À medida que os data centers crescem em tamanho e complexidade, fornecer energia barata e confiável nunca foi tão urgente. Gerhard Salge, diretor de tecnologia (CTO) da Hitachi Energy, uma unidade do conglomerado japonês Hitachi, esclareceu a relação entre energia renovável e operações de data centers, observando que, embora tecnicamente viável, o sucesso exige planejamento cuidadoso, a infraestrutura adequada e uma abordagem holística.
“Quando olhamos para o que está acontecendo nas redes, as renováveis são um elemento ativo no lado da geração de energia, e os data centers são um elemento ativo no lado da demanda”, disse Salge à pv magazine. “O que você precisa, além disso, é nas dimensões de flexibilidade, para as quais precisamos de armazenamento e de uma grade que possa atuar ativamente aqui para unir todos esses elementos.”
Segundo Salge, a chave são as grades ativas, não sistemas passivos que simplesmente reagem às condições. Com mais renováveis, padrões de demanda em mudança, novos centros de carga e opções de armazenamento como baterias e instalações existentes como hidrelétrica por bombeamento, é crucial coordenar esses recursos ativamente para manter a segurança do fornecimento, a qualidade da energia e a otimização de custos.
“Mas quando se fala do impacto e da correlação entre renováveis e data centers, é sempre preciso considerar esse escopo completo da flexibilidade em um sistema de energia de todos os elementos — lado da demanda, lado da geração, lado do armazenamento e a rede ativa entre eles”, disse ele, observando que redes fracas ou congestionadas não serviriam a esse propósito.
Centros de dados de IA
Salge alertou que nem todos os data centers são iguais. “Existem data centers convencionais e data centers de IA”, disse ele. “Centros de dados convencionais são essencialmente sistemas de alta carga com algumas flutuações por cima. Eles contêm muitos processadores lidando com requisições — de mecanismos de busca ou outras aplicações — de modo que a carga de trabalho é distribuída estocasticamente entre eles. Isso cria uma carga de base com altos e baixos aleatórios, o padrão típico de carga de um data center convencional.”
Imagem: Hitachi Energy
As cargas de trabalho de IA, em contraste, dependem fortemente de GPUs ou aceleradores de IA, que consomem energia significativa de forma contínua. Ao contrário dos data centers convencionais, os data centers de IA frequentemente operam com alta carga sustentada, às vezes próxima à capacidade máxima por longos períodos.
“Centros de dados de IA são especialmente bons em fazer computação paralela”, explicou Salge. “Muitos deles são acionados com o mesmo padrão de demanda ao mesmo tempo, o que cria esses picos para cima e para baixo no perfil de demanda, e eles vêm em paralelo todos juntos.”
Essas flutuações desafiam tanto a fonte de alimentação quanto a qualidade de tensão e frequência da rede conectada. “Então, você precisa transportar energia ativa de um sistema de armazenamento de energia ou de um supercapacitor para a demanda do data center de IA. E isso então precisa envolver realmente o controle da energia ativa do data center. O que você precisa é da interação entre a unidade de armazenamento e depois o data center de IA para fornecer energia ativa ou absorvê-la depois, quando o pico diminuir. Isso também pode ser feito por um supercapacitor.”
Baterias podem armazenar muito mais energia do que supercapacitores, mas estes últimos podem aumentar energias menores com mais frequência. “No entanto, se você colocar uma bateria menor que a carga e realmente precisar ciclar a bateria até sua capacidade total, a bateria não vai durar muito tempo no seu data center, porque a frequência desses jas é tão alta, então você está envelhecendo a bateria muito, muito rápido, sim, então os supercapacitores podem fazer mais ciclos, ” enfatizou Salge.
Ele também observou que baterias e supercapacitores são tecnologias maduras, mas a configuração ideal — seja uma, outra ou uma combinação com capacitores tradicionais — depende do tamanho do armazenamento, número de racks, níveis de tensão e design geral do sistema.
Gerenciando os bursts de treinamento em IA
Salge destacou a importância de cumprir os códigos de grade em diferentes geografias. “Você precisa se tornar um bom cidadão do sistema de poder”, disse ele. “Você precisa colaborar com as concessionárias locais para garantir que não está infringindo os códigos da rede e não está atrapalhando o data center de volta à rede. Uma boa forma de fazer isso, quando renováveis e data centers estão co-localizados, é gerenciar o fornecimento de energia renovável já dentro do território dos data centers. Além disso, ter uma grade desenvolvida para o futuro é uma vantagem clara. Porque você tem muito mais desses elementos de flexibilidade e os elementos ativos para gerenciar armazenamento e integração renovável e para gerenciar as cargas dinâmicas dos data centers.”
Se a rede não estiver preparada para o futuro com equipamentos modernos e em operação ativa, os operadores sofrerão muito mais estresse. “Com o planejamento holístico, em vez disso, você pode até usar parte da flexibilidade dos data centers como um recurso controlável e de resposta à demanda”, disse Salge, acrescentando que operadores de data centers poderiam coordenar os períodos de treinamento de IA para períodos em que o sistema de energia tenha mais capacidade disponível. Isso torna o data center uma demanda previsível e controlável, sobrecarregando a rede apenas quando ela está preparada.
“Em conclusão, sobre a viabilidade técnica: sim, é possível, mas requer a configuração certa”, disse Salge.
Viabilidade econômica
Em termos econômicos, Salge acredita que a energia solar e eólica continuam sendo as fontes de energia mais baratas, mesmo levando em conta a flexibilidade da rede necessária para integrá-las aos data centers. A solar é a mais rápida para implantar, o vento a complementa bem e ambos podem ser escalados em paralelo.
“Qualquer aumento na demanda por data centers requer investimento, seja de renováveis ou de energia convencional. A economia depende do mercado, e mecanismos de mercado, regulamentações e planejamento técnico da rede estão interconectados, influenciando o fluxo de energia, a precificação e a estabilidade do sistema”, disse ele.
“Recomendamos que os desenvolvedores trabalhem com todas as partes interessadas — concessionárias, provedores de tecnologia e planejadores — desde o início para garantir confiabilidade, acessibilidade e aceitação social. O planejamento holístico evita correções reativas e leva a melhores resultados a longo prazo”, concluiu Salge.
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