Soluciones eléctricas sostenibles para Data Centers

Las soluciones eléctricas sostenibles irrumpen para garantizar un suministro energético estable, eficiente y con menor huella de carbono para los centros de datos

Vivimos en una sociedad hiperconectada donde el intercambio instantáneo de datos se ha convertido en parte tan fundamental como inconsciente de nuestro día a día. Conversaciones por servicios de mensajería instantánea, transacciones y compras online, correos electrónicos, trabajo, navegación segura por Internet o consumo de audiovisuales se han vuelto algo cotidiano para 6 de cada 10 personas de este planeta. Sin embargo, toda nuestra actividad diaria conlleva una huella de datos que, sin la adecuada seguridad y gestión, puede ser tan peligrosa como inestable. Es justo en ese punto donde entran los data centers, cuya función es la de almacenar y proteger todos nuestros datos (y los de muchas más personas y entidades), así como garantizar la disponibilidad de acceso a datos de terceros (webs, aplicaciones, etc..). Esto ocurre en unos recintos que cuentan con todo el apoyo tecnológico necesario para garantizar su disponibilidad de uso el 99,9999% de las ocasiones. Estos centros de datos cuentan, como es natural, con toda una compleja red eléctrica a su servicio para que, independientemente de cualquier problema externo a la instalación, el suministro eléctrico quede garantizado en todo momento. Una red de cuyo correcto funcionamiento depende la disponibilidad de tan ingente cantidad de datos para los usuarios finales.

La gran cantidad de datos que manejamos cada día –se calcula que el año 2023 se intercambiaron un total de 59 exabytes frente a los 48 del curso anterior o los 32 del año 2020 en plena pandemia- y el requerimiento de total disponibilidad de estos ha convertido al sector de los data centers en un destacadísimo demandante de energía eléctrica y, por tanto, en un importante generador de huella de carbono, con lo que esto conlleva a todos los niveles. Las cifras hablan de que los data centers consumen cerca de 200 TWh de energía por año, una cifra que se espera se multiplique por 15 para el año 2030 hasta convertirse en los responsables del consumo del 8% de la energía eléctrica mundial. Impresionante, ¿verdad?

Por ello, los centros de datos se encuentran en una total reconversión tanto a nivel de estructura de servicios como de infraestructura eléctrica. Ya sea antiguas instalaciones en servicio o proyectos futuros, los principales operadores están teniendo en cuenta, cada vez más, la incorporación de soluciones eléctricas sostenibles para contribuir a reducir la importante huella de esta actividad humana en el medio ambiente y así garantizar su sostenibilidad en el largo plazo. Pero, ¿a qué nos referimos por soluciones eléctricas sostenibles para data centers? Vamos a descubrirlo. Como sabes, la energía eléctrica que consumimos se obtiene a través de diferentes fuentes –ya sean renovables o no- para ser transportada, transformada y distribuida en diferentes fases hasta llegar a los puntos de consumo. En este gran periplo, que lejos de ser lineal se parece más a una gigantesca telaraña, la energía discurre a través de diferentes redes y dispositivos tecnológicos que conocemos como aparamenta eléctrica, unos elementos de alto valor tecnológico que también están presentes en las redes eléctricas privadas como las de los data centers y cuya eficiencia y funcionamiento garantizan el de los equipos demandantes de energía a los que se conectan.

Como tal, y como vemos en la anterior infografía, la configuración del sistema eléctrico de un data center requiere de una serie de equipos de aparamenta eléctrica tales como celdas de distribución secundaria, los transformadores eléctricos, los cuadros de baja tensión, los sistemas de protección y automatización, los sistemas de alimentación ininterrumpida, los sistemas de almacenamiento energético o los grupos electrógenos. La suma de todos estos elementos en conjunto en una red eléctrica compleja -para garantizar el suministro energético incluso aunque la red de distribución pública sufra un apagón- hace de esta una parte muy sensible de estas instalaciones.

Además, al igual que la generación de la propia energía, el tipo de tecnología utilizada por esta aparamenta puede ayudar a reducir la huella de carbono de la actividad de un centro de datos. Es así como llegamos a nuestros protagonistas de hoy: las soluciones eléctricas sostenibles para centros de datos.

Soluciones sostenibles para la conexión de Data Centers, ¿qué son?

La huella constructiva y operativa de las soluciones eléctricas depende del tipo de materiales (tanto a nivel de tipología como de ciclo de vida, reciclabilidad…) tecnología (corte mediante aire natural industrial y/o gases fluorados), capacidad operativa en sobretensiones (permitiendo picos por encima de sus características nominales) y tamaño (cantidad de superficie y materiales necesarios). Así, la aparamenta eléctrica ha desarrollado dos grandes aliados para reducir la huella de carbono operativa de los centros de datos:

Celdas de distribución libres de gases fluorados

Las celdas de distribución eléctrica –cuya complejidad y desarrollo tecnológico las convierte en un elemento clave- podrían definirse como grandes interruptores de corriente que cortan o dejar fluir la energia eléctrica; protegiendo tanto a los equipos eléctricos como a la propia instalación a la que van asociada, en este caso al data center.

Estas celdas utilizan, en su mayoría, una tecnología de corte basada en gases fluorados, cuyo uso está generalizado en toda la industria eléctrica como solución dieléctrica para asegurar el uso y manipulación seguro de estos equipos. Esta tecnología GIS (Gas Insulated Switchgear) ha sido fundamental para la industria por décadas, garantizando tanto la seguridad del suministro eléctrico y la de los operarios de red, así como la estanqueidad del gas y su recuperación tras la finalización de la vida útil del producto, y ahora se encuentra en evolución hacia un escenario donde las alternativas al SF6 deben tomar el relevo. ¿El motivo? Reducir el impacto medioambiental de estas soluciones.

Es aquí donde aparece el aislamiento mediante la utilización de aire natural industrial, una tecnología desarrollada por Ormazabal, entre otros fabricantes, y que utiliza los gases existentes en la atmósfera para, tras una fase de industrialización, servir como aislante para las celdas de distribución, desterrando la presencia de humedad en el ambiente y el correcto aislamiento para evitar situaciones de sobretensiones o arcos eléctricos.

¿Cuáles son sus principales ventajas?

• Aire natural industrial: Gas de origen natural con nula huella de carbono. Fabricado industrialmente con componentes totalmente accesibles.
• Mínima presión de llenado: Tanto la estanqueidad como el comportamiento a lo largo de toda la vida útil totalmente conocido y probado.
• Nativo digital: Concebido desde el inicio con la sensórica y automatizaciones integradas.
• Operación y explotación: El innovador diseño de interruptor-seccionador junto con la tecnología probada de corte en vacío del interruptor automático hacen muy sencilla la operación del equipamiento. Dimensiones: Dimensiones optimizadas para tener una huella similar.

Transformadores inteligentes en dieléctrico líquido

La labor de los transformadores eléctricos es la de disminuir la tensión que llega de la red eléctrica de media a baja, permitiendo que esta pueda ser distribuida por los cuadros de baja tensión para su consumo en el data center. Así, la llegada de nuevos trafos inteligentes como el transforma.smart de Ormazabal ha supuesto un antes y un después para el sector.

Veamos aquí la principales ventajas de los transformadores en dieléctrico líquido:

• Garantizan una mayor seguridad de la instalación gracias a:
  • Mejor funcionamiento en cargas elevadas
  • Mayor resistencia al calentamiento
  • Mayor durabilidad y soporte de sobrecargas y transitorios de tensión

• Reducen los costes de instalación y mantenimiento:
  • No requieren envolvente de protección
  • Obtienen una mayor refrigeración sin necesidad de accesorios
  • Producen menores pérdidas en servicio
  • Mayor vida útil gracias a la sustitución del dieléctrico líquido
  • TCO (total cost of ownership) menor

• Son, inequívocamente, más sostenibles:
  • Menor impacto acústico durante el uso (menor nivel de inducción y aislamiento del líquido dieléctrico)
  • Menos posibilidad de afección ante fenómenos climáticos adversos (inundaciones, tormentas, etc…) gracias a una menor sensibilidad ambiental
  • ACV (análisis de ciclo de vida) con menor impacto en la categoría de potencial de calentamiento global (huella de carbono)
  • Mayor eficiencia durante la fase de uso, suponiendo el principal impacto del ACV (90% del total)
  • Con índices de carga superiores a los contemplados en el ACV, se muestra un desempeño aún mejor gracias a su mayor eficiencia energética (menores pérdidas)

¿Conocías esta auténtica revolución en las soluciones eléctricas para los data centers?

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