Las microrredes son redes de energía autosostenibles que pueden seguir funcionando sin ninguna conexión exterior. Si tuviera que imaginarse una microrred, imagínese paneles solares o turbinas eólicas ubicadas en el mismo sitio que un consumidor, como un centro de datos.
En un mundo ideal, toda la energía consumida en la microrred se genera en el sitio. En la práctica, dada la naturaleza intermitente de las energías renovables, existe una conexión a la red para que siga funcionando.
En los últimos años, las empresas de centros de datos como Google, Microsoft y Facebook han invertido dinero en energías renovables a través de acuerdos de compra de energía (PPA), inversiones en empresas de servicios públicos o estableciendo parques solares o eólicos dedicados completos.
Sistema de islas
Junto a estas, las microrredes, que están hiperlocalizadas, pueden parecer pequeños alevines. Sin embargo, los operadores de centros de datos ahora están considerando las microrredes y, de hecho, algunas pueden ser bastante grandes.
El año pasado, Pegasus Group Holdings propuso un proyecto de microrred de $ 3 mil millones en Arizona, llamado The Hive. La idea es construir un centro de datos con su propia granja solar dedicada de 340MW, en un sitio de 283 hectáreas.
En New Britain, Connecticut, hay un proyecto de centro de datos y microrred de pila de combustible de mil millones de dólares propuesto por Energy Innovation Park, LLC (EIP) y ThunderbirdCHP, en una antigua fábrica de herramientas que alguna vez fue propiedad de Stanley Black & Decker.
Las empresas más pequeñas también se han sumado a la acción. La empresa inmobiliaria Plouton Group está instalando un centro de datos y una granja solar en una parcela de 20 hectáreas en el desierto de Mojave. Esta microrred, según la compañía, le dará a Plouton electricidad que cuesta entre un 40 y un 70 por ciento menos por kilovatio-hora (kWh) que la red.
Estos son recién llegados al campo de los centros de datos. Para obtener más información sobre por qué las empresas establecidas buscan generar su propia energía, hablamos con el experto de Schneider Electric en microrredes, Carsten Baumann.
“Las microrredes han existido durante las últimas dos décadas, aunque es posible que no las hayamos llamado microrredes hasta ahora”, dijo Baumann. “Eran sistemas de ingeniería muy estáticos; no aprovecharon las posibilidades que hoy ofrecen".
"Cuando pensamos en una microrred, funciona en conjunto con una instalación, sea lo que sea, un hospital o un centro de datos", continuó Baumann. "Normalmente, estos estarían conectados a la red pero, si hay activos de energía renovable en las instalaciones, pueden complementar lo que el centro de datos obtiene de la red. Supongamos que el centro de datos necesita 100 unidades de energía, pero el recurso en el sitio produce 20 unidades, esto significa que las otras 80 unidades provendrían de la red."
"Digamos entonces que el viento cambia y solo podemos producir 10 o cinco unidades, por lo que es intermitente. Esto significa que volverá a saltar a la red".
El sistema de microrred idealizado es un sistema de isla, como describió Baumann: “Nos estamos aislando de la utilidad. Ahora somos responsables de fabricar o producir la energía para nuestro propio consumo ".
Eso está muy bien si los recursos de la microrred producen suficiente energía para la carga, pero “muchas veces, podemos tener más carga de la que podemos producir. Por lo tanto, la carga y la oferta y la demanda deben coincidir".
Si hablamos de centros de datos, obviamente existe una necesidad de confiabilidad, proporcionada por la redundancia. Si una microrred alimenta un centro de datos de misión crítica, debe haber algún tipo de generación de energía de respaldo.
La mayoría de las veces, esto toma la forma de un generador de energía diesel que seguirá funcionando mientras pueda seguir suministrando el combustible, y suficiente almacenamiento de energía basado en baterías para mantener las cargas en funcionamiento mientras los diesel se encienden lentamente.
“Los centros de datos no pueden permitirse el lujo de tener fallas, por lo que si hay un apagón, los sistemas deben estar en su lugar para detectar esto y un UPS tendrá que estar en funcionamiento para ganar tiempo para los generadores. Una microrred puede no tener generadores de respaldo diésel, pero puede tener celdas de combustible, turbinas de gas natural o un sistema de batería solar ".
Las apariencias engañan
Esta instalación de respaldo puede ayudar de alguna manera a compensar la deficiencia de las fuentes renovables, proporcionando algo de energía cuando el sol no brilla o el viento no sopla.
Las microrredes pueden parecer complicadas y muy caras. Entonces, ¿por qué las empresas los miran? Baumann dice que hay tres cosas que pueden llevar a una empresa a establecer una.
“Hay estos tres aspectos que debemos tener en cuenta. Uno es la fiabilidad o la resistencia. Si algo le sucede a la energía, ¿tengo la infraestructura adecuada en mi centro de datos para mantener aplicaciones de misión crítica?
El segundo es la sostenibilidad.
"Y el tercero es financiero; ¿gastaría más dinero para volverse más sostenible e igualmente resistente? Es una pregunta que un operador de centro de datos debe hacerse. Los sistemas solares, los sistemas eólicos, las celdas de combustible y todos estos otros sistemas de baterías son intensivo en capital normalmente ".
El costo de establecer una microrred es inmenso; sin embargo, el concepto incluso ha ido ganando terreno en el sector civil, con islas reales. Desde 1983, Isle au Haut en Maine se basa en un cable submarino que proporciona electricidad a los 70 habitantes de la isla. El cable solo estaba destinado a durar unos 20 años y, sin embargo, todavía está en funcionamiento.
El cable podría fallar en cualquier momento. Eso obligaría a los residentes a usar un respaldo diesel local, al triple del costo. Reemplazar el cable costaría alrededor de 1,7 millones de dólares. Entonces, hace cinco años, la isla optó por una microrred, basada en paneles solares.
A pesar de las demoras debido al brote de Covid-19, la isla ha importado un panel solar de 300kW y baterías de “supercondensador” para proporcionar alrededor de 1,000kWh. También hay disponible un generador diesel en caso de que falle el sistema.
Independientemente de una fuerte inversión inicial de alrededor de 6.400 dólares por hogar, la isla cree que aún recuperarán su dinero con ahorros, congelaciones de precios e incluso un poco de dinero extra cuando vendan el excedente de energía.
Este tamaño de la instalación es más pequeño que el de cualquier centro de datos significativo, donde el costo sería claramente más alto, y este es el factor motivador en cualquier curso nuevo que tome un operador de centro de datos.
"El retorno de la inversión no será por varios años", dijo Baumann. Pero también hay un beneficio en cumplir las promesas de sostenibilidad, explicó.
“En el mercado de centros de datos, les gusta decir, 'somos 100 por ciento sostenibles y estamos comprando energía renovable a través de un PPA'”. Sin embargo, PPA no equivale a producir energía renovable.
"La única forma en que puede mejorar su capacidad de recuperación y volverse menos dependiente de la empresa de servicios públicos es mediante algún tipo de autogeneración. Y eso es lo que estamos viendo cada vez más".
Las microrredes aún pueden ser una rareza, pero la idea se está volviendo mucho más común.