Os data centers dependem de eletricidade confiável para dar suporte a servidores, equipamentos de rede, sistemas de refrigeração, infraestrutura de segurança e outras operações críticas. À medida que a procura de computação cresce, os operadores devem gerir não só o consumo total de electricidade, mas também a disponibilidade de energia, os picos de procura e os riscos associados às interrupções da rede.
Um sistema de armazenamento de energia de bateria para data centers pode apoiar esses objetivos quando for projetado para funcionar com a infraestrutura elétrica da instalação. Dependendo do projeto, o armazenamento em bateria pode ser usado para funções de backup selecionadas, gerenciamento de picos de demanda, integração de energia renovável ou coordenação com outras fontes de energia.
Contudo, a infraestrutura de energia do data center possui requisitos técnicos específicos. O armazenamento de energia da bateria, o equipamento de fonte de alimentação ininterrupta (UPS), os geradores de reserva, os comutadores e os sistemas de gerenciamento de energia desempenham funções diferentes e devem ser integrados de forma adequada.
Para proprietários de instalações, empreiteiros de engenharia e promotores de infra-estruturas, o primeiro passo é identificar o problema de energia que precisa de ser resolvido. Este guia explica as aplicações, considerações de design e critérios de seleção para sistemas de armazenamento de energia de bateria em projetos de data centers.
Os data centers exigem eletricidade para equipamentos de computação e infraestrutura de suporte, incluindo refrigeração, distribuição de energia, iluminação e sistemas de gerenciamento de instalações.
A demanda pode variar de acordo com a utilização do servidor, requisitos de resfriamento, configuração do equipamento e cronogramas operacionais. Como resultado, os operadores precisam de compreender tanto o seu consumo médio como os seus requisitos de potência de pico.
Um sistema de armazenamento de energia de bateria devidamente configurado pode ajudar a gerenciar picos de demanda selecionados ou transferir parte do consumo de eletricidade para períodos diferentes. O benefício real depende do perfil de carga do local, da tarifa de eletricidade, da capacidade da bateria, da potência nominal e da estratégia de controle.
Uma interrupção da rede pode afetar as operações do data center se o equipamento crítico não for suportado por uma infraestrutura de backup adequada.
O armazenamento em baterias pode contribuir para uma estratégia de resiliência mais ampla, fornecendo energia para cargas designadas ou coordenando-se com outras fontes de energia. Contudo, a capacidade do sistema de suportar uma interrupção específica depende da sua configuração, da energia disponível, dos requisitos de transição e da integração com o sistema de proteção elétrica da instalação.
Para cargas críticas do data center, a arquitetura de backup deve ser projetada por engenheiros elétricos qualificados e avaliada em relação aos requisitos de disponibilidade da instalação.
Alguns data centers utilizam geração solar local ou compram eletricidade renovável como parte de sua estratégia energética.
Quando a geração renovável e a procura das instalações não coincidem, o armazenamento em bateria pode ajudar a transferir a energia disponível para um período posterior. Por exemplo, uma bateria pode armazenar o excesso de geração solar elegível para uso quando a geração local diminuir.
A medida em que isto melhora a utilização de energias renováveis depende do perfil de produção, da capacidade da bateria, das perdas do sistema, da procura de electricidade e da estratégia operacional.
Um sistema de armazenamento de energia de bateria armazena eletricidade e a fornece quando necessário. Um sistema típico pode incluir baterias, um sistema de gerenciamento de bateria, equipamento de conversão de energia, gerenciamento térmico, proteção de segurança, monitoramento e controles de supervisão.
A configuração exata depende da classificação de potência do projeto, da capacidade energética, do arranjo de conexão e da aplicação pretendida.
A bateria determina quanta energia pode ser armazenada e disponibilizada dentro dos limites operacionais do sistema.
Ao avaliar a capacidade da bateria, os operadores de data centers devem considerar a energia necessária, a faixa utilizável do estado de carga, as perdas de conversão, a temperatura operacional, a degradação e a vida útil esperada.
A capacidade da bateria por si só não determina se um sistema pode suportar uma carga crítica. A potência nominal e as características de resposta também devem corresponder à aplicação pretendida.
O sistema de conversão de energia gerencia a conversão entre as características elétricas da bateria e o sistema elétrico da instalação.
Sua classificação, funções de controle e arranjos de proteção devem ser compatíveis com o modo de operação e ponto de conexão pretendidos.
Quando o projeto exigir operação conectada à rede, suporte de backup ou operação ilhada, as funções relevantes deverão ser confirmadas para o equipamento selecionado e para o projeto geral do sistema.
Um sistema de gerenciamento de energia pode coordenar carga, descarga e outras funções operacionais de acordo com parâmetros definidos.
Dependendo da instalação, as estratégias de controlo podem considerar os preços da eletricidade, os picos de procura, a geração renovável, o estado da bateria e os requisitos da instalação.
O monitoramento também pode ajudar os operadores a analisar o status do sistema e identificar condições que requerem atenção. Contudo, não se deve presumir que as funções de gestão de energia substituam os sistemas independentes de protecção e controlo necessários para infra-estruturas eléctricas críticas.
Algumas instalações passam por curtos períodos de demanda elevada de eletricidade. Dependendo da estrutura tarifária local, estes picos podem contribuir para tarifas de electricidade relacionadas com a procura ou impor restrições adicionais ao fornecimento eléctrico do local.
Um sistema de armazenamento de energia da bateria pode ser configurado para descarregar durante períodos de pico selecionados e recarregar quando apropriado.
Antes de implementar esta estratégia, os operadores devem rever os dados do medidor de intervalo, as regras de carga sob demanda, as classificações de energia da bateria e a duração esperada dos eventos de pico.
O sistema deve ser dimensionado de acordo com o perfil de demanda real e não com uma carga média assumida.
Quando um data center possui geração solar no local, o armazenamento em bateria pode ajudar a utilizar parte da eletricidade gerada fora do período de pico da produção solar.
A estratégia de gestão de energia deve ter em conta a relação entre a produção, a procura das instalações, o estado de carga da bateria e a disponibilidade de electricidade da rede.
Uma bateria não é automaticamente benéfica para todos os projetos de energia renovável. O seu valor depende do perfil de geração, dos preços da eletricidade, das perdas do sistema, dos custos de instalação e dos objetivos energéticos da instalação.
Os data centers geralmente usam proteção de energia em camadas e arranjos de backup. Estes podem incluir sistemas UPS, baterias, geradores de reserva e caminhos de distribuição elétrica redundantes.
Um sistema separado de armazenamento de energia de bateria pode servir uma função complementar, como apoiar uma estratégia definida de gerenciamento de carga ou fornecer energia dentro de uma arquitetura de backup projetada.
A distinção é importante: não se deve presumir que um sistema de armazenamento de energia de bateria de uso geral forneça as mesmas funções que um UPS de data center. Cargas críticas de TI podem exigir continuidade de energia muito rápida, características de transferência específicas e proteção cuidadosamente coordenada.
Qualquer integração proposta deve ser avaliada em relação à disponibilidade exigida da instalação e aos padrões elétricos aplicáveis.
Algumas instalações enfrentam limitações na sua ligação à rede disponível ou devem planear cuidadosamente em torno da capacidade contratada.
O armazenamento da bateria pode ajudar a gerenciar períodos selecionados de alta demanda, dependendo da classificação de potência, capacidade energética e estratégia operacional.
Não aumenta automaticamente a capacidade de ligação à rede autorizada do local nem elimina a necessidade de infraestrutura elétrica adequada. Os desenvolvedores do projeto devem avaliar o acordo de conexão, a capacidade do transformador, o conjunto de manobra, os sistemas de proteção e os requisitos da concessionária.
O armazenamento em bateria pode fazer parte de uma estratégia mais ampla de gestão de energia que envolve a rede elétrica, a geração no local, os sistemas de refrigeração e as cargas das instalações.
O objetivo operacional deve ser claramente definido. Um sistema otimizado para redução de pico pode ser configurado de forma diferente de um projetado para utilização de energia renovável ou uma função de backup específica.
Se forem esperadas diversas funções da mesma bateria, a equipe do projeto deverá avaliar se a energia necessária e as reservas de potência podem suportar essas funções sem conflito.
Estas tecnologias podem funcionar juntas, mas não são intercambiáveis.
Tecnologia |
Função Primária |
Consideração principal |
|---|---|---|
Sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS) |
Armazena e fornece eletricidade para gerenciamento de energia definido ou aplicações de backup |
Classificação de potência, capacidade de energia, controles e integração |
Fonte de alimentação ininterrupta (UPS) |
Suporta cargas críticas através de distúrbios de energia e fornece continuidade de acordo com seu projeto |
Comportamento de transferência, tempo de execução, redundância e compatibilidade de carga crítica |
Gerador de backup |
Fornece eletricidade durante interrupções prolongadas quando o combustível e as condições operacionais permitirem |
Comportamento de partida, disponibilidade de combustível, manutenção e duração da operação |
Sistema de Gestão de Energia (EMS) |
Coordena fluxos de energia e estratégias operacionais |
Lógica de controle, compatibilidade do sistema, monitoramento e objetivos operacionais |
Um data center pode exigir várias dessas tecnologias para atender aos seus requisitos operacionais.
Por exemplo, um UPS pode proteger equipamentos críticos de TI durante uma interrupção de energia, enquanto um gerador de reserva fornece energia de maior duração. Um BESS separado pode ser usado para gerenciamento de energia ou para uma função de engenharia dentro do arranjo de backup mais amplo.
A arquitetura correta depende do projeto da instalação, dos requisitos de redundância, dos padrões aplicáveis e do nível de risco aceitável.
O dimensionamento deve começar com dados medidos do local e uma aplicação claramente definida.
Determine se o sistema se destina à redução de picos, integração de energia renovável, suporte de backup ou uma combinação de funções.
Esta decisão influencia a classificação de potência necessária, a capacidade energética, a estratégia de controle e os requisitos de integração.
Colete dados de eletricidade de intervalo e identifique a demanda média, a demanda de pico, a duração do pico e as variações ao longo do dia e do ano.
Quando o sistema se destinar a suportar cargas selecionadas, estabeleça quais cargas devem ser atendidas e se elas operam de forma contínua ou intermitente.
Para aplicativos de backup, identifique as cargas específicas, o tempo de execução necessário e os requisitos de transição.
Para uma ilustração simplificada, suponha que uma carga selecionada exija 500 kW de potência por duas horas.
A necessidade de energia entregue é:
500 kW × 2 horas = 1.000 kWh.
Isso representa a energia entregue à carga sob a suposição declarada. Não é necessariamente a capacidade nominal da bateria que deve ser adquirida.
O projeto final deve levar em conta perdas de conversão, capacidade útil da bateria, requisitos de reserva, degradação, temperatura e outras limitações do sistema.
A capacidade energética, medida em quilowatts-hora, descreve quanta energia está disponível. A classificação de potência, medida em quilowatts, descreve quanta energia o sistema pode fornecer em um determinado momento.
Um sistema destinado a gerir um breve pico de procura pode exigir uma relação potência/energia diferente de um sistema concebido para transferir energia ao longo de várias horas.
O sistema selecionado deve satisfazer tanto a necessidade de energia quanto a demanda de potência instantânea associada à aplicação.
Para instalações críticas, o projeto deve considerar redundância de equipamentos, isolamento de falhas, coordenação de proteção, monitoramento e procedimentos de manutenção.
Se se espera que o armazenamento da bateria suporte cargas críticas durante uma interrupção da rede, os engenheiros devem confirmar se a arquitetura elétrica completa suporta o modo de operação necessário.
Não presuma que um sistema de baterias conectado à rede possa operar automaticamente de forma independente da rede.
Compare o valor esperado do sistema com o seu custo total durante o período de serviço planejado.
Fatores relevantes incluem custo do equipamento, instalação, atualizações elétricas, manutenção, perdas de energia, degradação da bateria, requisitos de substituição, tarifas de eletricidade e quaisquer economias relacionadas à demanda.
O caso financeiro deve basear-se nos dados operacionais reais da instalação e nos preços locais da eletricidade, em vez de estimativas genéricas de poupança.
Solicite informações claras sobre potência nominal, capacidade de energia utilizável, limites operacionais, eficiência do sistema, condições ambientais e modos de operação pretendidos.
O fornecedor deve explicar quais funções são suportadas pelo modelo específico e quais requerem equipamento ou engenharia adicional.
Revise o ponto de conexão proposto, a interface da rede, o equipamento de conversão de energia, o conjunto de manobra, os arranjos de proteção e as interfaces do sistema de controle.
Para instalações com cargas críticas, o plano de integração deve ser coordenado com a equipe de projeto elétrico e os sistemas UPS e geradores existentes.
As instalações de armazenamento de energia da bateria exigem medidas de segurança adequadas, proteção elétrica, gerenciamento térmico, folgas de instalação e procedimentos de emergência.
Os requisitos aplicáveis dependem do equipamento, local de instalação, tecnologia da bateria e códigos locais.
Os compradores deverão solicitar documentação técnica relevante e confirmar se a configuração proposta é apropriada para o projeto.
Avalie as funções de monitoramento disponíveis, relatórios de alarme, interfaces de comunicação, acesso para serviço, intervalos de manutenção, condições de garantia e arranjos de peças sobressalentes.
Para data centers, o plano de manutenção também deve considerar como a inspeção ou manutenção do equipamento pode ser concluída sem comprometer as operações da instalação.
As especificações gerais do produto de um fornecedor não substituem uma avaliação de engenharia específica do local.
Antes da seleção final, confirme se o sistema proposto atende aos requisitos elétricos do projeto, estratégia operacional, espaço disponível, arranjos de refrigeração, condições ambientais e obrigações de conformidade.
A INJET desenvolve produtos de armazenamento de energia e soluções de energia híbrida para aplicações industriais, comerciais, locais remotos e outras aplicações de energia.
Sua linha HanCang inclui os sistemas híbridos de armazenamento de energia de 261 kWh e 522 kWh descritos na página oficial do produto. Esses sistemas integram energia solar, de armazenamento e diesel para aplicações como estações de telecomunicações, locais remotos, projetos de construção e fornecimento de energia de emergência.
Para projetos de data centers, a adequação de qualquer modelo específico deve ser estabelecida através de revisão técnica. Os compradores não devem presumir que um produto projetado para aplicações de energia remotas ou temporárias atenda automaticamente aos requisitos de um data center de missão crítica.
A equipe do projeto deve confirmar as classificações de potência e energia exigidas, modo de operação, redundância, características de resposta, integração elétrica e certificações aplicáveis antes de considerar um produto para a instalação.
Explorar o Gama de produtos de armazenamento de energia INJET e saiba mais sobre a empresa soluções de armazenamento de energia híbrida industrial e comercial.
Para uma discussão técnica inicial, prepare o perfil de carga do local, a aplicação pretendida, a classificação de potência necessária, a capacidade energética, os detalhes da conexão à rede e os requisitos do mercado de destino.
É um sistema baseado em bateria que armazena eletricidade e a fornece para aplicações definidas, como gerenciamento de picos de demanda, utilização de energia renovável ou um arranjo de backup projetado. O seu papel depende do desenho do sistema e da integração com a infra-estrutura eléctrica da instalação.
Não automaticamente. Um UPS é projetado para suportar cargas críticas de acordo com requisitos específicos de continuidade e transferência. Um BESS de uso geral pode servir funções complementares, mas qualquer substituição ou integração deve ser avaliada em relação ao projeto elétrico e aos requisitos de disponibilidade do data center.
Pode ajudar a reduzir picos de procura selecionados ou aumentar a utilização de energia renovável no local. O benefício financeiro real depende das tarifas de electricidade, do perfil de carga, da eficiência do sistema, da estratégia operacional e do custo total do sistema.
Não existe capacidade universal. A energia necessária depende da função pretendida, carga suportada, duração, capacidade útil da bateria, perdas do sistema, requisitos de reserva e outros fatores de projeto. É necessária uma avaliação específica do local.
Sim, onde o sistema e os controles são projetados para essa configuração. A integração deve definir como a bateria, o gerador, a conexão à rede e as cargas suportadas operam em condições normais e durante interrupções.
Fatores importantes incluem classificação de energia, capacidade de energia utilizável, modo de operação, redundância, integração elétrica, segurança, monitoramento, manutenção, conformidade e economia do ciclo de vida. O sistema deve ser adaptado à aplicação pretendida, em vez de ser selecionado apenas com base na capacidade da bateria.
A INJET lista produtos híbridos de armazenamento de energia para aplicações industriais, comerciais, locais remotos e relacionadas. Para um projeto de data center, os compradores devem entrar em contato com a INJET para confirmar se uma configuração adequada está disponível e se ela atende aos requisitos técnicos e de conformidade do projeto.
Um sistema de armazenamento de energia de bateria pode contribuir para o gerenciamento de energia do data center, suportando picos de demanda selecionados, integração de energia renovável e aplicações de energia adequadamente projetadas.
A implementação bem-sucedida requer um objetivo operacional claro, dados de carga precisos, potência da bateria e classificações de energia adequadas e integração cuidadosa com a infraestrutura elétrica existente da instalação.
Armazenamento de baterias, equipamentos UPS e geradores de backup desempenham funções diferentes. Sua configuração deve ser determinada pelos requisitos de disponibilidade do data center, pelo projeto elétrico e pelos padrões aplicáveis.
A INJET desenvolve soluções de armazenamento de energia e energia híbrida para aplicações industriais e comerciais. Para desenvolvedores de data centers e empreiteiros de engenharia, o próximo passo é discutir a aplicação pretendida e verificar se um sistema adequado pode atender aos requisitos do projeto.
Visite o Site oficial da INJET para explorar os produtos disponíveis e discutir seu projeto de armazenamento de energia.
Hot Tags: Sistema de armazenamento de energia de bateria para data centers, Sistema de armazenamento de energia de bateria de data center, Armazenamento de bateria para data centers, Soluções de armazenamento de energia de data center, Sistema de energia de backup de data center, Sistema de armazenamento de energia de bateria comercial, Gerenciamento de energia de data center, Armazenamento de energia para infraestrutura crítica