoffzellensystemen in Kälte umwandeln. So lassen sich nicht nur Kühlungsinfrastrukturen entlasten, sondern Rechenzentren insgesamt effizienter betreiben. Optional kann die entstehende Wärme in Nah- oder Fernwärmenetze von Städten und Kommunen eingespeist werden.

Verlässliche Stromversorgung für Rechenzentren dank SOFC

Vernetzte Fabriken, autonomes Fahren, Streaming und Co. – datenbasierte Anwendungen werden zahlreicher und vielfältiger. Dementsprechend steigt der Bedarf an Rechenleistung und Übertragungsgeschwindigkeit. Ob Core oder Edge Data Center: Beide sind auf eine ausfallsichere und unterbrechungsfreie Stromversorgung angewiesen. Bestehende Energienetze kommen jedoch zunehmend an ihre Grenzen und können den steigenden Energiebedarf der Rechenzentrumsindustrie nur unzureichend oder nicht mehr abbilden. Es entsteht eine Lücke zwischen bereitstellbarer und benötigter Energie. Eine Lösung kann daher die dezentrale Energieerzeugung sein. Lokal, direkt vor Ort erzeugter Strom garantiert einerseits die Versorgungssicherheit und -qualität und trägt andererseits zur Netzstabilität bei. Hergestellt aus erneuerbaren Energien, wie grünem Wasserstoff, leistet er zudem seinen Beitrag zum Klimaschutz und wird etwaigen gesetzlichen Anforderungen sowie privatwirtschaftlichen Ambitionen zur Klimaneutralität gerecht.

Ein SOFC-Modul versorgt ein Edge Data Center im städtischen Gebiet mit Strom.
In der Stadt: SOFC-Systeme sind kompakt und leise, sodass sie auch in dicht bebauten städtischen Gebieten Edge Data Center zuverlässig mit Strom versorgen.
Ein SOFC-Modul versorgt ein Edge Data Center im ländlichen Gebiet mit Strom.
Auf dem Land: auch in ländlicher Umgebung eingebettet, liefern SOFC-Systeme zuverlässig Energie – leise, vibrationsfrei, nachhaltig.
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SOFC als Lösung für Edge Data Center

Edge Data Center sind Rechenzentren, die Daten in Randgebieten eines Netzwerks verarbeiten und bereitstellen. Mit der Datenverarbeitung in direkter Nähe zu den Endgeräten stellen sie kurze Latenzzeiten und hohe Bandbreiten sicher, was besonders bei Anwendungen wie dem autonomen Fahren wichtig ist.

In Edge-Rechenzentren können ganz unterschiedliche Leistungsklassen zum Einsatz kommen und damit vielfältige Anwendungen unterstützen. Gemeinsam mit Partnern arbeitet Bosch an der Entwicklung von Modulen. Der Ansatz: Das SOFC Power Supply System bestehend aus den SOFC-Units und allen wesentlichen Nebenanlagen und -systemen werden mit dem Partner in einem sicheren Gehäuse untergebracht und mit rechenzentrumsspezifischen Komponenten kombiniert, je nach Partner beispielsweise mit Leistungen von bis zu 200 Kilowatt. Dank skalierbarer Module kann die Stromversorgung mit der IT-Infrastruktur flexibel mitwachsen. Demnach bindet die Stromversorgung nur so viel Kapital, wie wirklich erforderlich ist.

SOFC als Lösung für Core Data Center

Core Data Center sind großflächige Rechenzentren, die häufig in oder um Metropolen wie Frankfurt am Main angesiedelt sind. Sie verteilen sich meist auf mehrere Gebäude mit einer Leistungsklasse von 10 bis 15 Megawatt pro Einheit. Auch für Core Data Center werden SOFC Power Modules verfügbar sein. Seien es Co-Location-, Enterprise- oder Cloud-Rechenzentren. Das Wachstum von Server-, Storage- oder Netzwerkinfrastrukturen erfordert auch ein Wachstum der umgebenden Betriebsinfrastruktur. Einzelne Power Modules sind standortflexibel sowie beliebig skalierbar und können deshalb bedarfsorientiert an die vorhandene IT-Infrastruktur angepasst werden. Der Vorteil: Es wird nur das verbaut, was tatsächlich nötig ist. Das spart nicht nur Ressourcen, sondern minimiert zudem die Kapitalbindung.

Mehrere SOFC-Module versorgen Rechenzentren zuverlässig mit Strom.
SOFC-Systeme können in Modulen entlang eines Rechenzentrums aufgereiht werden und es unmittelbar vor Ort zuverlässig mit Strom versorgen.
Mehrere SOFC-Systeme, aufgestapelt in Modulen und damit sehr platzsparend, versorgen Rechenzentren zuverlässig mit Strom.
SOFC-Systeme können in Modulen platzsparend installiert und beispielsweise stapelbar ausgelegt werden.
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Wie kommt die SOFC in Rechenzentren zum Einsatz?

Aktuell beziehen die meisten Rechenzentren ihre Primärenergie aus dem Stromnetz. Kommt es zu einem Stromausfall, übernehmen oftmals Netzersatzanlagen zwischenzeitlich die Stromerzeugung. Der elektrische Wirkungsgrad ist jedoch gering, Wartungsaufwand sowie Schadstoffausstoß sind dafür hoch. Hinzu kommt, dass Stromnetze für den immer weiter steigenden Energiebedarf nicht ausgelegt sind.

SOFC-Systeme machen Netzersatzanlagen wie Dieselgeneratoren nicht nur überflüssig, sondern sie bieten vielmehr eine resiliente Alternative zum konventionellen Stromnetz, indem sie Rechenzentren mit Primärenergie versorgen können. Damit gehören elektrische Verluste durch Umspannwerke und Transformatoren der Vergangenheit an. Ein weiterer Pluspunkt ist die erweiterte Flexibilität: Rechenzentren können schnell, ökonomisch und standortvariabel aufgebaut werden – und das bei bedarfsorientierten Skalierungsoptionen.

Schritt 1: Basis-Stromversorgung mit der SOFC
SOFC-Systeme versorgen das Rechenzentrum mit Primärenergie. Zusätzlich gleicht das herkömmliche Versorgungsnetz Leistungsspitzen aus. Die Dieselgeneratoren bleiben als Netzersatzanlagen zunächst erhalten.

Schritt 2: Backup wird überflüssig
Mit der Erweiterung um zusätzliche SOFC-Module können die Brennstoffzellen etwaige Leistungsspitzen des Rechenzentrums abdecken. Sollte es zu Ausfällen kommen, fungiert das herkömmliche Stromnetz als Ersatz. Dieselgeneratoren sind nicht mehr notwendig.

Schritt 3: Vollständiger SOFC-Betrieb
Mit einer entsprechenden Anzahl an SOFC-Modulen sind keine zusätzlichen Netzersatzanlagen mehr notwendig. Die Rechenzentren können nun völlig unabhängig vom Stromnetz betrieben werden. Schließlich greifen sie auf ihre eigene Stromversorgung direkt vor Ort zurück.

Die SOFC Brennstoffzellensysteme ermöglichen Rechenzentren eine dezentrale Stromversorgung, welche gänzlich unabhängig vom Stromnetz ist und Dieselgeneratoren als Netzersatzanlagen überflüssig macht.

So erfüllt die SOFC die Anforderungen von Rechenzentren

Rechenzentren stellen spezifische Anforderungen an die Stromversorgung. SOFC-Systeme werden diesen gerecht. Aktuell unterziehen wir sie in Pilotanlagen dem Praxischeck.

Wir sind Mitglied in der German Datacenter Association (GDA), die sich in Politik, Gesellschaft und Medien für die Interessen von Rechenzentren einsetzt.

Marcus Spickermann

Wir freuen uns, als erster Partner für wasserstofffähige On-Site Power Generation im Verband German Datacenter Association aktiv zu sein. Ob Nachhaltigkeit, Energieverfügbarkeit oder Time-to-Market von Edge- und Cloud-Rechenzentren in deutschen Metropolregionen. Gemeinsam mit Branchenpartnern entwickeln wir innovative Lösungen für die vielschichtigen Herausforderungen.

Marcus Spickermann, verantwortlich für Sales & Market Development, Bosch SOFC

Kontakt

Bosch SOFC Kontaktgespräch auf Messe

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Das Bosch SOFC-System befindet sich in der Pilotierungsphase. Alle hier genannten fachlichen Angaben sind technologische Entwicklungsziele und beziehen sich auf den Beginning of Life.

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