Energiemanagement in datacenters: PUE, monitoring en rapportageverplichtingen

In een datacenter is energie niet zomaar een kostenpost: het is de belangrijkste operationele kostenpost en vormt ook de fysieke grens aan groei. Daarom meet de sector zijn efficiëntie al lange tijd met een indicator die feitelijk een standaard is geworden: PUE.

Sinds 2024 is er naast meten ook een verplichting: de Europese energie-efficiëntierichtlijn verplicht datacenters boven een bepaalde omvang om hun prestaties jaarlijks te rapporteren.

Kort samengevat:

• PUE vergelijkt het totale energieverbruik van de locatie met het verbruik van de IT-apparatuur.
• Koeling is de grootste energieverbruiker buiten de IT en het belangrijkste verbeterpunt.
• Voor datacenters met een geïnstalleerd IT-vermogen van minimaal 500 kW gelden Europese rapportageverplichtingen.
• Serverruimtes in utiliteitsgebouwen worden het vaakst over het hoofd gezien: ze zijn klein, redundant uitgevoerd en worden nooit gemonitord.

PUE en de beperkingen ervan

PUE (Power Usage Effectiveness) is de verhouding tussen het totale energieverbruik van het datacenter en het energieverbruik van uitsluitend de IT-apparatuur. Een PUE van 1 zou betekenen dat alle energie naar de servers gaat. De werkelijke waarden liggen hoger omdat ook koeling, UPS-systemen en stroomdistributie energie verbruiken.
Het is een nuttige indicator, maar er zijn twee beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden. Ten eerste verbetert de waarde ook wanneer de IT-belasting toeneemt, waardoor een voller belast datacenter met dezelfde installaties efficiënter lijkt. Ten tweede zegt de waarde niets over de efficiëntie van het geleverde werk: twee ruimtes met dezelfde PUE kunnen zeer verschillende diensten leveren.
Daarom worden naast PUE ook andere indicatoren gebruikt, van het waterverbruik voor koeling tot de daadwerkelijk teruggewonnen en hergebruikte warmte.

Europese rapportageverplichtingen

Op grond van de energie-efficiëntierichtlijn EED 2023/1791 en Gedelegeerde Verordening (EU) 2024/1364 moeten datacenters met een geïnstalleerd IT-vermogen van minimaal 500 kW jaarlijks informatie over hun prestaties rapporteren: energieverbruik, gebruiksindicatoren, bedrijfstemperaturen, verwerkt dataverkeer, het aandeel hernieuwbare energie en teruggewonnen restwarmte.
De gegevens worden opgenomen in een Europese database die in geaggregeerde vorm kan worden geraadpleegd. Voor installaties boven één megawatt moedigt de richtlijn bovendien deelname aan de Europese gedragscode voor energie-efficiëntie van datacenters en de invoering van warmteterugwinning aan.
De praktische consequentie is dat meten niet langer alleen een managementkeuze is: het is een nalevingsverplichting die betrouwbare, doorlopende gegevens vereist in plaats van jaarlijkse schattingen.

Waar daadwerkelijk winst te behalen valt

Als de IT-belasting, die afhankelijk is van de geleverde diensten, buiten beschouwing wordt gelaten, zijn er drie belangrijke verbeterpunten.
Koeling. Dit is de grootste energieverbruiker buiten de IT. Bekende maatregelen zijn het scheiden van warme en koude gangen om recirculatie van behandelde lucht te voorkomen, free cooling wanneer de buitenomstandigheden dit toelaten en het gecontroleerd verhogen van de toevoertemperaturen binnen de aanbevolen grenzen voor de apparatuur.
Elektrische distributie. UPS-systemen en transformatoren werken om redenen van redundantie vaak met een gedeeltelijke belasting, waarbij hun rendement het laagst is. Door verliezen in de volledige keten te meten, wordt duidelijk wat de gekozen redundantie kost.
Warmteterugwinning. De energie die servers afgeven, is warmte op lage temperatuur. Wanneer er een gebruiker in de buurt is, zoals kantoren of een stadsverwarmingsnet, wordt deze warmte een hulpbron in plaats van een afvoerkost.

Serverruimtes in utiliteitsgebouwen

Er is ook een situatie die voor de meeste bedrijven relevant is: niet het datacenter zelf, maar de interne serverruimte met enkele tientallen kW in een kantoorgebouw, ziekenhuis of bedrijfshoofdkantoor.
Deze ruimtes worden vaak per definitie over het hoofd gezien: ze worden 24 uur per dag gekoeld met speciale, vaak overgedimensioneerde apparatuur, worden zelden gemonitord en maken bijna nooit deel uit van energie-efficiëntieprojecten voor het gebouw. In de praktijk komen drie terugkerende problemen voor:

• Overkoeling. De toevoertemperaturen zijn veel lager ingesteld dan nodig, vaak jaren geleden, en zijn nooit opnieuw beoordeeld.
• Luchtrecirculatie. Racks zijn zonder duidelijke indeling van de gangen geplaatst, waardoor warme lucht terugkeert naar de luchtinlaten.
• Onzichtbaar verbruik. De ruimte heeft geen eigen meter, waardoor het verbruik opgaat in het totale gebouwverbruik en niemand weet hoe groot het aandeel is.

De eerste maatregel is hier geen aanpassing aan de installaties: het gaat om het plaatsen van een meter en twee temperatuursensoren.

Wat moet worden gemeten

De hulpmiddelen

Voor grote datacenters bestaan gespecialiseerde DCIM-platforms die zijn ontwikkeld voor het beheer van racks, capaciteit en IT-infrastructuur. Dat is niet het werkterrein van UTwin, en het is belangrijk om dat duidelijk te maken. De algemene aanpak, van het meetplan tot de verificatie, wordt beschreven in de gids voor energiemanagement.
De energiemanagementsoftware van UTwin werkt op het niveau van het gebouw waarin de ruimtes zich bevinden: de software monitort energie, water en omgevingsparameters met slimme meters en IoT-sensoren, plaatst gegevens op plattegronden, geeft waarschuwingen bij afwijkingen en maakt bediening van installaties op afstand mogelijk.
De oplossing is geschikt voor serverruimtes in utiliteitsgebouwen en voor organisaties die het verbruik van de serverruimte samen met dat van de rest van het gebouw moeten beheren.
De geïntegreerde onderhoudssoftware (CMMS) richt zich op het belangrijkste aspect in deze omgevingen: continuïteit. Een afwijking die door sensoren wordt vastgesteld, wordt een toegewezen onderhoudstaak voordat er uitval ontstaat, volgens de aanpak die wordt beschreven in de gids voor voorspellend onderhoud.

Veelgestelde vragen

• Wat is PUE en wat zou de waarde moeten zijn?

  Het is de verhouding tussen het totale energieverbruik van het datacenter en het verbruik van de IT-apparatuur. Hoe dichter de waarde bij 1 ligt, hoe minder energie wordt besteed aan ondersteunende diensten zoals koeling en distributie. De referentiewaarde hangt af van de omvang, het klimaat en de koeltechnologie. Daarom is verbetering in de loop van de tijd belangrijker dan een absolute vergelijking.

• Welke datacenters moeten hun energieverbruik rapporteren?

  Datacenters met een geïnstalleerd IT-vermogen van minimaal 500 kW, overeenkomstig richtlijn EED 2023/1791 en Gedelegeerde Verordening (EU) 2024/1364. De gerapporteerde informatie wordt opgenomen in een Europese database.

• Is PUE voldoende om te bepalen of een datacenter efficiënt is?

  Nee. De waarde kan verbeteren door alleen al de IT-belasting te verhogen en houdt geen rekening met de geleverde dienst. PUE moet samen met andere indicatoren worden beoordeeld, zoals waterverbruik en teruggewonnen warmte, en in de tijd op dezelfde locatie worden gevolgd.

• Moet ook een kleine interne serverruimte van een bedrijf worden gemonitord?

  Ja, en dit is het geval waarin de verhouding tussen kosten en baten het gunstigst is: een aparte meter en enkele temperatuursensoren zijn voldoende om overkoeling en luchtrecirculatie vast te stellen. Dit zijn veelvoorkomende problemen die zonder grote investeringen kunnen worden opgelost.

Waar begin je?

Als de ruimte geen eigen meter heeft, is PUE slechts een schatting en houdt elke discussie over efficiëntie daar op. De eerste stap is om de meting van de IT-belasting te scheiden van die van de ondersteunende diensten. Vanaf dat moment kan elke maatregel worden gecontroleerd.