No último mês, tive o imenso prazer de participar de uma animada mesa redonda com diversos colegas sobre o tópico da energia com escala para rede elétrica e como os operadores de data centers podem participar no que é chamado de "interação com os serviços da rede elétrica". O que isso significa é ter data centers e outras organizações de infraestrutura crítica aproveitando os sistemas de baterias e de Alimentação de Energia Ininterrupta (UPS) com a tecnologia de Suporte Dinâmico à Rede Elétrica para interagir e balancear a rede elétrica durante períodos de instabilidade.
O descomissionamento de grandes usinas elétricas e a intermitência das fontes renováveis de energia que alimentam a rede são exemplos de tais eventos. Fornecer Suporte Dinâmico à Rede Elétrica pode trazer uma série de benefícios, incluindo economia de custos, melhor resiliência operacional e até novas oportunidades de geração de receitas.
Após nosso debate, aqui está um breve resumo da tecnologia por trás dos sistemas UPS com Suporte Dinâmico à Rede Elétrica, como ela funciona, quais são os desafios e benefícios e como a Vertiv pode apoiar os operadores no uso desses e de outros ativos inteligentes.
O Que Está Motivando o Provável Próximo Movimento da Indústria
A indústria de data centers está no centro da incansável demanda mundial por mais energia e a correspondente pressão para mais fontes renováveis de forma a reduzir as emissões de carbono. As partes envolvidas na indústria estão buscando soluções que respondam aos riscos de estabilidade da rede trazidos pela acentuada demanda e pelos desequilíbrios momentâneos comuns nas fontes de energia renováveis - uma característica que pode levar a variações de frequência e, se não controlada, levar a faltas de energia.
O que torna os UPSs, ou outros sistemas de armazenamento de energia, fortes candidatos para o balanceamento da rede é que baterias de backup em um UPS apenas entram em funcionamento se ocorrer uma falta de energia, o que significa que essas baterias permanecem muito tempo de sua vida sem uso. As tecnologias dos UPSs inteligentes usam os sistemas de armazenamento das baterias para acumular energia e liberá-la instantaneamente sempre que necessário - sem prejudicar a capacidade do sistema UPS de proteger a carga. Além disso, um sistema interativo com a rede elétrica que tenha um sistema de armazenamento de energia adequadamente dimensionado é projetado para dar uma resposta suficientemente rápida de forma a atender as necessidades por contenção de frequência e a dar suporte aos sistemas geradores de receitas.
Fundamentos do Balanceamento da Rede Elétrica
Um UPS interativo com a rede elétrica deve ser capaz de alimentar serviços ancilares ao mesmo tempo em que mantém suficiente autonomia das baterias para permitir a transferência normal para geradores no caso de uma falha na rede de utilidades.
Quando o controlador externo detectar uma variação de frequência da rede elétrica, ele ordena ao UPS que siga essa solicitação de regulagem positiva e negativa através da carga ou descarga das baterias dentro de seus limites operacionais. O UPS controla a potência de entrada para alcançar determinadas metas ou serviços funcionando em diferentes modos.
Examinando o Potencial de Receitas e de Balanceamento para os Usuários Finais
Um UPS interativo com a rede elétrica pode possibilitar que empresas e usuários privados de energia comercializem a energia que armazenam e reduzam seu custo total com energia. Isso é feito através dos serviços de balanceamento, que ajudam a demanda a se igualar à oferta da rede elétrica ao visar a resposta rápida para a frequência e através da gestão da demanda. Os serviços de balanceamento garantem que o fornecimento de potência corresponda à demanda real, garantindo a estabilidade da rede elétrica e permitindo tanto a geração de receita quando a economia de energia.
Em programas de serviços de reposta rápida para a frequência, os sistemas de armazenamento das baterias do UPS são usados para acumular energia e liberá-la instantaneamente. Por outro lado, a gestão da demanda, também conhecida como "corte de pico", ou peak shaving em inglês, é uma abordagem de balanceamento que reduz a dependência na rede elétrica em horas de escassez de potência ou de energia com custos altos. Os serviços de gestão de demanda são oferecidos através de programas nos quais as empresas recebem um pagamento regular com base no tamanho do contrato por tais serviços. Um exemplo é o programa com base no preço, onde os consumidores ajustam seu consumo de energia de acordo com as alterações no preço de mercado da eletricidade. Outro exemplo é um programa com base em incentivos, onde os rendimentos são dados através de contratos onde os consumidores são pagos para mudar ou reduzir seu consumo de energia.
As empresas de data centers oferecendo serviços de balanceamento da rede elétrica recebem pagamentos de "energia" adicionais com base na rapidez com que reagem às variações de frequência da rede elétrica, bem como na quantidade de energia reduzida.
Desafios que Ainda Precisam Ser Superados
Durante nosso debate, falamos sobre algumas das barreiras de adoção que ainda permanecem para incorporar tecnologias para energia com escala para rede elétrica. Essa tecnologia permanece relativamente nova e bastante distante da adoção generalizada e, portanto, há uma hesitação compreensível em relação a fazer mudanças importantes em tecnologias de UPS das quais os clientes dependem para proteger seus sistemas críticos. Há também dúvidas se essa tecnologia de suporte à rede elétrica afetará a resiliência do UPS ou fará com que as baterias envelheçam ou percam a potência mais rapidamente.
Essas preocupações são infundadas. O sistema de controle no UPS tem a capacidade de pausar/sair do modo de Suporte Dinâmico à Rede Elétrica quando as condições de operação estiverem fora das especificações ou aumentem os riscos. Além disso, sistemas UPS de ponta são projetados com recursos de otimização, diagnósticos avançados e armazenamento por baterias de íon-lítio para controlar os principais fatores de envelhecimento e aumentar a vida útil da bateria.
Apesar do ceticismo, uma pesquisa recente uma empresa de consultoria e análise de mercado, oferece uma perspectiva positiva para a adoção. De acordo com a pesquisa, aproximadamente 90% dos operadores de data centers estão propensos a implementar sistemas UPS para interagir com a rede elétrica e apoiar as principais iniciativas de gestão de energia nos próximos quatro anos. Para algumas organizações, a mudança rumo a adoção pode depender de que haja mais dos principais players do mercado de data centers usando a tecnologia e da observação de como ela amadurece ao longo do tempo. De qualquer forma, conforme vemos mais esforços para estabilizar a rede elétrica e nos distanciarmos das fontes tradicionais de energia, poucos poderão ignorar os benefícios que um UPS interativo com a rede elétrica proporciona.
A Vertiv tem as competências para dar suporte aos operadores na geração de receitas e na redução de custos através da oferta de ativos inteligentes, como sistemas UPS com funcionalidades de suporte à rede elétrica. Também podemos fornecer a solução integrada completa (UPS interativo com a rede elétrica com controlador externo e armazenamento de energia) tanto para o usuário final quanto para o agregador/fornecedor de serviços de energia. Para saber mais sobre essa tecnologia e como a Vertiv pode ajudar a sua organização a aproveitar essas oportunidades de economia, baixe nosso white paper “How to Maximize Revenues from Your Data Center Energy Storage System with Grid Interactive UPS.”
