ESN4NW: Energieoptimierte Supercomputer-Netzwerke durch die Nutzung von Windenergie
Overview
Motivation
High-Performance
Computing (HPC) geh?rt heute in vielen wissenschaftlichen Disziplinen zu den
grundlegenden Forschungsmethoden, zum Beispiel in der Klimamodellierung, in der
Astrophysik und in der Biologie. Alle Rechenzentren in Deutschland ben?tigen
ca. 3 % des nationalen Stroms. Selbst geringe Energieeinsparungen in
Rechenzentren führen zu einer relevanten Einsparung an CO2. Ziel der
F?rderrichtlinie ?GreenHPC“ ist es, durch Verbesserung der Energieeffizienz im
High-Performance Computing in der Forschung und auch in kommerziellen
Rechenzentren die Innovationskraft am Standort Deutschland zu st?rken.
Ziele
und Vorgehen
Um
?berlastungen des Stromnetzes zu vermeiden, müssen Windkraftanlagen unter
Verlust erzeugbarer Energie abgeregelt werden. Ziel des Vorhabens ESN4NW ist
es, die emissionsarme Energie für Rechenknoten im High-Performance Computing
direkt und dynamisch zu nutzen. Der Schwerpunkt des Vorhabens ist ein
Integrationskonzept der Rechenknoten in viele Anlagen und eine emissionsarme
Betriebsführung über deren dynamische Aktivierung. Die verteilte Infrastruktur
von HPC-Rechenknoten, die dynamisch aktivierte Rechenleistung, die lokale
Stromnetzauslastung sowie Windenergieleistung bilden dabei ein komplexes
Gesamtsystem, das im Projekt durch einen intelligenten digitalen Zwilling
modelliert wird. Dieser erm?glicht eine nachhaltige, ganzheitliche
Betriebsführung zum Heben aller Potenziale.
Innovationen
und Perspektiven
Das
Projekt untersucht alle Potenziale in der Betriebsführung von verteilten
HPC-Rechenzentren in Windenergieanlagen und liefert einen neuen Ansatz zur
Energie- und Emissionseinsparung. Für das zukünftige High-Performance Computing
er?ffnet sich durch das Vorhaben die M?glichkeit, dezentraler,
kostenoptimierter, zuverl?ssiger, flexibler und umweltfreundlicher operieren zu
k?nnen.
Motivation
High-Performance Computing (HPC) geh?rt heute in vielen wissenschaftlichen Disziplinen zu den grundlegenden Forschungsmethoden, zum Beispiel in der Klimamodellierung, in der Astrophysik und in der Biologie. Alle Rechenzentren in Deutschland verbrauchen
Objective
Um U?berlastungen des Stromnetzes zu vermeiden, mu?ssen Windkraftanlagen normalerweise unter Verlust der erzeugten Energie abgeriegelt werden. Ziel des Vorhabens ESN4NW ist es, diese Energie durch Integration von Rechenknoten fu?r High-Performance Computing direkt in den Anlagen zu nutzen. Der Schwerpunkt des Vorhabens ist dabei die Entwicklung einer Infrastruktur zur Orchestrierung und Zuteilung von Rechenjobs. Die Rechenknoten, die Nachfrage nach Rechenleistung, die lokale Stromnetzauslastung sowie Windleistung bilden ein komplexes Gesamtsystem, das im Projekt durch einen digitalen Zwilling modelliert wird. Dies ermo?glicht eine ganzheitliche Analyse und Bewertung der tatsa?chlichen Energiesparpotenziale.
Innovation
Das Projekt untersucht das Potenzial von gru?nen und verteilten Rechenzentren, die einen neuen Ansatz zur Energieeinsparung darstellen. Fu?r das zuku?nftige High-Performance Computing ero?ffnet sich durch das Vorhaben die Mo?glichkeit, dezentraler, kostenoptimierter, zuverla?ssiger, flexibler und umweltfreundlicher operieren zu ko?nnen.
Key Facts
- Grant Number:
- Project type:
- Forschung
- Project duration:
- 11/2022 - 03/2026
- Funded by:
- Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
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Dr. Gunnar Schomaker
Software Innovation Campus Paderborn (SICP)
Wissenschaftlicher Mitarbeiter - Stellvertretender Leiter - Stv Gesch?ftsführer Software Innovation Lab, R&D Manager – Smart Systems