Subestações estão onde começa a resiliência dos data centers

A inteligência artificial e a computação de alta densidade estão transformando as projeções de carga mesmo enquanto os projetos ainda estão em fase de desenvolvimento.

Planejamento para aumento de densidade e mudanças regulatórias

Uma instalação concebida há dois anos pode precisar de mais capacidade, de uma revisão do faseamento ou de espaço adicional antes mesmo da conclusão da construção. O projeto da subestação deve oferecer essa flexibilidade sem comprometer o cliente com uma infraestrutura desnecessária.

Em um grande data center, a subestação é mais do que um ponto de conexão: é a interface crítica entre a rede da concessionária e a infraestrutura digital que ela alimenta. À medida que as instalações se tornam cada vez mais densas em termos de consumo de energia, a disponibilidade e a confiabilidade do fornecimento elétrico podem determinar a viabilidade do local, o cronograma do projeto e a resiliência operacional.

As tecnologias de substituição apresentam diferentes níveis de maturidade de acordo com sua tensão e aplicações. Por isso, os projetos podem precisar adaptar especificações, layouts ou aprovações para se adequar ao que é tecnicamente viável e está disponível dentro do cronograma necessário. A transição para longe do hexafluoreto de enxofre, ou SF6, acrescenta outra camada de complexidade. O SF6 é utilizado há décadas como meio de isolamento e manobra, mas as restrições europeias implementadas de forma gradual afetarão os equipamentos de alta tensão a partir de 2032.

Esse cenário é particularmente desafiador em um mercado que enfrenta escassez de empreiteiros gerais e especialistas com experiência comprovada em alta tensão. As subestações reúnem requisitos elétricos, civis, estruturais, de segurança contra incêndios, acústicos e de sistemas de controle. Lacunas em qualquer uma dessas disciplinas pode gerar impactos no cronograma, nos custos e, em última instância, na energização da instalação.

A disponibilidade dos equipamentos, sua adequação técnica e os prazos de aquisição precisam ser considerados de forma integrada. Na Deerns, tratamos o planejamento e a construção de subestações como parte do desenvolvimento de data centers.

Estudo de caso

Em um grande empreendimento europeu de data center, a Deerns apoiou a implantação de uma ampla subestação externa, atuando desde as primeiras etapas de projeto até a concorrência, aquisição e supervisão da construção. O trabalho envolveu coordenação multidisciplinar, análise dos empreiteiros e alinhamento do cronograma, contribuindo para garantir que o projeto da subestação permanecesse tecnicamente robusto e alinhado ao desenvolvimento mais amplo do data center à medida que o empreendimento avançava para a fase de construção.

A disponibilidade de energia define o cronograma

A primeira questão é saber se há energia suficiente disponível e quando ela poderá ser fornecida. O envolvimento antecipado com a operadora da rede é fundamental, pois as obras de conexão podem envolver atividades como aquisição de terrenos, constituição de servidões e intervenções em vias públicas.

A avaliação inicial deve estabelecer cinco parâmetros chave:

• Capacidade disponível e planejamento da entrega;
• Tensão de conexão e estratégia de transformação;
• Opções de fontes de alimentação redundantes;
• Rotas de cabos, interfaces e custos de conexão;
• Responsabilidades entre concessionária, cliente e equipe do projeto.

Esses fatores ajudam a definir o plano diretor e o estudo de viabilidade do projeto desde o início. Antecipar prazos de conexão, restrições de rota e necessidades de terreno ajuda a garantir que o local escolhido seja capaz de atender às necessidades de energia do projeto e ao cronograma de implantação.

Projetando para todo o ciclo de vida

Em capacidades superiores a 40 MWe, é necessária uma subestação dedicada de alta para média tensão para receber energia da rede de transmissão da concessionária em 400 kV ou 225 kV e transformá-la para uso no campus em 11 kV, 20 kV ou 33 kV. O engenheiro deve avaliar se uma solução externa ou uma configuração compacta e fechada oferece o melhor resultado ao longo de todo o ciclo de vida.

Os equipamentos de manobra isolados a gás (GIS) instalados em ambientes internos são compactos e podem reduzir a área ocupada pelo edifício da subestação em terrenos restritos, especialmente em áreas urbanas. As subestações externas (AIS) exigem mais espaço, mas podem oferecer vantagens técnicas, de aquisição ou de manutenção. A decisão deve considerar o custo ao longo de todo o ciclo de vida, e não apenas o custo dos equipamentos.

Sete fatores essenciais devem ser considerados, entre eles:

• Capacidade, redundância e crescimento futuro da carga;
• Localização do terreno e posicionamento da subestação no plano diretor do campus;
• Distâncias de segurança e interfaces com os edifícios;
• Rotas de acesso para entrega;
• Acesso para manutenção e substituição;
• Ruído dos transformadores e proteção contra incêndios;
• Espaço para futuras ampliações.

Transformadores e equipamentos de manobra devem ser planejados considerando a manutenção, o acesso e sua eventual substituição. Prever espaço suficiente e rotas de acesso desobstruídas desde o início contribui para uma operação confiável durante todo o ciclo de vida do ativo.

A supervisão protege as premissas do projeto

Uma subestação bem projetada apresenta seu melhor desempenho quando a construção, as interfaces e os testes são gerenciados por uma equipe experiente. Os testes de fábrica permitem identificar problemas antes da entrega dos equipamentos, quando sua resolução é mais simples. Uma instalação e um comissionamento cuidadosos garantem que o sistema esteja de acordo com o projeto aprovado, os requisitos da concessionária, as regulamentações locais e as instruções dos fabricantes. Os testes em campo confirmam que o sistema completo funciona corretamente em sua configuração instalada.

Uma supervisão eficaz deve abranger todo o percurso, da fábrica à operação:

• Análise das documentações técnicas e dos métodos de instalação;
• Testes de aceitação em fábrica antes do envio;
• Verificação da instalação e da qualidade em campo;
• Testes de aceitação em campo e comissionamento;
• Correção de falhas antes da energização;
• Documentação completa do projeto conforme construído (as built) e dos procedimentos de manutenção.

A resiliência também depende de uma boa documentação

Uma documentação precisa contribuir para a operação segura, a manutenção, a identificação de falhas e o gerenciamento eficiente dos ativos. Ainda assim, muitos projetos de modernização de instalações existentes começam com registros incompletos ou desatualizados, tornando os levantamentos em campo essenciais para estabelecer o que está efetivamente instalado e como os sistemas existentes estão configurados.

O registro final deve reunir desenhos aprovados, dados dos equipamentos, configurações de proteção, resultados de testes, manuais dos fabricantes e procedimentos de manutenção. Em conjunto, esses documentos fornecem as informações necessárias para operar, manter e gerenciar o ativo durante todo o seu ciclo de vida e devem ser administrados com o mesmo rigor aplicado à instalação física.

Expertise integrada para um ativo crítico

As subestações estão na interseção entre planejamento da rede elétrica, engenharia, aquisição, licenciamento, construção e operação. Uma implantação bem-sucedida exige coordenação multidisciplinar, experiência em alta tensão e compreensão de como as necessidades dos data centers irão evoluir.

A Deerns utiliza sua ampla experiência para conectar estratégia energética, plano diretor, projeto resiliente, supervisão da construção, testes e documentação. Isso ajuda os clientes a transformar uma complexa interface com a rede elétrica em uma infraestrutura confiável e adaptável. À medida que os data centers se tornam mais potentes e apresentam maior densidade de carga, essa abordagem integrada será essencial para entregar capacidade dentro do prazo e proteger a resiliência no longo prazo.