El alto rendimiento de Li-ion produce ahorros importantes para los centros de datos

Los operadores de centros de datos hoy en día están implementando planes para que sus arquitecturas soporten 5G, online streaming, vehículos autónomos y la conexión de cada vez más dispositivos a Internet de las cosas (IoT).

Este crecimiento en la demanda de datos refleja el aumento de la dependencia de la sociedad en los datos, lo que a su vez aumenta la demanda de energía eléctrica fiable y disponible.

A consecuencia de lo anterior, los sistemas UPS de los centros de datos son fundamentales para la economía actual, ya que protegen los datos que mantienen en funcionamiento los sistemas de negocios, transporte, finanzas, educación y seguridad. El coste de la desconexión de energía en el centro de datos está en torno a decenas de miles de dólares por minuto, un ejemplo de ello sucedió en 2016 con Delta Airlines, que incurrió en pérdidas de $ 150 millones debido a la pérdida de datos.

Al mismo tiempo, los operadores de centros de datos están sometidos a más presión para aumentar la densidad de potencia y la eficiencia, con el propósito de aprovechar al máximo su espacio disponible.

La tecnología de Li-ion tiene la capacidad de aportar valor cuando se integra en sistemas UPS. Tradicionalmente, los operadores de centros de datos utilizaban baterías de plomo ácido reguladas por válvulas (VRLA).

Las baterías Li-ion tienen una alta densidad de potencia (hasta 6 veces más que VRLA), ofrecen una larga vida útil (alrededor de 20 años), reducen en gran medida el mantenimiento, pueden soportar altas temperaturas, y ofrecen tiempos de recarga más rápidos para recuperarse antes.

Ahorro por un alto rendimiento

Con respecto a un sistema de baterías Li-ion, la diferenciación más clara es que tienen un tercio del tamaño, y un sexto del peso de las baterías VRLA. Es por ello, que a un operador le queda más espacio en los bastidores de servidores y otros servicios, y puede también reducir la toma de tierra y los costes de ingeniería civil. Esto puede producir grandes ahorros, particularmente cuando el metro cuadrado y los costes de infraestructura son elevados.

Una batería Li-ion también puede ofrecer un coste total de propiedad (TCO) bajo, gracias a una vida útil larga y a requisitos de mantenimiento reducidos. Esto también respalda la sostenibilidad, dado que requieren menos materiales y logística, a lo largo de la vida útil del equipo.

Otro valor crucial aportado por la tecnología de Li-ion es la oportunidad de operar a pleno rendimiento hasta 40 °C. Los operadores de centros de datos se benefician de la reducción de HVAC y ahorro de energía.

Un beneficio adicional es la capacidad de carga y, por lo tanto, la recuperación de la disponibilidad del sistema. Después de una descarga completa, una batería de Li-ion se puede cargar completamente, incluso en 75 minutos.

Además, la tecnología Li-ion, integra una monitorización precisa e inteligente de los parámetros clave de la batería. Para los operadores de centros de datos, las ventajas son la monitorización y el mantenimiento predictivo, proporcionando los datos para mejorar la operación de respaldo con la capacidad de optimizar el tamaño de la batería, y/o anticipar una posible extensión o ampliación.

Sistema de baterías Li-ion para la sede de TotalEnergies en Singapur

Inaugurada en diciembre de 2019, la nueva sede de TotalEnergies, en Singapur, está equipada con servidores que se utilizan para los sistemas corporativos de IT, como la actividad comercial del petróleo y del gas. Se basa en una torre de oficinas en el centro de la ciudad, donde el espacio es esencial.

Por lo tanto, las baterías de Li-ion compactas y livianas para UPS, han permitido aprovechar al máximo el espacio disponible del suelo, así como la capacidad de carga de los pisos. Otra ventaja importante del Li-ion es la comunicación avanzada de la tecnología, que permite la integración con el sistema de gestión de edificaciones Building Management Systems (BMS), para monitorizar equipos críticos.

Saft trabajó con un fabricante de UPS para entregar un sistema Li-ion Flex’ion integrado llave en mano, con la capacidad de suministrar 360kW, en 10 minutos. Saft ha dado el soporte para la instalación y puesta en marcha.

Conectividad y capacidad de intercambio para el superordenador de TotalEnergies

TotalEnergies adoptó también una solución de batería Li-ion y UPS, suministrada por Saft, en 2018. El objetivo era respaldar su centro de datos de gran potencia de cálculo High Power Computing (HPC) en Pau, en el sur de Francia, uno de los superordenadores industriales más grandes del mundo, que realiza visualizaciones en 3D, para ayudar a los ingenieros a optimizar los campos de petróleo y gas.

Estos cálculos requieren una fuente de alimentación constante y bien regulada, y el cliente requiere una capacidad de intercambio en caliente, y la integración de sistemas de monitorización precisos.

Para lograr esto, Saft y su socio OEM de UPS trabajaron juntos para integrar el sistema de batería de Li-ion Flex’ion, con la solución UPS. Ambos componentes son modulares para la escalabilidad, y se pueden intercambiar. Su tamaño permite el suministro de 2x550kW durante siete minutos con una vida útil de 15 años.

Total también quería considerar la oportunidad de usar el sistema como UPS y batería conectados a la red, una de las capacidades que se han ensayado para la solución llave en mano.

La comunicación electrónica entre la batería de Li-ion y el controlador UPS permite la comunicación a través de protocolos como Modbus, TCP/IP o CANopen. En consecuencia, Total puede monitorizar los indicadores clave de rendimiento de la batería en tiempo real, como el estado de carga (SOC), el estado de salud (SOH), los perfiles de temperatura y la configuración de alarmas. 

Seguridad y tiempo de entrega corto para el grupo bancario alemán

Otro operador adoptó la tecnología de baterías de Li-ion: el grupo bancario alemán Sparkasse. Saft trabajó con otro fabricante de UPS para proporcionar sistemas que brinden alta fiabilidad y seguridad operativa, así como para cumplir con tiempo cortos en la ejecución de proyectos.

Los sistemas UPS pueden proporcionar más de 2 MW durante 15 minutos, a lo largo de una vida útil de 15 años.

El futuro de los sistemas UPS de centros de datos

Los sistemas de baterías Li-ion de última generación pueden proporcionar hasta 140kW en una superficie de armario estándar de 0.3m2, con un peso de 380kg, y esta es la mejor opción para abordar el respaldo de misión crítica en aplicaciones donde la densidad de energía, la seguridad, la eficiencia energética y la monitorización avanzada, son valiosos.

En términos de hoja de ruta de desarrollo, Saft tiene planes para introducir una versión de 200kW del mismo tamaño que el armario. Mirando hacia delante, Saft está trabajando para presentar la primera generación de baterías de estado sólido en cinco años. Estas deben proporcionar 250 o, incluso, 300kW de potencia desde el propio armario.