Blogs
Soluciones de eficiencia energética en centros de datos para un futuro con restricciones de energía
Resumen: En este blog, se explica cómo el aumento de la demanda digital y el crecimiento de la IA presionan las redes eléctricas y por qué la eficiencia energética en centros de datos ahora es crítica. Explora cómo los PLC, los VFD y las estrategias de refrigeración más inteligentes ayudan a reducir el consumo de energía, mejorar la confiabilidad y respaldar operaciones sostenibles en un futuro con restricciones de energía.
Si retrocedemos solo 25 años, Pew informaba que casi el 50 % de los adultos estadounidenses tenían presencia en línea. Hoy, esa cifra es casi el doble, un 96 %. En el año 2000, solo el 1 % tenía banda ancha en el hogar. Hoy, ese porcentaje es del 78 %.
El mundo digital está creciendo rápidamente, y la IA impulsará un desarrollo aún más acelerado. El centro de datos es el corazón de la infraestructura que nos acompaña en el camino y procesa solicitudes, genera información o devuelve imágenes, artículos y mucho más. Todo esto brinda a las empresas y las personas una gran cantidad de datos.
Con este crecimiento, surge un desafío: los centros de datos requieren mucha energía y espacio. También se deben tener en cuenta otras consideraciones:
- Sistemas de refrigeración: Enfriadores, unidades de aire acondicionado para salas de computación (Computer Room AC, CRAC), etc.
- Software de gestión: Herramientas de gestión de infraestructura de centro de datos (Data Center Infrastructure Management, DCIM) que monitorean y administran el consumo de energía y la eficiencia del sistema.
- Equipos de red: Cables, firewalls, enrutadores, interruptores, etc.
- Infraestructura eléctrica: Unidades de distribución de energía (Power Distribution Unit, PDU), sistemas de alimentación ininterrumpida (Uninterruptible Power Supply, UPD), etc.
- Seguridad: Acceso biométrico, sistemas contra incendios, cámaras de seguridad, etc.
- Sistemas de almacenamiento: HDD, NAS, SAN, SSD, bibliotecas de cinta, etc.
Todos los sistemas indicados anteriormente necesitan energía. Los generadores de respaldo mantienen el suministro eléctrico si la red falla durante una tormenta u otro corte de energía. Se estima que los centros de datos de EE. UU. consumen alrededor de 176 teravatios-hora por año, aproximadamente 4,4 % del consumo total de electricidad del país. Con un consumo de datos excesivo, la demanda energética podría triplicarse para 2028.
Hemos llegado a un punto crítico en el que el tiempo de actividad, la seguridad y la escalabilidad ya no son suficientes para la gestión de centros de datos. La energía ahora es una preocupación principal.
La demanda de energía es alta
El análisis de Axios muestra que hay más de 4.000 centros de datos en operación en EE. UU. y otros 3.000 en construcción o planificados. Cada vez que se abre un nuevo centro de datos, se consume más energía.
En 2023, el consumo de energía superó la demanda. La producción fue de 102,83 quads, mientras que el consumo fue de 93,59 quads. “Quads” es la abreviatura de cuatrillones de unidades térmicas británicas (British Thermal Units, BTU), una medida estándar usada para comparar la producción y el consumo total de energía entre todas las fuentes energéticas. El uso de quads permite medir el petróleo, el gas, la energía nuclear y las energías renovables con la misma escala. En pocas palabras, si la producción no aumenta para satisfacer la creciente demanda de los centros de datos, corremos el riesgo de escasez. ¿Quién tiene prioridad durante los cortes de energía? Es algo que debemos considerar al evaluar una nueva construcción.
La IA generativa es relativamente nueva y presenta problemas adicionales porque consume mucha energía durante el entrenamiento. Los usuarios recurren a la IA constantemente para tareas como planificación de comidas, edición de fotos y ayuda con las tareas. Es rápida, lo que significa que se envían aún más consultas con mayor velocidad. Las empresas aumentan la demanda al vender productos y servicios en línea, usar videoconferencias para reuniones y brindar asistencia a empleados que trabajan desde casa.
Cómo asegurar que la demanda no supere la producción
Cada vez que se construye un nuevo centro de datos, la planificación implica más que decidir dónde van los cables de fibra y los equipos. La proximidad a la subestación eléctrica más cercana y la demanda de la red eléctrica local son cuestiones importantes que se deben tener en cuenta. No se puede construir algo nuevo si la red eléctrica no puede abastecer el centro de datos.
Ese es el momento justo para empezar a pensar estratégicamente en renovaciones en lugar de nuevas construcciones. La modernización de equipos antiguos puede ser una mejor forma de aumentar la capacidad sin consumir más energía de la necesaria.
Mitsubishi Electric entra en escena con hardware diseñado específicamente para abastecer su centro de datos de manera eficiente. La eficiencia energética de los centros de datos es la clave del éxito.
Los PLC y los VFD allanan el camino hacia la eficiencia
Al pensar en los elementos de mayor consumo energético, los sistemas de refrigeración están entre los primeros de la lista. El enfriamiento excesivo es un riesgo cuando la configuración no es precisa, y una sala más fría de lo necesario aumenta el consumo de energía, ya que los enfriadores, ventiladores y otros equipos de refrigeración siguen funcionando las 24 del día, los 7 días de la semana.
Los controladores lógicos programables (PLC) energéticamente eficientes y los variadores de frecuencia (VFD) son aliados en los centros de datos de bajo consumo. Mitsubishi Electric se especializa en estos componentes de hardware esenciales.
1. PLC
Los PLC analizan y controlan los componentes del centro de datos con precisión e intuición. Examinan datos de sensores de presión y temperatura y realizan ajustes mínimos en la configuración para garantizar la eficiencia energética mientras mantienen las salas a la temperatura exacta.
Los PLC de la serie MELSEC van desde sistemas independientes de pequeña escala hasta sistemas de gran escala, incluida la serie de alto rendimiento iQ-R, que aumenta la confiabilidad y la reutilización mientras reduce el costo total de propiedad. Otros beneficios del PLC de la serie iQ-R son los siguientes:
- Alto rendimiento y productividad
- Controles de seguridad integrados
- Recopilación de datos en tiempo real
- Sólida seguridad
- Reducción del mantenimiento con visualización de datos en tiempo real
2. VFD
Los PLC actúan como la capa de control detrás de los VFD y dirigen cómo operan los ventiladores y las bombas en tiempo real. En lugar de funcionar a velocidad constante las 24 horas del día, los motores ajustan su salida según la demanda real de refrigeración. Esto reduce el uso innecesario de energía y limita el desgaste de equipos críticos.
En sistemas de enfriamiento líquido, los VFD desempeñan un papel central en la operación de las bombas. El flujo de refrigerante debe adaptarse continuamente a las cargas térmicas cambiantes dentro del centro de datos. Al modular la velocidad de las bombas, los VFD suministran únicamente el caudal necesario para eliminar el calor de los gabinetes y la infraestructura de soporte. Durante condiciones más frescas, la velocidad de las bombas puede disminuir para adaptarse a la menor carga. A medida que la temperatura exterior y la humedad aumentan, las velocidades se incrementan para mantener condiciones internas estables.
Los VFD de Mitsubishi Electric son ecológicos y de alto rendimiento. Hay varias soluciones de VFD disponibles, en una amplia gama de opciones de potencia que ofrecen lo siguiente:
- Respuesta dinámica
- Ahorro energético por reducción del consumo eléctrico
- Menor tensión mecánica para mayor durabilidad y menos mantenimiento
Satisfaga la demanda de energía sin comprometer la seguridad
No se debe descuidar la seguridad al crear un plan de eficiencia energética para el centro de datos. La TI y la tecnología operativa (Operational Technology, OT) están más interconectadas que nunca. Los equipos de TI se comunican con componentes de OT como enfriadores y unidades de aire acondicionado para salas de computación. Con la tecnología inteligente disponible, también existe un mayor riesgo de ciberataques.
Imagine el daño a la infraestructura si un actor malicioso accediera a su sistema y cortara la energía de los ventiladores y las bombas de su enfriador. No se puede pasar por alto la incorporación de seguridad de la red al planificar las renovaciones del centro de datos. Para proteger la información de su centro de datos, considere usar lo siguiente:
- Detección de anomalías mediante análisis de IA
- Cifrado en todos los comandos de PLC y VFD
- Redes separadas que mantengan la Internet pública aislada de cualquier red que gestione PLC y VFD
Cuatro pasos hacia centros de datos eficientes
Los propietarios y administradores de centros de datos necesitan un plan integral para mejorar la eficiencia energética. Deben seguir estos cuatro pasos:
- 1.Implementar PLC para análisis en tiempo real y respuestas a temperaturas que se salgan del rango especificado.
- 2.Mantener la seguridad en mente y asegurar que los componentes del centro de datos no faciliten el acceso de actores maliciosos que puedan generar problemas de infraestructura.
- 3.Priorizar la eficiencia de refrigeración con PLC y VFD para eliminar el funcionamiento de ventiladores y bombas las 24 del día, los 7 días de la semana.
- 4.Confiabilidad mejorada
El consumo de energía no puede superar la generación. Es algo que debe evaluarse cuidadosamente y no puede ignorarse. En 2024, Irlanda rechazó el proyecto de Google debido a problemas de capacidad de la red eléctrica.
Es solo un ejemplo de restricciones a nuevos centros de datos debido a preocupaciones por la presión sobre la red eléctrica, el consumo de agua y el impacto ambiental. Hable con Mitsubishi Electric sobre la renovación de sus equipos para hacer su centro de datos más eficiente y menos exigente para la red energética existente.
