Corriente continua (CC): ¿Es la nueva normalidad para los centros de datos?

A medida que aumenta la densidad de potencia, los operadores de centros de datos y proveedores de servicios deben aprovechar cualquier oportunidad para reducir el consumo de energía y mejorar su eficiencia. Hoy en día, la mayoría de los centros de datos utilizan sistemas de distribución de alimentación de corriente alterna (CA). Recientemente, sin embargo, el sector de los centros de datos está explorando otra opción: el sistema de distribución de corriente continua (CC).

La corriente continua en los centros de datos

La corriente continua (CC) es una forma de energía producida por fuentes como las células solares y las baterías. Como su nombre indica, la corriente continua (CC) significa que la corriente es lineal y directa. Siempre fluye en la misma dirección y no oscila entre terminales positivos y negativos.

La corriente continua puede utilizarse en muchas situaciones, desde la carga de baterías hasta grandes fuentes de alimentación para sistemas electrónicos, motores y otros. La corriente continua de alto voltaje se utiliza para transmitir grandes cantidades de energía desde lugares de generación remotos. Entre las aplicaciones habituales de la corriente continua también se incluyen los sistemas solares portátiles y otros aparatos no conectados a la red de la industria solar.

En comparación con la corriente alterna, que puede transmitir energía a miles de kilómetros con muy pocas pérdidas, las centrales de corriente continua sólo pueden hacerlo a unos pocos kilómetros. Por eso el mundo industrial actual está dominado por la corriente alterna. Pero en un centro de datos, el transporte de energía se limita a la propia instalación del centro de datos. Por lo tanto, la consideración de la pérdida de transporte cuando se utiliza CC en el centro de datos es menos crítica. Además, los avances en las tecnologías de alimentación de CC la han hecho más eficiente y fácil de regular.

Ventajas e inconvenientes de los centros de datos de CC

El interés por pasar a la corriente continua para la distribución de energía dentro de un centro de datos es cada vez mayor, y no cabe duda de que la corriente continua tiene sus ventajas. los pros y los contras de los centros de datos con alimentación de CC.

Principales ventajas

Menos complejo

En comparación con el enfoque actual de CA, el enfoque de alimentación de CC es menos complejo y utiliza muchos menos componentes. Un menor número de componentes requiere menos tiempo de instalación y mantenimiento, y mitiga la posibilidad de errores, reduciendo así los costes de instalación y mantenimiento.

Menos espacio

La distribución de energía de CC ocupa menos espacio, ya que utiliza menos cobre que un sistema de CA comparable, y no requiere el uso de rectificadores cuando se distribuye energía almacenada durante interrupciones del suministro eléctrico. Esto significa más espacio en el suelo para bastidores de servidores y equipos de refrigeración.

Calidad de la alimentación

La distribución de corriente continua también mejora la calidad del suministro eléctrico. Con la alimentación de CA, se producen pérdidas de potencia cada vez que la corriente cambia de dirección. Mientras que la CC elimina los problemas de ondas armónicas y distorsiones no deseadas, así como la necesidad de compensación de fase y sincronización.

Modular y escalable

Los dispositivos de almacenamiento de energía, como las baterías, pueden colocarse directamente en la arquitectura de alimentación de CC existente, y las cargas pueden añadirse según sea necesario sin tener que cambiar la red eléctrica actual. Esto agiliza la instalación y las actualizaciones a medida que crecen las instalaciones y aumenta la carga.

Integración con otras fuentes

Está bien documentado que un sistema de CC facilita la integración de fuentes de energía in situ como paneles solares, pilas de combustible o turbinas eólicas que también producen energía de CC. Esto se ha vuelto cada vez más atractivo a medida que más centros de datos se mueven hacia centros de datos ecológicos.

Limitaciones

A pesar de la larga lista de ventajas de la corriente continua, hay que tener en cuenta algunas limitaciones.

Falta de estándar

Aún no existe una estandarización definida por la industria para un centro de datos alimentado por CC. Los sistemas de alimentación de CC aún no han llegado a un acuerdo sobre un estándar para las tensiones y los conectores eléctricos.

Coste de refactorización

Si se planea cambiar la arquitectura de alimentación de CA existente para que admita alimentación de CC, no cabe duda de que ello conlleva un coste que la industria puede tratar de evitar.

Recursos limitados de corriente continua

Un centro de datos con alimentación de CC también necesitará sistemas de aire acondicionado de CC, sistemas de protección contra incendios, sistemas de control de acceso y sistemas de control del edificio (así como equipos que consuman energía de CC, como servidores de CC, switches de red, etc.). Sin embargo, en el mercado hay un número limitado de estas infraestructuras que funcionan con fuentes de alimentación de CC. Esto hace que el sistema de distribución de corriente continua sea una opción difícil para los centros de datos.

Falta de conocimientos

En comparación con el sistema de CA predominante en los centros de datos, existen relativamente pocas arquitecturas de centros de datos de CC. Esto significa una falta de datos sobre su rendimiento y beneficios a largo plazo. Por lo tanto, los propietarios y operadores de centros de datos tienen un conocimiento y una experiencia limitados a la hora de gestionar un centro de datos con alimentación de CC.

Arquitectura de alimentación de CC centralizada vs. distribuida

Al igual que existen sistemas SAI centralizados y distribuidos, existen sistemas de distribución de corriente continua centralizados y distribuidos. En una arquitectura de alimentación de CC centralizada, la alimentación se distribuye desde una ubicación central a la tensión del usuario. Mientras que en una arquitectura de alimentación de CC distribuida, la alimentación no se convierte en CC hasta que está cerca del equipo que la consume.

Comparada con una centralizada, una arquitectura de alimentación de CC distribuida tiene algunas ventajas únicas. Para empezar, la energía no tiene que distribuirse desde un lugar central a la tensión del usuario. Por tanto, no hay problemas de seguridad con tensiones más altas, y los cables no tienen que soportar corrientes elevadas. La energía puede transferirse a los equipos que la consumen utilizando cables más pequeños, con lo que las pérdidas son menores.

Además, con módulos intercambiables y reemplazables en caliente para la rectificación y el almacenamiento de baterías, una arquitectura de alimentación de CC distribuida es más modular y hace que el sistema sea más fácil de mantener.

Algunos obstáculos

Como ya se ha mencionado, hay algunos obstáculos que impiden una adopción más amplia de los sistemas de alimentación de CC en los centros de datos.

En primer lugar, faltan normas definidas por el sector, necesarias para que la CC sea una opción viable. El coste que supone adaptar los sistemas de CA existentes también dificulta la elección de la corriente continua.

Además, hay una selección limitada de recursos indispensables, como fuentes de alimentación de CC para servidores, unidades de aire acondicionado, equipos de protección contra incendios y controles de edificios que funcionan con CC.

El mayor reto de todos es la falta de conocimientos entre los propietarios y operadores de centros de datos. Tienen que enfrentarse a cuestiones como dónde colocar la conversión de CA a CC y cómo diseñar un dispositivo de almacenamiento de energía en sistemas de CC. Obviamente, el sector tardará algún tiempo en familiarizarse con el rendimiento a largo plazo de los sistemas de CC.

¿Cambia las reglas del juego la CC?

A pesar de algunos obstáculos en el camino, los centros de datos alimentados por corriente continua siguen teniendo un gran potencial por todas las ventajas que ofrecen, como un importante ahorro en costes de funcionamiento y mantenimiento, y en espacio físico, una mejor calidad de la energía y una fácil integración con otras fuentes.

Sin embargo, antes de pasarse a los sistemas de corriente continua, los propietarios y operadores de centros de datos tienen que examinar detenidamente sus infraestructuras de red y energía para decidir si deben hacer el switch.

Organizaciones internacionales de normalización como la CEI trabajan activamente para aprovechar el enorme potencial de las arquitecturas de corriente continua en los centros de datos. Con el desarrollo de tecnologías de nueva generación que requieren muchos datos, puede que no pase mucho tiempo antes de que la corriente continua se convierta en la nueva norma.