Las microrredes serán indispensables para los datacenters en 2023

En los últimos diez años, el sector de los centros de datos ha experimentado una profunda remodelación. La computación en la nube, la hiperescala y las conexiones 5G han sido solo algunos de los grandes cambios del sector a los que han tenido que hacer frente los operadores.

Aunque estos nuevos avances han contribuido a que los centros de datos sean más accesibles para los consumidores, también han planteado enormes retos a los operadores de centros de datos. ¿Cómo mantener la sostenibilidad y la resistencia de los centros de datos en los próximos años?

El primer paso fue reducir la huella de carbono aumentando el uso de energías renovables. Eso aumentó la preocupación por la fiabilidad de esa energía, para mantener las operaciones en marcha 24 horas, 7 días a la semana.

El coste de una interrupción en un centro de datos puede oscilar entre unos pocos cientos de dólares para una pequeña empresa y decenas de miles de dólares por minuto en una gran “granja de servidores”, por lo que la necesidad de una mayor resistencia energética es fundamental.

A medida que la red eléctrica pierde fiabilidad por el envejecimiento de las infraestructuras y los crecientes efectos del cambio climático, la frecuencia y gravedad de los cortes empeoran, lo que obliga a los operadores de centros de datos a buscar alternativas, como el uso de microrredes.

Muy utilizadas en hospitales, bases militares y otras instalaciones que no pueden sufrir interrupciones del suministro eléctrico, las microrredes pueden mejorar mucho el funcionamiento de los centros de datos. Veamos.

Las microrredes son sistemas eléctricos resistentes que dan servicio a una zona geográfica discreta, como un campus, un complejo médico, un centro comercial o un barrio. En muchos sentidos, se comportan como una versión en miniatura de la red eléctrica principal. Y a menudo utilizan distintas fuentes de generación de energía, como paneles solares, pilas de combustible, generadores de gas natural y unidades combinadas de calor y electricidad. Muchos incorporan sistemas de almacenamiento de energía (es decir, baterías), pero a diferencia de los SAI típicos, suelen emplear sistemas de baterías de iones de litio más robustos y potentes.

La microrrede y la red funcionan en paralelo, lo que permite a la microrrede proporcionar beneficios que van más allá de una mayor fiabilidad eléctrica, como la reducción de los costes energéticos y la consecución de objetivos de sostenibilidad. Para reducir el coste de la energía de los centros de datos, es necesario reducir el coste de la energía de la red o producir energía por debajo del coste de la energía de la red. Un sistema de microrrede puede permitir a un centro de datos almacenar energía cuando es más barata y utilizarla siempre que sea óptimo. Cuando aumenta el coste de la energía de la red tradicional (por ejemplo, en momentos de máximo consumo), la microrrede puede aumentar el consumo de energía renovable o almacenada.

El consumo de energía de los sistemas de climatización es en sí mismo un factor clave del coste operativo de un centro de datos. La eficacia del uso de la energía (PUE) sólo puede reducirse hasta un mínimo asociado al rendimiento del sistema o sistemas de refrigeración desplegados. Aunque se utilicen las soluciones de refrigeración más eficientes para extraer el calor de la potencia informática, la reducción del coste energético de funcionamiento de un centro de datos no puede ser inferior al coste de la suma de la potencia de los equipos informáticos utilizados.

Del mismo modo, aunque medir el consumo de energía de los distintos procesos y sistemas es un factor importante para la rentabilidad de las operaciones, la capacidad de controlar este consumo de forma holística revela el potencial de nuevas mejoras y eficiencias. El ejemplo más directo de esto es permitir el control a nivel de sistema individual y/o de dispositivo, de modo que una microrrede pueda apagar sistemas y procesos no críticos para ahorrar energía. La energía almacenada también puede revenderse a la red cuando resulte más económico.

Además, el consumo de energías renovables puede maximizarse para cumplir los objetivos de emisiones de gases de efecto invernadero. El consumo de electricidad y combustibles fósiles forma parte de la fórmula de cálculo de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Gestionar el consumo y utilizar fuentes de energía más ecológicas suele ser una parte importante del cumplimiento de los objetivos de reducción.

Con la necesidad de utilizar grandes cantidades de energía continua, limpia y asequible, los centros de datos son los principales candidatos para beneficiarse de las microrredes. Y ahora es el momento perfecto para que los gestores de infraestructuras de centros de datos adopten una solución. La tecnología está madura, lo que hace que las soluciones sean más asequibles y fáciles de implantar que nunca. Se prevé que la capacidad mundial de las microrredes crezca más de un 20% al año.

El coste total de la instalación de microrredes también ha disminuido, entre un 25 % y un 30 % desde 2014, según Schneider Electric. Y se espera que siga esta trayectoria en los próximos años.

Si le interesara, recuerde que debe realizarse un estudio de viabilidad para determinar los beneficios organizativos, incluida la inversión frente a la rentabilidad financiera estimada y las posibles ganancias operativas, teniendo en cuenta también la mejora de la resiliencia.

Las microrredes son soluciones optimizadas que tienen en cuenta:

• El dimensionamiento correcto de los DER: para cumplir los objetivos energéticos del centro de datos. Al fin y al cabo, la elección del DER dependerá de consideraciones económicas y medioambientales.

• El uso de diseños modulares y preempaquetados: para la instalación, el funcionamiento y el mantenimiento de la línea de transmisión.

• El coste de su financiación y explotación: optimizar las inversiones y la gestión. Como muchas otras inversiones de capital o infraestructuras, las microrredes pueden ser pagadas por adelantado por el cliente o financiadas a lo largo del tiempo. Existen varias opciones, como la popular “microrred como servicio”.

También conviene recordar que un sistema de microrrede puede concebirse como una arquitectura de tres capas. La primera incluye todos los productos conectados inteligentes (habilitados para IoT), incluidos los dispositivos de supervisión y control, los activos energéticos distribuidos, etc.

El nivel intermedio es de donde se produce el “control de borde” en tiempo real. Una combinación de controladores de microrrede y software asociado que supervisa todos los activos, toma decisiones críticas y medidas de coste optimizado para aumentar la resiliencia y maximizar el uso de la energía.

Los controladores de microrredes comparten muchas similitudes con otros sistemas de control y adquisición de datos (SCADA), y los equipos y procesos preparados para SCADA pueden integrarse en la planificación y el funcionamiento de la red.

La capa superior incluye aplicaciones, análisis y servicios de apoyo que aumentan la solución de microrrede. La analítica energética avanzada, a menudo alojada en la nube, ayuda a optimizar cuándo y cómo producir, consumir y almacenar energía para minimizar costes y maximizar la sostenibilidad.

Las soluciones de microrredes más avanzadas también ofrecen capacidades de protección proactiva. En respuesta a los datos y alertas meteorológicos, un sistema puede “anticiparse” a las condiciones que se avecinan y prepararse para aislarse de la red antes de que llegue una tormenta importante, dando al personal de operaciones tiempo suficiente para tomar medidas de precaución.

Esto se debe a que cuando está en funcionamiento — y las pruebas confirman un funcionamiento resistente — una microrrede requiere muy poco en cuanto a operaciones y mantenimiento continuos. A menos que esté diseñada para realizar tareas diarias, una microrrede funciona en modo de espera, supervisando la salud y el rendimiento del sistema mientras está preparada para tomar el control en caso de emergencia.

Los sistemas y programas de control de microrredes no sólo detectan cortes y anomalías, sino que también permiten supervisar a distancia el estado y el rendimiento del sistema. Esto puede incluir componentes del sistema de microrrede y otros dispositivos preparados para el control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), como los sistemas de calefacción y ventilación — factores de misión crítica en un centro de datos —, que pueden supervisarse a distancia e integrarse con los controles.