Siempre se ha confiado en los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) para mantener las luces encendidas y proporcionar servicios críticos en caso de un corte de red.
Desde hospitales hasta sistemas de transporte inteligentes y centros de datos, los UPS están ahí para mantener las operaciones en funcionamiento cuando ocurre una falla en la red. Cuando todo lo demás se interrumpe, ellos están ahí para que todo siga funcionando.
La mayoría, si no todas, las instalaciones de centros de datos utilizarán un enorme conjunto de baterías que forman parte de los sistemas UPS, con una capacidad total adaptada a la carga de TI. Es probable que esas baterías sean de plomo-ácido o de iones de litio más modernas.
Si el centro de datos se construye con estándares de alta disponibilidad, que constituyen la mayoría de los centros de datos modernos hoy en día, la energía almacenada en sus baterías ahora está en una escala que podría usarse para ayudar a la red cuando tiene dificultades, en lugar de simplemente capear el problema.
Este cambio también promete una gestión más fácil de los esfuerzos de sostenibilidad para los propietarios y operadores de instalaciones de centros de datos.
Cuando no confías en la red
La oportunidad de adoptar sistemas UPS más avanzados surge cuando la mayoría de los gobiernos y empresas de servicios públicos reemplazan las fuentes de energía con alto contenido de carbono por otras renovables que, si bien son necesarias, están impactando la red.
Cada vez que se pone en funcionamiento una gran central eléctrica, se producirán desequilibrios en las fases y la frecuencia en toda esa red eléctrica. Esto se aplica igualmente si se desmantela una gran fuente de energía y, una vez que se tiene en cuenta la intermitencia de las fuentes de energía renovables, la red experimentará cada vez más variaciones de frecuencia.
Si no se controla, esto puede provocar interrupciones. La demanda de los usuarios puede variar enormemente durante diferentes momentos del día o del año, especialmente en eventos climáticos importantes, lo que puede provocar cortes de red si no se gestiona bien.
El negocio de los centros de datos comparte el deseo insaciable del mundo de tener más energía y fue uno de los primeros en apoyar el impulso de más fuentes renovables que reduzcan las emisiones de carbono.
Mientras el sector enfrenta un futuro de redes poco fiables, el UPS puede demostrar una vez más su valía para evitar calamidades.
Criticidad y redundancia de UPS
Como sabemos, el UPS se encuentra en el corazón del sistema de distribución eléctrica de un centro de datos, proporcionando energía limpia e ininterrumpida al equipo de TI y, junto con un mecanismo de conmutación de energía, mantiene viva la carga de TI durante el período de cambio a un fuente de energía en el sitio, generalmente en forma de un generador diesel.
Para una instalación de centro de datos, cuanto mayor sea el requisito de disponibilidad, mayor será la capacidad de la batería y el generador instalado para garantizar que la instalación mantenga la carga de TI pase lo que pase.
Esta capacidad a menudo no utilizada, con las herramientas adecuadas, puede ponerse a disposición de la red para ayudarla a recuperarse de una interrupción o evitarla por completo. Actualmente, los actores más importantes de la industria están explorando esto a través de lo que se conoce como UPS interactivo con la red.
Hablando con la red
Los sistemas UPS dentro de los centros de datos de alta disponibilidad tendrán el doble o, a veces, el triple de la capacidad de batería requerida para garantizar que las cargas de TI de misión crítica nunca se pierdan. Sin embargo, esta capacidad casi nunca se agota, lo que crea una oportunidad.
Mediante el uso de un controlador externo y una serie de capacidades digitales, los datos de la red fluyen en tiempo real. Cuando ocurre un cambio en la frecuencia de la red, le indica al UPS que responda con regulación positiva y negativa cargando o agotando las baterías dentro de sus limitaciones operativas. Esto convierte efectivamente el UPS del centro de datos en un DER (recurso de energía distribuida).
Esto, a su vez, puede crear una nueva generación de centros de datos interactivos con la red y potencialmente hacer que dejen de ser grandes consumidores de energía y se conviertan en una parte crítica del sistema de distribución eléctrica más amplio.
Vender flexibilidad en la red permite a los centros de datos monetizar recursos subutilizados proporcionando almacenamiento de energía y suministrando servicios de respuesta de frecuencia rápida que los operadores de la red necesitarán cada vez más a medida que aumente la capacidad de energía renovable y la red pierda la rigidez asociada con la generación de energía a partir de combustibles fósiles.
Los beneficios
Un UPS interactivo con la red puede ayudar a los centros de datos a comercializar su energía almacenada y reducir su costo energético general, lo que tiene un impacto positivo en el costo total de operación (TCO) de una instalación, que depende principalmente del costo de la energía.
Esto se logra mediante servicios de equilibrio, que ayudan a la demanda a satisfacer el suministro de la red centrándose en una respuesta de frecuencia rápida y el control de la demanda. Los servicios de equilibrio garantizan que el suministro de energía satisfaga la demanda real, proporcionando estabilidad de la red y permitiendo la producción de ingresos y el ahorro de energía.
Además, si la instalación participa en programas de gestión de la demanda con la red local, también conocido como “reducción de picos”, puede reducir su consumo de energía cambiando a su generación de energía in situ o confiando en la capacidad almacenada en sus baterías. A través de este mecanismo, ayuda a la red a evitar un corte.
Básicamente, los centros de datos que equilibran la red obtienen una compensación de "energía" adicional en función de la rapidez con la que responden a las fluctuaciones de frecuencia, así como de la cantidad de energía ahorrada.
Los desafíos restantes
Dado que la tecnología es bastante nueva, hay pocos ejemplos de implementaciones a escala en el mundo real. Los operadores de centros de datos reacios al cambio siguen reacios a cambiar los sistemas UPS en los que han confiado hasta ahora, que son el corazón de las operaciones de misión crítica.
La mayoría de las preocupaciones giran en torno al impacto del ciclo de vida de las propias baterías, ya que las tecnologías interactivas con la red cargarán y descargarán las baterías más de lo que ocurre ahora en las instalaciones de los centros de datos.
Los fabricantes enfatizan que estas preocupaciones son infundadas, ya que los límites operativos pueden incluirse en la metodología de respuesta de la red, permitiendo que el UPS interactúe con la red solo cuando sea seguro hacerlo. Además, los sistemas UPS modernos tienen funciones de optimización integradas y análisis avanzados para abordar los principales factores de envejecimiento relacionados con la química de cada batería.
Implementaciones actuales
Dado que la tecnología es relativamente nueva y sólo apta para algunos actores de esta industria, los detalles sobre las implementaciones existentes de UPS interactivos en la red son escasos.
En julio del año pasado, Microsoft, junto con el UPS EnergyAware de Eaton, utilizó esta tecnología en el campus de un centro de datos de Dublín. Esta medida se debe al hecho de que EirGrid, el operador de distribución eléctrica de Irlanda, ahora prioriza las fuentes de energía sin carbono y Microsoft participa a través de Enel X, un proveedor de servicios y soluciones energéticas que agrega consumidores de energía industriales y comerciales en plantas de energía virtuales.
Si bien no se revelan cifras exactas, como la capacidad de la batería y la cantidad que Microsoft está dispuesto a poner a disposición para la interactividad de la red, la compañía afirma que, en los próximos años, esta medida eliminará alrededor de dos millones de toneladas métricas de emisiones de dióxido de carbono que de otro modo se generaría a partir de la Red Nacional de Irlanda.
Telia también está conectando los sistemas UPS de su centro de datos de Helsinki de 24 MW en Finlandia a la red local.
A pesar de lo desconocido, la tecnología definitivamente despierta el interés de los propietarios y operadores de instalaciones de centros de datos, y la firma analista Omdia señaló que más del 80 por ciento de los encuestados probablemente implementarán UPS interactivos con la red en los próximos cinco años. Como es habitual en esta industria, la tecnología requerirá más implementaciones y madurará antes de que se convierta en la forma estándar en que se construirán los centros de datos y otras instalaciones de misión crítica.
Pero el panorama energético no muestra signos de mejorar en el corto plazo a medida que más fuentes renovables entren en funcionamiento y la demanda supere la oferta. A medida que crece la presión, puede resultar más difícil ignorar la gran cantidad de beneficios que conlleva la tecnología UPS interactiva en la red.