A eficiência energética é um fator importante em quaisquer atividades fabris, seja para garantir operações confiáveis ou para a redução de custos.
Os inversores de frequência (ou de velocidade variável), então, têm sido utilizados para combater o alto consumo de energia, já que o mesmo possibilita controlar a velocidade de motores elétricos, os quais acionam ventiladores, ferramentas, bobinadoras, esteiras, bombas, entre outros.
O resfriamento por ar condicionado (HVAC), por sua vez, é um processo chave em diversas indústrias.
Esse processo faz parte do condicionamento ambiente em que pessoas e dispositivos de processamento e armazenamento, como os Data Centers.
Neste contexto, cita-se o PUE, que tornou-se a métrica mais utilizada na indústria para medir o desempenho energético de equipamentos de TI.
Contudo, confiar somente na PUE acarreta erros na compreensão do sistema de resfriamento de equipamentos de armazenamento e servidores (Data Centers), já que aspectos fundamentais como perdas de energia e interferências harmônicas não são contabilizados.
Neste contexto, onde inversores de frequência são dispositivos que podem gerar harmônicos no sistema, e este tem grandes chances de estar presente na ventilação de Data Centers, o presente texto objetiva explorar os desafios da métrica PUE e discorre sobre como aprimorar a eficiência energética do data center com soluções avançadas de resfriamento e controle de harmônicos.
O que é a PUE e por que é tão usada
A PUE (eficácia do uso de energia), como já foi dito, é uma métrica utilizada para avaliar a eficiência energética de equipamentos de TI, o qual inclui switches, servidores, armazenadores (storages), entre outros.
Para ser mais preciso, este parâmetro mede a proporção da energia usada, comparada à energia entregue ao equipamento de TI.
Então, tem-se que um PUE ideal é 1,0, significando que toda a energia consumida é direcionada para os equipamentos de TI, sem perdas.
Contudo, na prática e para Data Centers mais novos, valores entre 1,4 e 1,5 são comuns, enquanto estruturas mais antigas podem ter um PUE acima de 2,0.
Além disso, embora a PUE seja um indicador relevante para este cenário, essa medida ignora fatores críticos, como perdas harmônicas e corrente reativa, que impactam diretamente a eficiência dos sistemas de resfriamento.
Entenda as Limitações da PUE na Avaliação do Resfriamento
O problema deste cenário é que a PUE não contabiliza a potência reativa nem as perdas harmônicas, e esses são dois elementos essenciais em sistemas de resfriamento que utilizam inversores de frequência e outras cargas não lineares.
O porquê? Bem, vamos lá.
Primeiramente, porque equipamentos, como inversores de velocidade variável, introduzem harmônicos na rede elétrica, reduzindo a eficiência dos sistemas de resfriamento e aumentando as perdas de energia.
Quanto à corrente reativa, a energia não utilizada efetivamente pelos equipamentos de TI pode causar superaquecimento e sobrecarga em transformadores e cabos, aumentando o consumo energético.
Por fim, temos a influência no resfriamento por ar condicionado, uma vez que, quando os harmônicos são ignorados, sistemas de resfriamento podem operar de maneira irregular, comprometendo a sua confiabilidade e aumentando os custos operacionais.
Como Melhorar a Eficiência Energética do Resfriamento
Este é o grande “X” da questão: como contornar todo esse problema?
Bom, para otimizar a eficiência do resfriamento em um data center, é preciso adotar estratégias complementares à PUE, incluindo soluções de mitigação de harmônicos. Por exemplo:
1. Uso de Unidades de Front-End Ativo (AFE)
Um ato interessante é substituir inversores tradicionais por unidades de Front-End Ativo, as quais mitigam os harmônicos diretamente, e assim, reduzem o conteúdo harmônico em até 90%. Além disso, essas unidades:
- Eliminam a necessidade de filtros harmônicos externos, reduzindo custos com equipamentos adicionais;
- Aumentam a confiabilidade ao evitar falhas de filtros;
- Permitem o uso de cabos e transformadores menores, reduzindo o consumo energético global.
2. Soluções de HVAC Inteligente
Outro fator crítico é a adoção de estratégias inteligentes de resfriamento:
- Free Cooling: Aproveitamento do ar externo para reduzir a necessidade de resfriamento mecânico;
- Controle Dinâmico de Velocidade dos Ventiladores: Uso de inversores eficientes para ajustar a operação dos ventiladores conforme a demanda real – consulte os inversores Danfoss aqui, na Nepin;
- Sistemas de Resfriamento com Inteligência Artificial: Monitoramento em tempo real para ajustar temperatura e umidade de forma automática.
3. Gestão de Energia Integrada
Salientamos também que data centers modernos podem se beneficiar de uma gestão energética mais abrangente, que considere:
- Monitoramento contínuo da qualidade da energia, o que mitiga anomalias elétricas devido à detecção;
- Uso de UPS (Uninterruptible Power Supply) com correção ativa de fator de potência, reduzindo perdas energéticas;
- Integração com fontes renováveis para reduzir a dependência de energia convencional.
Portanto, este texto mostra que PUE continua sendo uma métrica importante, mas insuficiente para uma análise completa da eficiência de data centers, já que inversores de frequência, por exemplo, provavelmente estarão presentes no sistema.
Por isso, para engenheiros e técnicos, é essencial olhar além dessa métrica e considerar soluções holísticas para garantir operação confiável, segurança e eficiência de longo prazo para data centers.
Neste contexto, oferecemos o nosso portfólio de produtos, que conta com inversores de frequência destinados a tarefas simples até às de grande responsabilidade.
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