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BA/MA/PA: Energiebilanz TUHH KI-Server

BA/MA/PA: Energiebilanz TUHH KI-Server

Messtechnische Erfassung und Analyse der elektrischen und thermischen Energiebilanz eines KI-Serverclusters

 

Measurement and Analysis of the Electrical and Thermal Energy Balance of an AI Server Cluster

 

Hintergrund

An der TUHH befindet sich derzeit ein leistungsfähiger KI-Server im Aufbau, der gemeinsam mit der bestehenden Serverinfrastruktur einen erheblichen und zeitlich stark schwankenden Energiebedarf aufweist. Neben dem elektrischen Leistungsbezug fällt dabei kontinuierlich Abwärme an, die über eine Wasserkühlung abgeführt wird und perspektivisch als Wärmequelle nutzbar ist.

Für die Auslegung einer zukünftigen autarken bzw. teilautarken Versorgungsstrategie des Standorts – eine entsprechende Auslegungsmethodik steht am Institut mit dem Maritime Energy System Optimizer bereits zur Verfügung – werden zeitlich aufgelöste elektrische und thermische Bedarfsprofile (sowie mögliche Wärmeeinspeisungen) benötigt. Diese Datengrundlage soll im Rahmen dieser Abschlussarbeit geschaffen werden.

Aufgabenstellung

  • Messkonzept: Planung der zu erfassenden Größen (voraussichtlich elektrische Leistungen, Volumenströme und Vor-/Rücklauftemperaturen der Wasserkühlung) sowie Auswahl und Auslegung der erforderlichen Messtechnik

  • Inbetriebnahme: Aufbau bzw. Begleitung der Installation der Messtechnik und Einrichtung der Datenerfassung

  • Bilanzierung: Aufnahme und Auswertung der elektrischen und thermischen Energiebilanz des KI-Servers bzw. der Serverinfrastruktur insgesamt

  • Analyse (je nach Umfang der Arbeit): Ableitung typischer Nutzungsprofile aus den Messdaten

  • Prognose (je nach Umfang der Arbeit): Abschätzung bzw. Prognose zukünftiger elektrischer und thermischer Bedarfe als Grundlage für die Versorgungsplanung

Der Umfang der Arbeit wird individuell an das Niveau (Bachelor/Master) angepasst: Im Rahmen einer Bachelorarbeit liegt der Schwerpunkt auf Messkonzept, Messaufbau und Bilanzierung; eine Masterarbeit umfasst darüber hinaus die vertiefte Datenanalyse, die Ableitung von Lastprofilen und die Bedarfsprognose.

Background

A high-performance AI server is currently being set up at TUHH, which — together with the existing server infrastructure — exhibits a substantial and strongly time-varying energy demand. In addition to the electrical power consumption, waste heat is continuously generated, which is removed via a water cooling system and can prospectively be utilized as a heat source.

For the design of a future self-sufficient or partially self-sufficient energy supply strategy for the site — a corresponding design methodology is already available at the institute — time-resolved electrical and thermal demand profiles (as well as potential heat feed-ins) are required. The purpose of this thesis is to establish this data basis.

Tasks

  • Measurement concept: Planning of the quantities to be recorded (expected to include electrical power, volume flow rates, and supply/return temperatures of the water cooling system) as well as selection and dimensioning of the required measurement equipment

  • Commissioning: Setup or supervision of the installation of the measurement equipment and configuration of the data acquisition

  • Energy balancing: Recording and evaluation of the electrical and thermal energy balance of the AI server and/or the server infrastructure as a whole

  • Analysis (depending on the scope of the thesis): Derivation of typical usage profiles from the measurement data

  • Forecasting (depending on the scope of the thesis): Estimation or prediction of future electrical and thermal demands as a basis for the energy supply planning

The scope of the thesis will be adapted individually to the level (Bachelor's/Master's): a Bachelor's thesis focuses on the measurement concept, setup, and energy balancing; a Master's thesis additionally covers in-depth data analysis, the derivation of load profiles, and demand forecasting.

Name:

 

Thesis Type MA/BA/PA:

 

Student ID / Matrikelnummer:

 

Field of Study / Studiengang:

 

Official start-date / Offizieller Beginn:

 

Final-report-due /Abgabe:

 

Spotlight-presentations:

1.

2.

3.

Finale presentation / Abschlusspräsentation

 

Zweitprüfer / Second Examiner

 

Confidential / Vertraulich

 

Document Upload Final Thesis / Dokumentenabgabe Abschlussdokument

File of final presentation / Dokumentenabgabe Abschlusspräsentation

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Institut für Mechatronik im Maschinenbau (iMEK), Eißendorfer Straße 38, 21073 Hamburg