Seção: Tutoriais

 

 
Data Center I: Consumo energético

 

Segundo a Agencia Nacional de Energia – Aneel (2008), o consumo de energia é um dos principais indicadores do desenvolvimento econômico e do nível de qualidade de vida de qualquer sociedade. Ele reflete tanto o ritmo de atividade dos setores industrial, comercial e de serviços, quanto à capacidade da população para adquirir bens e serviços tecnologicamente mais avançados, como eletrodomésticos e eletroeletrônicos.

 

Para compreensão do assunto é necessário definir alguns conceitos de consumidores de energia. Os consumidores ou unidade consumidora de energia elétrica são classificados em dois grupos: A e B. O grupo A (alta tensão) é composto por unidades consumidoras que recebem energia em tensão igual ou superior a 2,3 kilovolts (kV) ou são atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição em tensão secundária, caracterizado pela tarifa binômia (aplicada ao consumo e à demanda faturável). No grupo A, subdividido em seis subgrupos, geralmente se enquadram indústrias e estabelecimentos comerciais de médio ou grande porte. O grupo B (baixa tensão) é caracterizado por unidades consumidoras atendidas em tensão inferior a 2,3 kV, com tarifa monômia (aplicável apenas ao consumo). Conforme informa a Aneel (2008), os consumidores de energia estão subdivididos em quatro subgrupos.

  • O consumidor do tipo B1 é o residencial;
  • O consumidor rural é chamado de B2;
  • O consumidor B3 são os estabelecimentos comerciais ou industriais de pequeno porte;
  • O consumidor B4 é a iluminação pública.

 

Segundo informações disponíveis pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE (2011) pode-se observar nos gráficos ilustrados pelas figuras 6 e 7, os maiores consumidores de energia no país entre 2004 a 2014, concentra-se nos setores Industrial e residencial.

 

 

Figura 6: Consumo de Energia por Classe

Fonte: EPE, 2015

 

 

Figura 7: Consumo de Energia por Classe

Fonte: EPE, 2015

 

Analisando os gráficos das figuras 6 e 7, pode-se perceber que o consumo das residências, comércios e outros, apresentam um comportamento crescente no período de 2004 a 2014, sendo que o consumo industrial oscilou e teve uma curva de crescimento menor que os outros grupos de consumo.

 

Tendência do Consumo Energético

 

Segundo a EPE (2011), a demanda de energia elétrica no Brasil deve crescer 4,8 por cento em relação ao ano de 2010 até 2020, saltando de 456,6 mil gigawattshora (GWh) para 730,1 mil GWh, segundo estimativas divulgadas pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE). De acordo com a nota técnica "Projeção da demanda de energia elétrica para os próximos 10 anos", que trabalha com a estimativa de crescimento de 5 por cento na economia brasileira ao ano no período, o acréscimo do consumo total de eletricidade será de 274 mil GWh.

 

O maior crescimento no consumo entre 2010 e 2020 será registrado no segmento comercial, de 69,1 mil GWh para 123,8 mil GWh, ou 6 por cento ao ano. O consumo do segmento industrial por sua vez, deve avançar 4,8 por cento por ano, de 221,2 mil GWh para 354,7 mil GWh. Já a classe residencial deve ter alta anual de 6 por cento no período, enquanto "outros", diz a empresa vinculada ao Ministério de Minas e Energia, deve crescer 3,7 por cento. "As projeções indicam que importante parcela da demanda total de eletricidade do país será atendida por autoprodução, que crescerá a uma taxa média de 6,6 por cento ao ano e deverá atingir 71 mil GWh em 2020, o equivalente a 10 por cento do consumo total de eletricidade neste ano", diz a EPE (2011).

 

O acréscimo da autoprodução, nos 10 anos, será de aproximadamente 34 mil GWh, completa a empresa. Já o consumo médio por consumidor residencial passará de 154 kWh por mês, em 2010, para 191 kWh por mês em 2020. "O máximo histórico de 180 kWh por mês, observado antes do racionamento de 2001, será ultrapassado por volta de 2017", prevê a EPE (2011). A empresa diz ainda que a previsão de demanda para os próximos anos incorpora ganhos de eficiência elétrica que resultam em uma redução do consumo de eletricidade, em 2020, de 33,9 mil GWh.

 

Serão representados na tabela 2 e no gráfico da Figura 8, o índice de crescimento percentual do consumo energético em GWh.

 

Tabela 2: Índice de crescimento percentual em GWh

CRESCIMENTO

2004

2006

2008

2010

2012

2014

MÉDIA

BRASIL

7,4

3,4

3

8,2

3,5

2,2

4

RESIDENCIAL

3

3,8

5,4

6,4

5,1

5,7

5,1

INDUSTRIAL

13,2

2,9

0,8

10,9

-0,1

-3,6

2,6

COMERCIAL

4,5

4,4

5,4

6

7,8

7,3

6

OUTROS

0,7

3,6

3,6

5,9

5,9

5,2

4,1

Fonte: EPE, 2011

 

 

Figura 8: Índice de crescimento Percentual em GWh

Fonte: EPE, 2011

 

O gráfico da figura 8 que ilustra a tabela 2 indica o crescimento do consumo energético em Giga Watt, dos grupos consumidores brasileiros. Este estudo mostra que o setor industrial foi o que menos cresceu neste período de dez anos, segundo o EPE (2011).

 

Consumo industrial

 

Segundo a ANEEL (2008), embora o consumo de energia indicar um índice de desenvolvimento no setor industrial e comercial, o consumo de energia está sendo um dos principais pontos na redução de custos, uma vez que o custo gerenciável de uma empresa está assumindo uma importância crescente no mercado competitivo.

 

Considerando que o setor industrial é o maior consumidor de energia elétrica no Brasil, respondendo por 154,163 GWh, ou seja, 43% do consumo energético brasileiro, percebe-se a necessidade de obter uma eficiência energética, ou seja, obter um melhor desempenho a nível de produção industrial com o menor consumo de energia.

 

Consumo de Energia Elétrica em Data Center

 

Beloglazov et al., (2010), o Data Center que apresenta uma crescente presença no mercado, que tradicionalmente foi desenvolvido com foco apenas no seu desempenho, sem se preocupar com a eficiência energética, hoje tem o consumo de energia elétrica como seu principal custo operacional. Esta energia é consumida, principalmente, pelos equipamentos de TI (servidores storages e LAN), pelo sistema de resfriamento e pelo próprio sistema de distribuição de energia, sendo que em muitos casos o consumo destes dois últimos itens, considerados overhead, é maior que o dos equipamentos de TI propriamente ditos.

 

Uma maior consciência ambiental, a legislação mais restritiva e a necessidade de manter uma imagem positiva perante a crescente exigência da sociedade, assim como a possibilidade de reduzir custos, provocaram o aumento da preocupação com a sustentabilidade da TI, sendo cunhado o termo Green IT, ou TI Verde, para se referir aos esforços destinados a reduzir o seu impacto ecológico durante a fabricação, uso e disposição final segundo Beloglazov et al., (2010).

 

Para quantificar o tamanho deste overhead existe um parâmetro que está se tornando padrão, o PUE (power usage effectiveness), que representa a relação entre a energia total consumida pelo data center e a energia efetivamente utilizada nos equipamentos de TI. Os valores típicos do PUE dos data centers atuais variam entre 1,3 e 3,0.).

 

Porém, grandes avanços estão acontecendo neste campo mediante melhorias na infraestrutura e na localização das instalações. Garg, Buyya (2012). Recentemente a Google anunciou um data center com PUE de 1.14, segundo o GOOGLE (2011).

 

Considerando apenas os equipamentos de TI, a principal causa de ineficiência no data center é a baixa taxa de utilização média dos recursos (geralmente inferior a 50%) causada fundamentalmente pela variabilidade da carga de trabalho, que obriga a construir a infraestrutura para lidar com picos de trabalho que raramente acontecem, mas que degradariam a qualidade de serviço se o aplicativo estive-se sendo executado em um servidor lotado.

 

 

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