Microrredes: como a eficiência energética dos data centers ajuda as universidades

Acompanhar as crescentes demandas de energia da inteligência artificial levou algumas universidades a investigar soluções de energia inovadoras.

A inteligência artificial, em particular a IA generativa, está pressionando a capacidade de energia e refrigeração de data centers em todo o mundo. Com faculdades e universidades adotando a IA para ensino e pesquisa , as pressões em torno do uso de energia local nunca foram tão grandes.

A nuvem também não é uma solução fácil: a quantidade de dados utilizada pode ser proibitivamente cara. Algumas universidades estão pensando fora da caixa em busca de uma solução, e uma resposta são as microrredes, pequenas redes elétricas que podem ajudar a atender às necessidades de energia no campus.

Como a IA está aumentando a demanda de energia no ensino superior

A IA está mudando o jogo para demandas de energia, com processos de dados de alta intensidade e necessidades adicionais de resfriamento colocando pressão sobre clusters de computação de campus que trabalham arduamente.

“A IA em geral consome muita energia, para treinamento, inferência e tudo mais. E há demanda no setor educacional: há muitas ferramentas que ajudam professores a ajudar alunos. Há mais necessidade de IA no setor educacional, e essas são operações que consomem muita energia”, afirma Kumaraguru Prabakar, engenheiro-chefe do Laboratório Nacional de Energia Renovável .

As microrredes oferecem um caminho potencial a seguir.

O que são microrredes e como elas funcionam no campus?

Uma microrrede é um sistema elétrico pequeno e autossustentável que pode operar independentemente da rede elétrica principal.

“Sua principal característica é a possibilidade de operar em paralelo com a rede elétrica. Quando a rede elétrica está inoperante, seja em caso de emergência ou interrupção planejada, a microrrede consegue manter as luzes acesas localmente e, quando a rede elétrica retorna, ela se reconecta à rede elétrica de forma integrada”, afirma Mahmoud Kabalan, professor associado e diretor fundador do Centro de Pesquisa em Microrredes da Universidade de St. Thomas .

As microrredes também dão suporte à geração de energia. Para as universidades, "se elas têm sua própria energia solar, se têm sua própria energia eólica, elas estão produzindo energia", diz Steve Gillum, gerente de soluções para energia e refrigeração da CDW . Dessa forma, "a microrrede realmente permitirá que os campi sejam mais independentes das concessionárias de energia e também promovam a sustentabilidade".

Muitos no ensino superior já estão remando nessa direção.

“A maioria das universidades americanas possui prédios com necessidades intensas de refrigeração e aquecimento, e contam com geração de energia de reserva , normalmente para operações de emergência”, diz Prabakar. “Algumas têm pequenas microrredes para instalações médicas ou supercomputadores. Elas podem não chamar isso de microrrede; é apenas uma fonte de energia de reserva.”

Reduzindo custos e aumentando a sustentabilidade com microrredes

Ao buscar atender à crescente demanda por energia, as microrredes oferecem uma opção econômica , especialmente quando comparadas à alternativa que pode envolver a expansão e a modernização de linhas de energia existentes.

"Quando você considera o custo de modernização das linhas, o custo de adicionar capacidade adicional, isso pode ser muito alto. Nesses casos, ter uma microrrede pode ser muito econômico", diz Prabakar.

Para campi que geram energia ou aproveitam a energia eólica para dar suporte à microrrede, há benefícios financeiros adicionais, especialmente quando firmam parcerias com organizações facilitadoras. "Imagine ter uma empresa que pudesse fornecer relatórios sobre seus esforços de sustentabilidade e, em seguida, comprar créditos de carbono para compensar todo o uso", diz Gillum.

Se você estiver produzindo energia para a microrrede, isso pode até ser uma fonte de receita. "Você pode otimizar a geração de energia localmente, fazer alguns deslocamentos e cortes de pico de carga e talvez vender parte de volta para a rede", diz Kabalan.

As microrredes também podem apoiar os objetivos de sustentabilidade das escolas . "Com uma microrrede, é possível movimentar essas cargas de IA para corresponder à eficiência da rede. Talvez eu mova minhas cargas de TI com base no tempo e na demanda, coordenando as cargas de TI para obter maiores eficiências. Isso pode se traduzir em uso ideal de combustível", diz Prabakar.

Impulsionando o futuro: data centers, IA e inovação em energia no campus

Especialistas veem um papel crescente para microrredes nos campi.

“Estamos apenas começando com a IA ”, diz Gillum. “As faculdades não vão oferecer apenas uma solução de IA; pode haver 10 ou mais no campus. Como levar energia até lá? A microrrede será a única capaz de suportar isso.”

Além de alimentar a IA e apoiar a inovação energética, uma microrrede no campus oferece uma oportunidade de aprendizado. "À medida que a rede se torna mais distribuída, precisamos de engenheiros e mão de obra altamente qualificada para operá-la e mantê-la. Essa parte educacional é muito importante", diz Kabalan.

No Centro de Pesquisa em Microrredes, por exemplo, "estamos educando os engenheiros sobre a necessidade de operar a rede elétrica do século XXI", diz ele. "Vamos abordar isso no livro didático, e adivinhem? Vamos descer ao porão para verificar como esse equipamento funciona na prática. Ele proporciona uma experiência prática e única para nossos alunos."