Energía solar más almacenamiento para centros de datos: no es sólo girar una llave

A medida que los centros de datos crecen en tamaño y complejidad, el suministro de energía barata y fiable nunca ha sido tan urgente. Gerhard Salge, director tecnológico (CTO) de Hitachi Energy, una unidad del conglomerado japonés Hitachi, arrojó luz sobre la relación entre las energías renovables y el funcionamiento de los centros de datos, señalando que, aunque es técnicamente factible, el éxito requiere una planificación cuidadosa, la infraestructura adecuada y un enfoque holístico.

«Si observamos lo que está sucediendo en las redes eléctricas, vemos que las energías renovables son un elemento activo en el lado de la generación de energía, y los centros de datos son un elemento activo en el lado de la demanda», explicó Salge a pv magazine. «Lo que se necesita además de eso es flexibilidad, para lo cual necesitamos almacenamiento y una red que pueda actuar activamente también aquí, con el fin de reunir todos estos elementos».

Según Salge, la clave son las redes activas, no los sistemas pasivos que simplemente reaccionan a las condiciones. Con más energías renovables, patrones de demanda cambiantes, nuevos centros de carga y opciones de almacenamiento como baterías e instalaciones existentes como las centrales hidroeléctricas de bombeo, es fundamental coordinar estos recursos de forma activa para mantener la seguridad del suministro, la calidad de la energía y la optimización de los costos.

«Pero cuando se habla del impacto y la correlación entre las energías renovables y los centros de datos, hay que tener siempre en cuenta todo el alcance de la flexibilidad en un sistema eléctrico de todos los elementos: el lado de la demanda, el lado de la generación, el lado del almacenamiento y la red activa entre ellos», dijo, señalando que las redes débiles o congestionadas no servirían para este propósito.

Centros de datos de IA

Salge advirtió que no todos los centros de datos son iguales. «Hay centros de datos convencionales y centros de datos de IA», dijo. «Los centros de datos convencionales son esencialmente sistemas de alta carga con algunas fluctuaciones adicionales. Contienen muchos procesadores que gestionan solicitudes, procedentes de motores de búsqueda u otras aplicaciones, por lo que la carga de trabajo se distribuye de forma estocástica entre ellos. Esto crea una carga base con altibajos aleatorios, que es el patrón de carga típico de un centro de datos convencional».

Las cargas de trabajo de IA, por el contrario, dependen en gran medida de las GPU o los aceleradores de IA, que consumen una cantidad significativa de energía de forma continua. A diferencia de los centros de datos convencionales, los centros de datos de IA suelen funcionar con una carga alta sostenida, a veces cerca de la capacidad máxima durante largos periodos de tiempo.

Gerhard Salge, director técnico de Hitachi Energy.

«Los centros de datos de IA son especialmente buenos para realizar cálculos paralelos», explicó Salge. «Muchos de ellos se activan con el mismo patrón de demanda al mismo tiempo, lo que crea estos picos ascendentes y descendentes en el perfil de demanda, y se producen en paralelo todos juntos».

Estas fluctuaciones suponen un reto tanto para el suministro de energía como para la calidad del voltaje y la frecuencia de la red conectada. «Por lo tanto, es necesario transportar la energía activa desde un sistema de almacenamiento de energía o un supercondensador hasta la demanda del centro de datos de IA. Y eso implica realmente el control de la potencia activa del centro de datos. Lo que se necesita es la interacción entre la unidad de almacenamiento y el centro de datos de IA para proporcionar potencia activa o absorberla posteriormente cuando el pico desciende. Eso también se puede hacer con un supercondensador».

Las baterías pueden almacenar mucha más energía que los supercondensadores, pero estos últimos pueden aumentar energías más pequeñas con mayor frecuencia. «Sin embargo, si se coloca una batería más pequeña que la carga y se necesita realmente hacer ciclos con la batería a su máxima capacidad, la batería no durará mucho tiempo en el centro de datos, porque la frecuencia de estos picos es tan alta que la batería se degrada muy, muy rápidamente, por lo que los supercondensadores pueden hacer más ciclos», subrayó Salge.

También señaló que tanto las baterías como los supercondensadores son tecnologías maduras, pero que la configuración óptima —ya sea una u otra, o una combinación con condensadores tradicionales— depende del tamaño del almacenamiento, el número de racks, los niveles de voltaje y el diseño general del sistema.

Gestión de los picos de formación en IA

Salge destacó la importancia de cumplir con los códigos de red en todas las zonas geográficas. «Hay que convertirse en un buen ciudadano del sistema eléctrico», afirmó. «Hay que colaborar con las empresas eléctricas locales para asegurarse de que no se infringen los códigos de red y de que el centro de datos no perturba la red». Una buena forma de hacerlo, cuando las energías renovables y los centros de datos están ubicados en el mismo lugar, es gestionar el suministro de energía renovable que ya se encuentra dentro del territorio del centro de datos. Además, contar con una red desarrollada y preparada para el futuro es una clara ventaja. Porque se dispone de muchos más elementos de flexibilidad y elementos activos para gestionar el almacenamiento y la integración de las energías renovables, así como para gestionar las cargas dinámicas de los centros de datos».

Si la red no está preparada para el futuro con equipos modernos y en funcionamiento activo, los operadores verán un aumento significativo del estrés. «Con una planificación holística, en cambio, se puede incluso utilizar parte de la flexibilidad del centro de datos como una especie de función controlable y de respuesta a la demanda», dijo Salge, añadiendo que los operadores de centros de datos podrían coordinar los picos de entrenamiento de IA con los periodos en los que el sistema eléctrico tiene más capacidad disponible. Esto convierte al centro de datos en una demanda predecible y controlable, que solo ejerce presión sobre la red cuando está preparada.

«En conclusión, en cuanto a la viabilidad técnica: sí, es posible, pero requiere la configuración adecuada», afirmó Salge.

Viabilidad económica

En cuanto a la economía, Salge cree que la energía solar y la eólica siguen siendo las fuentes de energía más baratas, incluso teniendo en cuenta la flexibilidad de la red necesaria para integrarlas en los centros de datos. La energía solar es la más rápida de implementar, la eólica la complementa bien y ambas pueden escalarse en paralelo.

«Cualquier aumento de la demanda de los centros de datos requiere una inversión, ya sea en energías renovables o en energía convencional. La economía depende del mercado, y los mecanismos del mercado, la normativa y la planificación técnica de la red están interconectados, lo que influye en el flujo de energía, los precios y la estabilidad del sistema», afirmó.

«Recomendamos a los desarrolladores que trabajen con todas las partes interesadas —empresas de servicios públicos, proveedores de tecnología y planificadores— desde el principio para garantizar la fiabilidad, la asequibilidad y la aceptación social. Una planificación holística evita soluciones reactivas y conduce a mejores resultados a largo plazo», concluyó Salge.

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