¿Puede el nivel de tensión reducir las pérdidas energéticas en los centros de datos?
En el diseño de la infraestructura eléctrica para un centro de datos existen decisiones y condicionantes que, a priori, podrían parecer puramente técnicas; pero lejos de ello, en realidad pueden llegar a suponer todo un componente a nivel estratégico. Un ejemplo es el planteamiento del nivel de tensión con que el operaremos la distribución de la energía para alimentar a los equipos de la instalación. Podemos diferenciar dos grandes opciones en este sentido: baja o media tensión. Si escogemos el camino de la media tensión, se abren a su vez diferentes niveles.
Hoy analizaremos las soluciones en 11kV, 20kV y 33kV. Pero ¿cuál es el nivel adecuado para una mayor eficiencia y qué factor lo determina? Vamos a por ello.
Principales factores para la elección del nivel de tensión en un data center
Entre los principales elementos clave que habitualmente se tienen en consideración para tomar esta decisión, encontramos:
- La potencia instalada
- La criticidad de la carga
- Las restricciones de CAPEX
- La operativa del centro y el conocimiento del mantenedor del centro
Si bien estos aspectos son tradicionalmente considerados, existen otros en los que no solemos detenernos tanto y que resultan cruciales para una buena configuración de la instalación:
- Pérdidas eléctricas
- Coste del cableado
- Complejidad de los equipos a instalar
- Impacto OPEX y retorno de la inversión (ROI)
Y es aquí donde se abre una gran pregunta, ¿estamos teniendo en consideración estos otros elementos con la misma atención para elegir el nivel de tensión adecuado para nuestro centro de datos? Habitualmente la respuesta es no, y este es el principal aspecto de mejora que, desde Ormazabal, proponemos resolver.
Las redes de 11kV y el papel de los grupos electrógenos en su elección
Uno de los principales motivos por el que, hasta ahora, el nivel de tensión escogido ha sido el de 11kV, pese a que como hemos visto resulta el menos eficiente de los tres planteados en nuestra comparativa, ha sido el del papel de los grupos electrógenos.
Y es que los alternadores de media tensión suelen operar a 11 kV, debido principalmente a las dificultades técnicas que supone fabricar alternadores con tensiones de operación superiores a este nivel. Por este motivo, y con el criterio de priorizar la unificación de tensiones, lo tradicional hasta ahora ha sido diseñar redes de media tensión para centros de datos en 11kV; aunque esto se demuestre ineficiente en el medio/largo plazo.
Sin embargo, existe una solución: elevar la tensión mediante la instalación de transformadores elevadores para ajustar la salida a los alternadores a un nuevo nivel. Una decisión estratégica que, si bien supone un coste extra en materia de aprovisionamiento de estos transformadores en el punto inicial del proyecto. Este factor puede impactar en coste de la instalación inicial, pero como veremos a continuación el plazo de amorización del sobrecoste es relativamente corto
¿Influye el nivel de tensión en el CAPEX y el OPEX de nuestro proyecto?
Tomemos como ejemplo un estudio práctico sobre una instalación típica para centro de datos de 25MW; comparando el diseño en tres niveles de tensión distintos: 11kV, 20kV y 33kV. Los resultados hablan por sí mismos. La siguiente tabla muestra los costes extra en los que incurrimos por elevar el nivel de tensión, al requerir elementos adicionales y el ahorro que se produce por reducir las pérdidas. Para realizar la comparativa, tomamos como referencia el coste de la instalación en 11kV en base 100, así obtenemos el sobrecoste para 20kV y 33kV.
– Ormazabal
El incremento en el CAPEX de 396% y 363% para los niveles superiores es debido principalmente a la necesidad de transformadores elevadores para elevar la tensión de salida de los alternadores de los grupos diésel de emergencia.
De forma análoga, tomando como base el OPEX para 11kV en base 100, obtenemos el OPEX para el resto de niveles.
– Ormazabal
El ahorro en el OPEX, sin embargo, es notable, las perdidas en 20kV suponen tan solo un 28,1 % de las perdidas respecto a 11kV y de 9,5% si el nivel de tensión se eleva hasta 33kV. Este ahorro nos permite amortizar la inversión realizada en plazos relativamente cortos:
– Ormazabal
¿Qué implicaciones tiene el nivel de tensión escogido en materia de sostenibilidad?
Si bien los aspectos técnicos mencionados son absolutamente cruciales, también lo es el enfoque de sostenibilidad con el que planteamos el proyecto:
- Elegir un nivel de tensión adecuado es una cuestión que puede ser transformadora en criterios de eficiencia, rentabilidad y sostenibilidad.
- Reduciendo las perdidas evitamos malgastar energía en la instalación y por tanto logramos un ahorro que os impacta positivamente en la cuenta de resultado.
- Adicionalmente, reducir pérdidas eléctricas no tiene solamente un impacto a nivel económico, sino fundamentalmente ambiental al reducir nuestra huella de carbono.
– Ormazabal
¿Estás listo para dejar atrás las soluciones convencionales, estándares y no personalizadas para dar un salto cualitativo? En Ormazabal sabemos cómo ayudarte, cuenta con nuestros más de 55 años de experiencia en la red eléctrica para diseñar y ejecutar el mejor proyecto para tu data center.
*Cálculo realizado en base a los datos de intensidad energética de la Red facilitados por el IDEA (0,25 kg CO?/kWh)
(datacenterdynamics.com)
Les estaremos informando con mucho más detalle, en el marco del informe especial: “Soluciones de infraestructura de Data centers y edge computing, componentes activos (UPS, AAC, generadores, tableros eléctricos, PDU) y pasivos (cables, gabinetes, pisos, accesorios, conectores). Climatización. IA y Ciberseguridad. Buenas prácticas ambientales», que estamos preparando para nuestra edición 216 y publicaremos en el mes de noviembre.
Mantente conectado a nuestra revista Channel News Perú, haciendo clic aquí y suscribiéndote a nuestro newsletter para contenido de valor diario
