Caso de estudio de electricidad, calefacción, ventilación y aire acondicionado
Sistema de almacenamiento de energía con baterías alimenta ciudad de remolques en la construcción de un centro de datos
La unidad BESS de 500kW reduce el tiempo de funcionamiento del generador, lo que reduce las emisiones de carbono y el uso de combustible.
Resumen
United Rentals ayudó a un constructor de centros de datos a alimentar una “ciudad de remolques” de 24 remolques en el sitio de trabajo mediante la implementación de un sistema híbrido de almacenamiento de energía a batería (BESS) y una solución de generadores. Este enfoque innovador redujo el tiempo de funcionamiento del generador en un 85%, redujo el consumo de combustible en más de 54,000 gal y eliminó 464 toneladas métricas de emisiones de gases de efecto invernadero.
Desafío
En un enorme proyecto de construcción de centros de datos, el contratista general JE Dunn Construction buscó alimentar de manera sostenible una ciudad de remolques que constara de 24 remolques para ayudarlos a cumplir con los objetivos agresivos de sostenibilidad del proyecto.
Para la fase uno de una enorme construcción de centros de datos a hiperescala en Kansas City, Misuri, JE Dunn Construction, un contratista general líder, necesitaba una manera sostenible de alimentar 24 remolques en el sitio de trabajo hasta que la red eléctrica estuviera disponible. El compuesto del remolque serviría como el espacio de oficina principal del proyecto. Las necesidades de electricidad incluían calefacción y aire acondicionado, computadoras, iluminación, sistemas de seguridad y refrigeradores.
Dados los objetivos agresivos de sostenibilidad del propietario del proyecto, operar generadores a diésel las 24 horas del día, los 7 días de la semana no fue ideal. Si bien los generadores a diésel de nivel 4 funcionan más limpios que sus predecesores, la cantidad de dióxido de carbono que emiten es significativa. United Rentals presentó una alternativa rentable para la consideración del cliente: un sistema de almacenamiento de energía a batería (Battery Energy Storage System, BESS) que desarrolló en colaboración con Termaco.
Las unidades BESS proporcionan una solución práctica de energía sostenible
La batería Termaco TREE de 500kW es una de las baterías de alquiler más grandes disponibles. Emparejándolo con un generador crea una solución de energía híbrida que permite a los contratistas reducir significativamente el tamaño de los generadores y reducir el tiempo de funcionamiento del generador. La reducción del tiempo de funcionamiento, a su vez, reduce la emisión de gases de efecto invernadero y, al mismo tiempo, reduce el consumo de combustible, el tiempo de inactividad relacionado con los equipos y el molesto ruido en el sitio de trabajo.
La batería alimenta la carga hasta que necesita carga, momento en el que enciende automáticamente el generador. La carga dura solo una hora. Una vez que la batería está cargada, apaga el generador. El TREE está preprogramado con configuraciones de carga mínima y máxima, por lo que no se producen interrupciones de energía durante la operación.
El contratista general se sintió intrigado por la propuesta y acordó probar el BESS junto con un generador de 275kW.
El tiempo de funcionamiento del generador se redujo en más del 85 %
En el transcurso de siete meses, la solución de energía híbrida se desempeñó a la perfección, sin pérdida de potencia. La reducción del tiempo de funcionamiento del generador fue igualmente impresionante.
En lugar de funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, el generador funcionó durante un promedio de 3.5 horas por día. El tiempo de funcionamiento se redujo del 100 % en el escenario típico a un promedio del 14.5 %, con mínimos del 4.5 % durante climas más templados. Durante siete meses, la solución redujo el consumo de combustible diésel en más de 54,000 litros y la emisión de gases de efecto invernadero en 464 toneladas métricas.
Las 464 toneladas de emisiones de carbono que ahorró la solución de energía híbrida son equivalentes a la cantidad de carbono:
- Secuestrados por 7,672 plántulas de árboles cultivadas durante 10 años.
- Secuestrados por 465 acres de bosques estadounidenses en un año.
- Se evita reciclando 39,443 bolsas de basura de desechos en lugar de enviarlas a un vertedero.
- Emitido por el uso de energía de 62.3 hogares durante un año.
- Emitido por 108 vehículos de pasajeros a gasolina en un año.
Se redujo el mantenimiento del generador
Por lo general, los generadores requieren servicio cada 500 horas de funcionamiento. Minimizar el tiempo de funcionamiento también minimiza las necesidades de mantenimiento. La reducción del servicio de generadores impulsa la sostenibilidad al conservar recursos como el petróleo. Durante el servicio, la batería maneja la carga, lo que elimina el tiempo de inactividad.
Apilamiento en húmedo reducido o eliminado
Cuando los generadores a diésel tienen el tamaño adecuado para satisfacer las necesidades de energía pico, durante los períodos de baja carga son vulnerables al apilamiento en húmedo. Esta condición ocurre cuando el combustible no quemado se acumula en el sistema de escape y hace que se formen depósitos de combustible vaporizado y hollín. Puede reducir el rendimiento a corto plazo e incluso hacer que el motor se detenga bajo cargas altas. Con el tiempo, puede dañar permanentemente el motor.
Si el apilamiento en húmedo ocurre por la noche, los refrigeradores pueden perder energía, los sistemas de seguridad pueden bajar y las computadoras pueden perder datos o no retroceder. Si ocurre durante el día y el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado baja, la moral puede hundirse y el trabajo puede ralentizarse mientras todos en el remolque esperan la llegada de un técnico.
Con un generador de tamaño reducido combinado con un BESS, la posibilidad de apilamiento en húmedo se reduce en gran medida.
Espacios de trabajo sin ruido
Dentro de remolques alimentados por un generador a diésel, el dron constante de un motor a diésel puede distraer e inducir estrés. Cuando la batería alimenta el remolque, las reuniones y llamadas se realizan en relativa tranquilidad.
Satisfacer las demandas cambiantes de electricidad temporal a largo plazo
Los proyectos en ubicaciones remotas alguna vez necesitaron energía temporal durante uno o dos meses. Los megaproyectos actuales a menudo lo requieren durante uno o dos años. Las ramificaciones ambientales pueden ser enormes. Un sistema de energía híbrido reduce los impactos ambientales de satisfacer las necesidades de energía temporal a largo plazo, así como los impactos en los resultados.
United Rentals se compromete a aportar innovación durante el proceso de licitación y a ofrecer grandes ganancias para los clientes en cada fase del proyecto.
JE Dunn, que siempre busca soluciones sostenibles y con visión de futuro, aprovechó la oportunidad de probar un BESS en el sitio de trabajo, un enfoque innovador que no habían usado anteriormente. Debido al enorme éxito del piloto, planean considerar implementar la solución en proyectos futuros.
El equipo de electricidad y calefacción, ventilación y aire acondicionado de United Rentals estará allí para ayudar. Al participar temprano en la planificación del proyecto y colaborar a lo largo del proyecto, los miembros del equipo pueden recomendar soluciones de energía híbrida y ayudar a dimensionarlas correctamente a medida que el sitio evoluciona para reducir de manera eficiente los costos de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero a partir del primer día.
