Stromversorgungen für »Green Energy«
Ein umweltfreundliches Design ist in der EU Pflicht
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
80-Plus-Initiative: Wirkungsgrad von 80 Prozent
Bei einer für ein Datenzentrum bestimmten Stromversorgung wird laut Hägle im Durchschnitt nur eine Last von 20 Prozent der Nennleistung beansprucht. Doch wird der höchste Wirkungsgrad vieler herkömmlicher PSUs (PSU: Power Supply Unit) nur erreicht, wenn sie mit 80 Prozent ihrer Maximalleistung belastet werden. Der Wirkungsgrad herkömmlicher PSUs kann schnell abnehmen, wenn die Last sinkt. »Dies rührt daher, dass Schaltverluste bei geringerer Leistung stärker in der Berechnung der Effizienz eingehen«, erläutert Hägle. Auch wenn die Gesetzgebung Stromversorgungen von Datenzentren noch nicht im Fokus hat, so gehen Hersteller immer mehr in Richtung höhere Effizienz auch im Teillastbereich und bieten ihren Kunden dadurch Einsparungen bei den Betriebskosten.
»Die bekannteste Profilkampagne dazu ist die ’80 Plus’-Initiative. Die Idee, die hinter ’80 Plus’ steht, wurde erstmals beim ’Market Transformation Symposium des American Council for an Energy-Efficient Economy’ (ACEEE) vorgestellt und etablierte sich rasch als Basis für die Kennzeichnung des Wirkungsgrads von PSUs durch das Energy-Star-Programm«, schildert Hägle. Ende 2007 waren schon einige Hundert nach 80-Plus-Standard zertifizierte PSUs auf dem Markt. Die Initiative fordert, dass die PSUs bei den Lastpunkten 20 Prozent, 50 Prozent und 100 Prozent jeweils einen Wirkungsgrad von mindestens 80% erreichen.
2008 wurde der Standard überarbeitet, um der Forderung nach höheren Wirkungsgraden und größeren Kosteneinsparungen Rechnung zu tragen. Die Bronze-, Silber- und Goldklassifizierungen fordern bei diesen Lastpunkten Wirkungsgrade von mindestens 82, 85 und 87 Prozent. »2009 kam noch die Platin-Kategorie hinzu, mit der der Wirkungsgrad auf 90% erhöht wurde. Das Ende markiert aktuell die Titanium-Kategorie, die bei einem Lastpunkt von 20% bereits einen Wirkungsgrad von 94 Prozent fordert«, so Hägle.
Die Energie- und Kosteneinsparungen über die gesamte Lebensdauer von Datenzentren nur durch Einsatz dieser leistungsstärkeren PSUs sind nach den Worten von Hägle »immens«. »Durch Verwendung von 80-Plus-goldzertifizierten PSUs können zwischen 30 und 50 MWh über dessen gesamte Lebensdauer eingespart werden.« Weil sie einen höheren Wirkungsgrad haben, sind auch die Server einer geringeren Wärmebelastung ausgesetzt und arbeiten dadurch zuverlässiger, und das schlägt sich natürlich auch in einer höheren Lebensdauer der PSUs nieder.
Murata Power: gold- und platinzertifziert nach 80 Plus
»Mit seinen Erfahrungen aus weltweit insgesamt sieben Entwicklungszentren für Standard- und kundenspezifische Stromversorgungen im Kommunikationssektor ist Murata Power inzwischen weltweit führend bei gold- und platinzertifizierten Front-End-PSUs«, betont der Marketing Manager. Das Unternehmen liefert Front-End-Netzteile von 400 Watt in einem 54 mm breiten Gehäuse und bis zu 2825 Watt in einem 129,50 mm breiten und 1U hohen Gehäuse. Bedingt durch immer kleinere Versorgungsspannungen für Mikrocontroller, Mikroprozessoren, FPGAs und andere Bausteine, ist eine neue Stromversorgungsarchitektur gefordert. Das Front-End-Netzteil versorgt dezentral positionierte DC/DC-Wandler mit 12, 24 oder 48 V. Die dort erzeugte Spannung wird dann direkt an den Verbrauchern mittels effizienter und kompakt bauender POLs auf die Verbraucherspannung heruntergeregelt. Nicht nur Spannungsverluste auf der Zuleitung werden vermieden, auch die Verlustwärme wird gleichmäßig auf das gesamte System verteilt.
Ein Beispiel für diesen POL ist der EN5339QI von Enpirion. Im Wesentlichen konzipiert als Power System-on-Chip (PowerSoC), nutzt der EN5339QI die High-Speed-MOSFET-Technologie, um ultrahohe Schaltfrequenzen zu unterstützen. Im Vergleich zum 3A-Vorgängerdesign hat der Hersteller dadurch 20 der Grundfläche und 40% der Profilhöhe eingespart. Bei dem PowerSoC sind Controller, Power-MOSFETs, Bauteile der Regelschleife und die Spule in einem winzigen 4 x 6 mm-Gehäuse integriert. Der Wirkungsgrad beträgt dabei bis zu 95 Prozent.
- Ein umweltfreundliches Design ist in der EU Pflicht
- 80-Plus-Initiative: Wirkungsgrad von 80 Prozent
- Trend »integrierte Kommunikationsschnittstelle«
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Keine Kompromisse
DC/DC-Wandler im Miniformat für cyber-physische Systeme
HiTek Power
10-kW-HV-Stromversorgungen mit diversen Eingangsspannungen
