Depuis que l’alimentation AC est ressortie vainqueur de la bataille entre Edison et Westinghouse, les consommateurs d’énergie n’ont cessé de rechercher des façons d’assurer la fiabilité, la disponibilité et la qualité de notre source d’énergie critique.
Au sein des secteurs critiques, nous avons adopté une basse tension DC (généralement -48 V DC) pour la plupart des applications de télécommunications. En ce qui concerne les datacenters, nous continuons de nous appuyer sur le réseau électrique AC. Cependant, afin d’assurer la continuité de l’alimentation, nous devons mettre en œuvre des sources d’alimentation électrique sans interruption (ASI ou onduleur) dans différentes architectures, très souvent sous la forme de groupes électrogènes de secours.
Encourager l’innovation des ASI dans les datacenters
Le secteur des datacenters n’a pas évolué depuis plus de 40 ans. Nous investissons dans des infrastructures critiques que nous espérons ne jamais devoir utiliser, ou du moins pas pendant une longue période ou à une certaine fréquence.
En effet, le système électrique traditionnel du datacenter comprenant des ASI, des commutateurs de transfert automatique et des groupes électrogènes est devenu le prix à payer pour exercer une activité commerciale. Et lorsque le système de batterie de l’ASI n’est pas utilisé pour compenser les coupures d’alimentation, il devient un actif non exploité. Il ne représente alors rien de plus qu’une ligne sur le tableau d’amortissement de nos bilans de comptabilité d’entreprise.
Désormais, ce modèle évolue grâce à de nouveaux composants de batteries, des progrès dans la science des matériaux en matière d’électronique de puissance, ainsi que de nouveaux concepts de contrôle du système d’alimentation et d’onduleur de l’ASI.
Avec la commercialisation de batteries lithium-ion robustes et dotées des facteurs de forme, composants et structures adaptés aux fortes puissances et aux applications de longue durée dans des infrastructures critiques, associées à de véritables systèmes d’ASI bidirectionnels, nous disposons des bases qui constitueront une façon complètement nouvelle de gérer ces précieux actifs. Une méthode où nous pourrons exploiter la puissance des ASI afin de commencer à générer de nouveaux revenus.
Ces revenus sont à portée de main en puisant dans les actifs non exploités pour fournir des services qui formeront le réseau, tels que la stabilité de la fréquence, la compensation VAR, la régulation de la tension et l’énergie de court à moyen terme. Ceci est possible en utilisant l’onduleur de l’ASI, un ensemble de batteries et dans certains cas les groupes électrogènes/piles à combustible pour renvoyer l’énergie vers le réseau.
De nos jours, les secteurs de l’électronique de puissance et des batteries déploient d’énormes ensembles de batteries Hyperscale à l’échelle des datacenters afin de faciliter le stockage de l’énergie connecté par réseau. Ces systèmes ont été installés dans des endroits reculés tels que Fairbank, en Alaska (26MW/15min) et en Australie du Sud (100MW/130MW/h), ainsi que de nombreuses plus petites installations en Europe et en Amérique. Les opérateurs des datacenters ont désormais l’opportunité d’adopter cette technologie et les méthodes opérationnelles qui en découlent pour puiser dans ce flux de revenus.
Équilibrage des risques et avantages pour le datacenter
Il est très facile de comprendre que le secteur des datacenters est peu disposé à prendre des risques. À l’heure actuelle, la continuité du datacenter repose sur des batteries plomb-acide, qui ont tendance à présenter une faible durée de vie, sont inadaptées à des cycles de charge et décharge réguliers et exigent une «charge d’entretien» associée aux ASI traditionnelles. Ces dernières fournissent de l’alimentation d’une seule manière et sont incapables de synchroniser la tension et le courant avec le réseau ou de les obtenir à partir de ce dernier. Ces facteurs en font une solution très peu pratique pour les débrancher et isoler le datacenter du réseau.
Désormais, la nouvelle génération de technologies mentionnées précédemment, telles que les batteries lithium-ion et les systèmes de stockage d’énergie intelligents, permet de réduire les risques et d’accroître les avantages de puiser dans cet actif non exploité. Les plateformes ASI actuelles, du moins celles de Vertiv, peuvent désormais intrinsèquement fonctionner en bidirectionnel. Il vous suffit de quelques mises à jour logicielles et d’actualiser le câblage de vos installations pour profiter de cette fonctionnalité, qui a été nommée Smart Power©.
Pour profiter pleinement de cette nouvelle technologie, il est grandement recommandé d’utiliser des batteries lithium-ion, car elles sont conçues pour une longue durée de vie, peuvent subir de nombreux et fréquents cycles et sont capables de fonctionner à différents niveaux de «charge» sans impact sur les performances, la fiabilité ou la disponibilité. Ces batteries ont été conçues sur mesure pour être utilisées dans les applications de stockage de l’énergie.
En associant l’alimentation électrique sans interruption bidirectionnelle, l’ensemble batteries au lithium-ion, des contrôles intelligents du système et, éventuellement, des groupes électrogènes de secours, il est possible d’obtenir un système d’énergie polyvalent capable de devenir une nouvelle source de revenus significatifs pour votre infrastructure critique. Vous pourrez alors répartir ces revenus en fonction des facteurs de croissance actuels du marché, tels que le coût par MWh du marché au comptant, la tarification fixe de la fréquence/du réseau et les mesures incitatives de réduction de la demande.
Ces facteurs peuvent être analysés sur l’ensemble de votre pourcentage actuel de capacité de charge, des profils de risque des clients, des accords de niveau de service (SLA) avec vos clients, de l’heure et de la météo, ainsi qu’en fonction d’autres paramètres pour vous assurer que vos ensembles de batteries lithium-ion ne passent jamais sous un niveau prédéfini de réserve d’énergie.
Ce concept a déjà été mis en œuvre pour d’anciens et de nouveaux datacenters. N’hésitez pas à consulter cette étude de cas sur l’une de ces installations au Royaume-Uni. Venez nous rendre visite à Emiliano Cevenini et moi-même, au Smart Energy World Summit, qui se tiendra à Milan les 24 et 25 octobre, ou encore au DCD London les 5 et 6 novembre, pour de plus amples informations sur le déploiement de ce concept au sein de votre datacenter.
Le temps est venu de décupler la puissance de vos actifs non exploités et de les transformer en une nouvelle source de revenus.
