¿Cómo contrarrestar los picos de la demanda de energía para contener los costos energéticos?

A medida que el problema de equilibrar la demanda y el suministro de electricidad se vuelve más apremiante para los proveedores de todo el mundo, muchos han implementado estrategias de gestión energética y gestión de la demanda de energía por aliviar la presión sobre sus sistemas dentro de los data center.

Hoy, la nivelación de picos en una unidad de suministro ininterrumpido de energía (UPS) es una valiosa función que les permite a los usuarios gestionar mejor el consumo energético cuando la demanda de electricidad alcanza el máximo. Por medio de una unidad o sistema de respaldo de energía es posible almacenar este recurso, de manera temporal, durante las horas de menor uso, y liberarlo durante las horas de mayor uso. Así, los usuarios reducen la presión de las redes eléctricas y contribuyen a equilibrar el suministro y la demanda. Por lo general, estos cambios permiten ahorros de costos para el usuario, ya que la electricidad suele ser más costosa durante las horas de mayor demanda; esto resulta idóneo para un centro de datos.

Equilibrar el consumo energético en centros de datos: estrategias para satisfacer las cargas máximas de electricidad

La demanda de electricidad fluctúa entre el punto más alto de carga del sistema (carga máxima) y el más bajo (carga base). Para satisfacer esta demanda, los operadores de red dependen de una combinación de recursos y estrategias. Un enfoque tradicional es utilizar una combinación no variable de centrales de energía y generación despachable, la cual puede ajustar su salida para satisfacer la demanda. Otras opciones para equilibrar el suministro y la demanda incluyen los contratos a largo plazo para la electricidad, adquirir la electricidad en el mercado energético y reducir el consumo general.

Un posible aumento en la demanda máxima puede equilibrarse por medio de un aumento correspondiente en el suministro de energía, gracias a la construcción de redes adicionales de generación, transmisión y distribución. Un método alternativo puede ser reducir la energía en el lado de la demanda, por medio de una reducción en la carga, y luego trasladarla a periodos de menor demanda.

En las instalaciones de producción y distribución existen varias estrategias para reducir el consumo energético y los costos, y al mismo tiempo alcanzar los objetivos de sostenibilidad. Dos ejemplos de estos incluyen la nivelación de picos y la respuesta a la demanda.

Es importante comprender que la mayoría de las facturas de electricidad se divide en dos componentes principales: los costos energéticos básicos por el consumo general durante el periodo de facturación y los costos de demanda por el consumo elevado o la demanda máxima. Los clientes pagan por electricidad de dos maneras: el consumo medido en kilovatios hora (kWh) y la demanda medida en kilovatios (kW). Por lo general, los clientes residenciales solo pagan por consumo, mientras que los clientes comerciales suelen tener un índice de demanda y pagan tanto por la gestión de la demanda como por el consumo.

Además, los operadores de red eléctrica podrían cobrar tarifas de demanda para cubrir los costos de transmisión. Estos cargos de demanda representan una parte importante de una factura -entre un 30-70 %- y varían según la temporada y la hora del día. Además, tienden a ser mayores en el verano y durante el día. A los clientes se les cobra por los costos de demanda según el consumo más alto registrado, también conocido como demanda máxima.

Los precios de las tarifas de electricidad, pagadas por los usuarios, dependen de la temporada y la hora del día en que se consume la energía. Por lo general, existen diferentes índices que corresponden con diferentes periodos:

• Máximo (precio más alto)
• Semimáximo (precio bajo)
• Mínimo (precio más bajo)

Usted puede reducir o eliminar los costosos picos de tensión en la demanda con una combinación de energía solar y almacenamiento de energía, facilitado por la inteligencia artificial, que carga las baterías cuando se pone el sol y descarga la energía almacenada durante los periodos de máximo consumo energético.

Se cree que la energía solar con baterías es la mejor manera de reducir los picos máximos. Otros métodos como los generadores diésel o el apagado manual del equipo presentan desventajas considerables. En cambio, los sistemas de almacenamiento de energía con baterías no generan ruido ni contaminación, no requieren personal para operar y no afectan las actividades comerciales. Además, hacen que la energía solar sea viable para más clientes, lo cual genera ahorros energéticos adicionales.

La gestión de los costos de la demanda máxima

Una de las recomendaciones para el ahorro energético en un centro de datos, es reducir los costos de la demanda controlando o reduciendo el uso de electricidad durante los períodos de máxima demanda, según lo determinen las empresas de servicios públicos. Esto puede lograrse a través de un proceso llamado nivelación de picos, el cual implica reducir temporalmente el consumo energético por un periodo de tiempo para evitar los gastos en la demanda máxima. Esto es posible gracias a la desconexión de las cargas, que implica la exclusión de ciertas cargas durante los periodos de demanda máxima, o mediante la adición de capacidad, lo cual implica agregar generación en el sitio para aumentar la energía disponible sin aumentar la demanda. Por otro lado, el desplazamiento de la carga implica la reducción a corto plazo del consumo de electricidad, seguida por un aumento en la producción, cuando los precios de la electricidad o la demanda de la red son más bajos.

Además del ahorro de costos, esta tecnología presenta oportunidades de generación de ingresos a través de programas de respuesta a la demanda en países donde las compañías de servicios públicos les ofrecen incentivos a los clientes para reducir su demanda durante periodos de condiciones críticas del sistema o situaciones de alto costo del mercado eléctrico. Los usuarios reciben una compensación para reducir el consumo de electricidad no esencial o para desplazar la carga eléctrica a un momento diferente.

Las innovadoras soluciones de UPS con nivelación de picos

Vertiv ha desarrollado nuevas funciones para liderar el uso de sistemas UPS en aplicaciones con nivelación de picos. Se pueden configurar nuevas funciones para usar baterías y ofrecer la energía adicional necesaria desde el sistema central durante los picos. Esta capacidad de gestión de la demanda se encuentra disponible en el firmware de los UPS Vertiv™ Liebert® Trinergy Cube y Vertiv™ Liebert® EXL S1, los cuales incluyen comunicación mediante Modbus con baterías de iones de litio. Esto permite recibir datos en tiempo real y contar con alarmas desde las baterías.

Al agregar capacidades de desplazamiento de picos, Vertiv facilita la generación de valor para los propietarios de instalación eléctrica para UPS de centro de datos, lo cual permite que las industrias con un elevado consumo energético puedan utilizar sistemas UPS de manera proactiva. Esta es una solución óptima para ofrecer servicios de gestión de la demanda y oportunidades de ahorro de costos, especialmente en sitios que ya cuentan con activos de almacenamiento con baterías, pero que no se utilizan la mayor parte del tiempo.