Data Centers são a espinha dorsal do mundo digital online em que todos confiamos - e estão adicionando cada vez mais resiliência e flexibilidade, muito necessárias, às redes de geração e distribuição de energia.
Graças às inovações tecnológicas e ao foco corporativo na sustentabilidade por meio de iniciativas como o Climate Neutral Data Center Pact, a maioria dos Data Centers já são consumidores altamente eficientes de eletricidade.
A Autoridade Internacional de Energia afirma que, embora o número de usuários da Internet em todo o mundo tenha mais do que dobrado e o tráfego global da Internet tenha se expandido 25 vezes desde 2010, as rápidas melhorias na eficiência energética ajudaram a limitar o crescimento da demanda de energia dos Data Centers. Hoje, no total, os Data Centers representam apenas aproximadamente 1,5% do consumo global total de energia.
No entanto, a visão para o setor vai além da eficiência e da sustentabilidade. Os Data Centers têm um papel emergente e importante como elementos intrínsecos das infraestruturas de energia digitais e integradas – essencialmente, a espinha dorsal fundamental do nosso modo de vida conectado.
Muitos Data Centers estão se esforçando para ter relações mais simbióticas com as redes de energia, tornando-se gerentes e até fornecedores de uma ampla gama de serviços de energia. Construídos para serem resilientes, flexíveis e altamente automatizáveis, eles podem ajudar a equilibrar a geração volátil com a demanda, fornecer energia de reserva quando necessário e oferecer balanceamento de carga crítica para as redes.
Movendo a carga
A geração sustentável, incluindo energia eólica e solar, agora representa uma proporção crescente da capacidade de energia, mas essas fontes às vezes são instáveis. Quando o céu está escuro e o vento diminui, a capacidade de geração cai.
Embora algumas cargas de trabalho de Data Center sejam extremamente críticas em termos de tempo e sensíveis à latência, muitas não são. Por exemplo, o treinamento de modelos de IA, embora seja uma tarefa de computação e uso intensivo de energia, pode ser transferido para momentos em que a energia é mais abundante.
A automação avançada dos sistemas de gerenciamento de Data Center atuais significa que cargas de trabalho como essas podem ser agendadas e desligadas e ligadas para corresponder aos picos de geração de energia sustentável. Com efeito, os Data Centers podem equilibrar a oferta e a demanda para estabilizar a geração variável, reduzindo assim a necessidade de recorrer a tecnologias de geração de pico mais intensivas em carbono, como o gás natural.
As cargas também podem ser deslocadas geograficamente. A vinculação de Data Centers a conexões de transmissão de dados de alta velocidade e alta capacidade permite que eles sejam gerenciados como recursos unificados para que as cargas de trabalho possam ser movidas perfeitamente de um local para outro. O trabalho pode, portanto, passar para onde está a energia, maximizando o uso de energia renovável quando e onde estiver disponível. Isso também minimiza as perdas incorridas na distribuição de energia. Quanto mais energia deve viajar ao longo das linhas de energia, mais se perde como calor por meio da resistência elétrica e outros impedimentos. No geral, estima-se que entre 8% e 15% do total de energia gerada seja perdida na transmissão. Mover as cargas de trabalho o mais próximo possível da geração melhora a eficiência energética e é outro benefício que os Data Centers podem trazer para o gerenciamento do consumo de energia.
Resiliência em milissegundos
Para fornecer a resiliência sempre ativa exigida por seus clientes, os fornecedores de Data Center também têm habilidades significativas para armazenar energia. As instalações de fornecimento de energia ininterrupta (UPS) que operam, bem como os geradores de emergência, podem ser integrados em redes de energia mais amplas para oferecer benefícios às comunidades. Em uma sociedade cada vez mais eletrificada, a demanda por energia pode formar picos que estressam a rede da mesma forma que o tráfego na hora do rush leva ao congestionamento nas estradas.
Usando algoritmos sofisticados e gerenciamento de milissegundos por milissegundos, os sistemas UPS de Data Center podem ajudar os operadores da rede a suavizar picos de tensão que, de outra forma, poderiam danificar as redes de distribuição, causando apagões.
O trabalho da Stack com a Fortum Spring em Oslo, integrando o UPS de nossos Data Centers aos sistemas da Fortum Spring, ajuda a melhorar a resiliência da rede elétrica em toda a região nórdica.
O UPS possui software com o recurso Fast Frequency Response (FFR), que detecta uma frequência de rede de entrada e pode usar suas baterias para regular a frequência quando necessário e dentro de um conjunto definido de parâmetros - ou seja, max / min Hz, capacidade disponível da bateria, etc. O uso básico é aumentar a frequência enviando energia de volta à rede a partir das baterias. A frequência na rede diminuirá como resultado de altas cargas repentinas e perda repentina de capacidade de produção.
Muitas UPS juntas formam um banco com capacidade substancial de suporte rápido. O recurso nem sempre está ativo, mas as empresas de rede podem ativar/desativar a partir de seus sistemas de controle conectados via rede.
Reservas de energia
O uso de um UPS pode mitigar picos de tensão que duram de segundos a alguns minutos, mas os Data Centers também têm instalações de energia de backup de longo prazo na forma de geradores. Embora alguns sejam atualmente movidos a diesel, backups de energia cada vez mais sustentáveis na forma de hidrogênio e mesmo baterias de longo prazo estão sendo implementados. A principal função dessas fontes de alimentação de backup é manter os Data Centers operacionais caso a energia da rede seja interrompida por qualquer motivo.
Muitas das cargas de trabalho em Data Centers são críticas em si mesmas. Por exemplo, redes de comunicação, serviços de emergência e tecnologias de gerenciamento hospitalar são comumente hospedadas em Data Centers. No entanto, esses suprimentos de energia redundantes também podem ser agrupados em capacidade de reserva que pode ficar online instantaneamente quando necessário.
Na Suíça, os Data Centers da Stack contribuem com capacidade de geração de energia para a 'Reserva de Inverno' operada pela Swissgrid para atender à demanda de energia adicional de emergência durante um inverno frio.
Investir no futuro
Essas aplicações práticas já estão colocando os Data Centers no centro das redes digitais e de energia integradas. Eles também alavancam os investimentos significativos feitos pelo setor na geração sustentável.
Como compradores de energia sustentável por meio de contratos de compra de energia (PPAs), o setor ajudou a criar um mercado estável e o caso de construir usinas de geração de energia sustentável. A BloombergNEF, uma empresa de pesquisa, estima que a indústria de Data Centers ajudou a criar 74 gigawatts de capacidade por meio do uso de PPAs.
Olhando para o futuro, o setor também é pioneiro em novas tecnologias de geração de energia sustentável que se baseiam nas bases sólidas já construídas para reforçar a posição dos Data Centers como a espinha dorsal de uma sociedade digital e conectada. O que já aprendemos e demonstramos é que, para avançar, devemos colaborar em todas as áreas da economia e da sociedade.
Os Data Centers são infraestruturas indispensáveis para a economia digital. Eles estão rapidamente se tornando uma parte totalmente integrada de um ecossistema digital e energético que impulsionará não apenas os serviços dos quais dependemos agora, mas também as inovações e tecnologias que impulsionarão o progresso no futuro.