Em 1880, Thomas Edison e George Westinghouse se envolveram na “Guerra das Correntes” – uma das batalhas industriais mais ferozes da história- colocando CA contra CC. Em 2024, estive analisando como uma versão dessa guerra poderia ocorrer nos Data Centers.

Nos primórdios da eletricidade, Edison apoiou a distribuição de corrente contínua (CC), e ambos os lados usaram patentes e trapaças.

Edison disse que a corrente alternada é muito perigosa para ser usada na distribuição. Ele disse que era tão mortal que deveria ser usada como a fonte de energia escolhida para execuções pela novidade da época, a cadeira elétrica.

Diante disso, Westinghouse usou todos os meios para evitar a perspectiva de sua tecnologia ser usada para matar alguém publicamente. Ele financiou recursos judiciais contra a sentença da primeira pessoa a enfrentar a cadeira elétrica.

Quando os eletricistas morreram enquanto trabalhavam em fios aéreos eletrificados, Edison brincou que, embora ele próprio não concordasse com a pena de morte, a lei poderia poupar as despesas de execuções, e apenas condenar criminosos condenados a uma sentença de trabalho na infraestrutura de Wesinghouse.

Como sabemos, a Westinghouse venceu, e nossas grades são predominantemente executadas em corrente alternada. Em 1889, os interesses de Edison se fundiram no que se tornou a General Electric. Sua empresa agora tinha um forte negócio de CA, e o próprio controle de Edison foi diluído.

Mas a DC parou. A Consolidated Edison desligou seu último cliente CC em 2007.

Guerras CC nos racks

Mas esse não foi o fim. Durante o século 20, o setor de telecomunicações cresceu usando CC. Os escritórios centrais (também conhecidos como centrais telefônicas) foram construídos usando conexões ponto-a-ponto de 48V CC, e as linhas de saída para telefones em casas e escritórios foram impulsionadas por energia de 24V e 48V CC.

Muitos deles mudaram para a CA neste século. Mas nos anos 2000 os Data Centers surgiram como um novo setor e, nesse setor, as guerras das correntes voltaram.

Fundamentalmente, a eletrônica usa energia CC. Os chips e placas de circuito são todos alimentados por corrente contínua, e cada computador e outro equipamento de TI que está conectado à rede elétrica CA tem que ter uma “unidade de fonte de alimentação” (PSU), também conhecida como retificador ou fonte de alimentação de modo comutado (SMPS) dentro da caixa, transformando a energia de CA para CC.

Os Data Centers antigos usam equipamentos de TI orientados à rede elétrica e roteiam a energia da rede para os racks e diretamente para os servidores. Isso resulta em cabeamento complexo, no qual todo o kit em um rack é acionado a partir de tiras de energia gigantes, às vezes chamadas de unidades de distribuição de energia (PDUs).

A partir de 2011, os hiperescalas defenderam uma simplificação, tirando os retificadores dos servidores e entregando energia CC diretamente a eles por meio de um barramento metálico na parte de trás do rack. Não há mais unidades SMPS e toda a energia pode ser retificada em uma prateleira de energia.

O Open Compute Project (OCP) surgiu do Facebook com um esquema para Open Racks impulsionado por barras de barramento. O Open19 (agora SSIA) teve uma ideia alternativa, e ambos tiveram que lidar com fios de 12V e 48V.

Os racks CC são agora um recurso importante no mundo dos Data Centers, e conversamos com alguns dos proponentes em nosso mais recente suplemento de energia.

Virando totalmente CC

Mas há mais. Mesmo antes de os hiperescalas instalarem seu barramentos metálicos, outras pessoas vinham propondo uma mudança mais radical para usar CC em toda a instalação.

O raciocínio era sobre simplicidade.

Os Data Centers têm uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS) projetada para alimentar a instalação por tempo suficiente para que os geradores sejam acionados. O nobreak tem que ter um grande estoque de baterias, e eles são alimentados por CC.

Assim, a energia entra no Data Center como CA, é convertida em CC para carregar as baterias e, em seguida, volta para CA para distribuição aos racks.

Nos anos 2000, várias empresas propuseram tirar o link CA da equação. Converta para CC, carregue as baterias e distribua CC para os racks. A ABB foi convencida o suficiente para comprar a líder DC Validus em 2011.

Mas a ideia não vingou. Nesta iteração da guerra das correntes, a CC foi amplamente visto como inseguro. Por essa razão, e talvez pelo conservadorismo inato do setor, ele murchou.

Mas as coisas sempre podem voltar.

Os Data Centers agora estão analisando o uso de microrredes para energia. Isso significa extrair energia no local diretamente de fontes como células de combustível e painéis solares. Como se vê, essas fontes muitas vezes produzem convenientemente corrente contínua.

Um Data Center poderia ser isolado da rede CA e viver em sua própria microrrede. Nessa rede, as fontes de energia CC carregam as baterias e a eletrônica de potência que funciona fundamentalmente em CC.

Nessa situação, a ideia de mudar para CA para um loop curto ao redor da instalação começa a parecer, bem, estranha.

Para o nosso mais recente suplemento de energia, a DCD falou com um dos pioneiros trazendo de volta a distribuição CC em distribuição completa.

Mais invenção

Mas quando as coisas são abertas para a inovação, outras coisas também podem mudar. Pudemos ver os Edisons modernos surgindo com ideias completamente novas.

Essas salas de bateria central são apenas um lugar para armazenar o backup. Houve vários esquemas propondo baterias dentro dos racks reais do Data Center, onde eles podem fornecer esse tempo de failover para cada servidor individualmente, em vez de por meio de um sistema distribuído.

E além disso, por que não reexaminar os fundamentos da condução elétrica?

Alguns anos depois de Edison, em 1911, foi descoberto o fenômeno da supercondutividade. Existem materiais que, a baixas temperaturas, não têm resistência alguma.

Em teoria, os circuitos supercondutores poderiam transportar a corrente que você quiser, sem qualquer desperdício.

A desvantagem é a necessidade de baixas temperaturas. Os cientistas procuraram supercondutores de alta temperatura e produziram alguns que operam a -130ºC, quentes o suficiente para serem resfriados com um nitrogênio líquido.

Foram propostos barramentos metálicos, revestidas em um circuito criogênico, que poderiam enviar a energia que você quiser ao redor de um Data Center, sem perdas.

Data Centers reais vão precisar de muito convencimento para adotar qualquer coisa que seja exótica.

Mas, em comparação, talvez a distribuição CC não pareça tão incomum, afinal?

Leia mais sobre tudo isso em nosso mais recente suplemento Power