- Sistemas de Armazenamento de Energia por Baterias (BESS) em data centers
Por Edson de Assis Custodio
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos, a crescente digitalização da sociedade tem impulsionado uma demanda progressiva por ambientes de Data Center, configurando um dos movimentos mais relevantes da infraestrutura crítica atual. Embora normalmente associados à Tecnologia da Informação, Data Centers são instalações de alta complexidade eletromecânica, cuja operação depende de uma arquitetura elétrica robusta e altamente resiliente.
Sob a ótica do sistema elétrico, essas instalações exigem continuidade operacional, qualidade de energia e previsibilidade, e enfrentam desafios como o aumento da densidade de potência, restrições de conexão à rede e a necessidade de maior flexibilidade energética. No cenário apresentado, o BESS (Battery Energy Storage System) ganha protagonismo como um recurso capaz de armazenar e disponibilizar energia de forma controlada, agregando flexibilidade operacional ao Data Center. Diferente do UPS, que garante a proteção instantânea da carga crítica, o BESS atua na gestão energética e no suporte sistêmico do site.
Este texto não tem a pretensão de esgotar o tema, mas sim deintroduzir o papel do BESS em Data Centers, apresentando conceitos fundamentais e os principais casos de uso sob a perspectiva elétrica.
2. O QUE É UM DATA CENTER NA ÓTICA DO SISTEMA ELÉTRICO
Quando se pergunta o que é um Data Center, uma das primeiras respostas que vem à mente é: Data Center é um espaço físico destinado ao processamento e armazenamento de dados. Essa definição pode ser aprofundada e refinada em diferentes níveis, conforme o público e o objetivo da discussão. No caso desse texto, porém, é especialmente útil definir o Data Center sob a ótica do sistema elétrico, pois essa infraestrutura é parte da engrenagem que sustenta, de forma contínua, a disponibilidade da carga crítica.
Sob essa perspectiva, um Data Center pode ser definido como sendo uma instalação industrial de alta complexidade, caracterizada pela operação contínua e ininterrupta (24 horas por dia, 7 dias por semana, todos os dias do ano) de equipamentos de Tecnologia da Informação e de seus sistemas auxiliares, como climatização, automação e segurança. Por essa razão, tais instalações demandam alimentação elétrica de forma ininterrupta, com níveis de confiabilidade e resiliência que excedem os padrões normalmente observados em redes de distribuição elétrica convencionais. Em geral, também apresentam elevada densidade de potência e um perfil de carga relativamente estável (“flat load”), exceto quando dedicados a cargas de trabalho relacionados a Inteligência Artificial.
Esse comportamento de carga predominantemente ”flat” vem sendo alterado com o surgimento dos ambientes de Data Center voltados ao processamento de cargas de trabalho de Inteligência Artificial. A operação desse tipo de ambiente apresenta desafios próprios, como as variações de carga/ demanda abruptas, que, a depender do porte da instalação e do perfil de utilização, podem alcançar incrementos de dezenas a centenas de MW em curtos intervalos de tempo, exigindo atenção redobrada ao dimensionamento e à estabilidade elétrica do sistema.
3. O QUE É UM BESS
De forma geral, um Sistema de Armazenamento de Energia por Baterias – BESS (Battery Energy Storage System) – é um sistema eletroeletrônico capaz de armazenar energia elétrica na forma eletroquímica, por meio de baterias, a partir de uma fonte externa (concessionária, sistema solar, eólico, geradores etc.) e, posteriormente, disponibilizá-la de forma controlada ao sistema elétrico. Essa operação é viabilizada por meio de conversores bidirecionais (eletrônica de potência) e por sistemas de controle, que determinam os modos de carregamento e descarga conforme regras pré-definidas, normalmente associadas a objetivos de resiliência, eficiência, sustentabilidade e otimização econômica. Conforme regras definidas pelo operador.
Quanto à posição de instalação, os BESS podem ser classificados como atrás do medidor (behind-themeter – BTM) e à frente do medidor (front-of-the-meter – FTM). Tipicamente, para o uso associado ao Data Center teremos um BESS instalado atrás do medidor (BTM). BESS BTM possui capacidade de potência típica entre alguns kilowatts até muitos megawatts. A operação desses sistemas é realizada pelos proprietários da instalação e podem prover benefícios tanto para a instalação quanto para a rede. Importante citar que por padrão, o BESS opera conectado em paralelo à rede da instalação.
Os BESS são comumente fornecidos como uma solução integrada, muitas vezes em padrão de contêiner ISO. Dentre os diversos aspectos envolvidos, destacam-se alguns conceitos fundamentais para o entendimento técnico do sistema: potência (kW/MW), energia (kWh/MWh), vida útil e ciclagem, baterias, BMS, PCS, EMS, além de sistemas auxiliares como detecção/supressão de incêndio, refrigeração e proteções elétricas. Potência (kW/MW): É a capacidade que o BESS possui de fornecer ou consumir potência do sistema elétrico e das baterias, é um valor instantâneo. Este parâmetro está diretamente associado a capacidade do PCS.
Energia (kWh/MWh): É a capacidade de, por um período determinado de tempo, fornecer ou consumir potência do sistema elétrico, ou seja, define por quanto tempo o BESS pode fornecer determinada potência. Este parâmetro está associado a capacidade das baterias de descarregar/carregar sua carga de forma segura e dentro dos parâmetros de vida útil estipulados, o C-rate. Conforme a quantidade de ciclos e a idade do sistema de baterias o valor de energia disponível diminui e é crucial que este fator seja considerado para dimensionamento do sistema.
Quantidade de ciclos/Vida útil: É o valor esperado de ciclos que o sistema pode realizar até alcançar o fim da vida útil. O sistema também possui uma limitação de tempo em que é garantido o correto funcionamento do sistema.
Baterias: Tipicamente o BESS é composto por packs de baterias de íons de lítio para armazenar a energia. As químicas mais comumente utilizadas são a LFP (Lítio Ferro Fosfato) e a NMC (Óxido de Lítio Níquel Manganês Cobalto), por oferecerem uma melhor combinação de segurança, custo, ciclo de vida e densidade de energia. Alguns fabricantes têm preferido o uso de baterias LFP para BESS. Comumente as baterias do BESS possuem um C rate de 0,5C (2 hrs para descarregar toda a carga) e 1C (1 hrs para descarregar toda a sua carga). O sistema de baterias opera com tensão contínua, tipicamente em tensões superiores a 500V.
Sistema de gerenciamento das baterias – BMS (Battery Management System): O BMS é o sistema responsável por gerenciar a carga e descarga a nível de baterias responsável pela proteção e monitoramento das células. Também gerencia o estado de carga (SOC State of Charge), a degradação acumulada da bateria (SOH State of Health), a potência máxima que a bateria pode entregar e o balanceamento de células dos packs de baterias. Todas estas, funções vitais para garantia de que a bateria opere dentro da sua Área de Operação Segura (SOA - Safe Operating Area).
Sistema de conversão de potência PCS (Power conversion system): O PCS é o sistema que abrange todos os componentes responsáveis por realizar a conversão da energia entre a rede e as baterias. O sistema inclui o inversor bi-direcional que opera nos quatro quadrantes do diagrama de potência, podendo suprir e consumir potência ativa e reativa. O PCS também incorpora uma importante função, a formação de rede (Grid-Forming), permitindo que o BESS crie uma referência de tensão e frequência em redes isoladas ou durante blackouts. Nesse sentido, o PCS pode operar no modo GridFollowing, que apenas seguem a rede existente e serve para consumo e injeção de potência na rede, e o modo Grid-Forming. Na maioria dos fornecimentos, durante a operação normal da concessionaria o BESS opera no modo Grid-Following alternando para o modo GridForming em caso de falta da rede. Durante a mudança de modo de trabalho, o BESS não contribui com tensão e corrente para a rede, sendo necessário alguns milissegundos para a mudança de modo de operação. Operando dessa forma, o BESS não pode garantir energia ininterrupta para o site (O BESS complementa o UPS ao invés de substituí-lo). Caso o BESS opere no modo Grid-Forming de forma contínua, é possível obter energia de forma ininterrupta, porém são necessário estudos aprofundados para avaliação das condições de operação e segurança.
Sistema de gerenciamento de energia EMS (Energy management system): O EMS é o cérebro do BESS. Ele monitora os parâmetros da rede, os dados do BMS, do PCS, as regras definidas para operação, e otimiza e coordena a operação do BESS, determinando a melhor estratégia para carga e descarga do sistema. O EMS é programado para priorizar os objetivos do operador, conforme o tipo de serviço desejado. Estes serviços serão discutidos na próxima seção.
Sistema de detecção e supressão de incêndio: Tipicamente as células de baterias possuem sistemas de detecção e supressão integrados, sendo necessário ainda, outros componentes para garantia da segurança. Padrões de detecção e supressão de incêndio para baterias de lítio são muito debatidos atualmente e uma boa referência para design desse tipo de sistema é a NFPA 855. Certificações como as UL1642, UL1973, UL9540, UL1741 e normas como IEC 62933-5-2, IEC 62934 e IEC 62936 também trazem informações importantes para segurança do sistema.
Sistema de refrigeração e ventilação: São responsáveis por manter a temperatura de operação das baterias. Caso esse sistema esteja indisponível, o BESS também ficará indisponível, pois as baterias não podem operar fora de uma faixa pré-estabelecida de temperatura, sob risco de falha catastrófica.
Sistemas de proteção elétrica: São responsáveis pela segurança elétrica do BESS, realizando a proteção e seccionamento do sistema. Para operação segura do BESS é necessário que os equipamentos de proteção e seccionamento sejam dimensionados de acordo com condições específicas para a conexão na instalação.
4. O QUE O BESS PODE FAZER PELO DATA CENTER (SERVIÇOS FORNECIDOS PELO BESS)
Diante do apresentado, o BESS pode ser utilizado para controlar potência e energia de forma intencional, respondendo tanto a necessidades técnicas internas quanto a restrições e oportunidades externas, da rede de fornecimento. De acordo com uma publicação do instituto Rocky Mountain, existem 13 diferentes serviços elétricos que o BESS é capaz de fornecer quando instalado atrás do medidor BTM. O documento completo pode ser consultado na publicação do Rocky Mountain Institute (The Economics of Battery Energy Storage). Para o proprietário do Data Center estes 13 serviços trazem alguns benefícios como resiliência, velocidade de implantação, sustentabilidade e redução de custos de operação. A seguir são compilados os principais benefícios que tais serviços podem oferecer ao Data Center.
Redução de demanda contratada (peak shaving) e gestão da tarifa de energia:
Considerando que unidades consumidoras do porte de Data Centers podem estar sujeitas a estruturas tarifárias com diferenciação por horário, o BESS pode utilizar a energia armazenada em períodos de menor custo para reduzir a demanda (kW) observada nos horários de maior valor — estratégia conhecida como peak shaving ou load shifting. De forma semelhante, o BESS pode ser utilizado para otimizar o custo do consumo de energia (kWh), carregando em períodos de tarifa mais baixa e descarregando em períodos de tarifa mais elevada, estratégia frequentemente associada ao conceito de Time-of-Use (TOU).
Em Data Centers onde cargas de trabalho com comportamento menos “flat” ocorrem, o peak shaving pode representar uma ferramenta relevante de estabilidade operacional e auxílio no pedido de conexão com a rede. Além do benefício econômico associado à demanda, a estratégia também pode contribuir para postergar reforços imediatos na infraestrutura elétrica externa e interna. Reserva de energia adicional e a diminuição/eliminação da necessidade de geradores a diesel
Atualmente, a confiabilidade elétrica dos Data Centers apresentam uma topologia onde a concessionária é a provedora principal de energia, os UPS garantem a continuidade do fornecimento de energia em caso de falha da concessionária e os geradores a diesel mantem as operações quando a rede da concessionária falha. Tipicamente, os UPS sustentam as cargas críticas de TI sem interrupção, por um período suficiente (5 a 15 minutos) para que os geradores de emergência entrem em operação e assumam o fornecimento de energia.
Nesse contexto, o BESS pode adicionar de uma a quatro horas de autonomia ao Data Center. Esse tempo adicional pode permitir que o site permaneça em operação sem a necessidade de acionamento de geradores a diesel em grande parte das ocorrências de falta da concessionária. Isto não é apenas um incremento na resiliência, mas também uma redução das emissões de Escopo 1 e menor poluição atmosférica.
Nesse mesmo sentido, o BESS pode auxiliar na otimização durante o uso dos geradores. Devido a necessidade de uma alta resiliência, os Data Centers utilizam filosofias de redundância (N+1, 2N, etc.) que fazem com que os geradores operem abaixo de seu ponto ótimo, onde o consumo de diesel em relação ao kWh gerado é o menor. O BESS pode consumir ou injetar potência para que o sistema de geração opere no ponto ótimo. Uma prática comum e muitas obrigatórias em um Data Center é o teste dos geradores com uma carga de teste (geralmente um banco de resistências), para garantia do funcionamento do mesmo em caso de necessidade. Nesses momentos, o BESS pode armazenar a energia gerada e utilizar em outro momento para alimentar o Data Center, evitando que essa energia seja perdida.
Diante do abordado, o BESS oferece um potencial para substituição dos geradores a diesel. Para tanto, deve ser realizado profundo estudo, avaliando a confiabilidade do fornecimento de energia elétrica da concessionária no local e capacidade das cargas de trabalho serem espelhadas em outros sites ou migradas para outras localidades. Isso passa pela arquitetura de TI e pode fazer sentido em alguns casos, principalmente se o custo total (CAPEX+OPEX) do Data Center for mais atraente. Participação no mercado de reserva de capacidade e de serviços ancilares: O mercado de reserva proporciona que agentes ofertem capacidade de reserva: potência e energia. Em caso de deficit na geração, seja por capacidade, custos ou barreiras operacionais, esses recursos de contingência podem ser acionados para manter o equilíbrio do sistema elétrico. Dessa forma, um BESS BTM de um Data Center pode ofertar esse serviço e ser remunerado por isso. O operador do Data Center também pode utilizar o BESS para regulação de frequência, fornecimento de reserva girante, resposta à demanda e arbitragem de energia. Destaca-se que no Brasil alguns serviços, que são prestados para as concessionárias e/ou para a segurança do sistema, ainda não possuem normatização para ressarcimento dos serviços prestados. Porém, existem alguns avanços nos normativos que indicam a inclusão do ressarcimento por serviços prestados à rede. Como exemplos, podem ser citadas a AIR nº 001/2023-SGM/ANEEL, vinculada à Consulta Pública nº 039/2023, e a Lei nº 15.269/2025, entre outras iniciativas.
5. CONCLUSÃO
Em resumo, o BESS se consolida como uma possibilidade de recurso estratégico para Data Centers ao agregar flexibilidade elétrica, apoiar a gestão de demanda e reforçar a resiliência operacional. Seu valor vai além do armazenamento de energia, estando diretamente ligado à capacidade de controlar potência de forma rápida e coordenada com a arquitetura do site. No entanto é importante destacar que seu valor real depende de fatores como: dimensionamento adequado, definição de casos de uso prioritários, coordenação com os demais equipamentos do Data Center, e alinhamento com a estratégia de continuidade e disponibilidade do site, ou seja, uma engenharia bem pensada. Com a engenharia correta e um objetivo bem definido, o BESS pode ser um divisor de águas para Data Centers.
*Edson de Assis Custódio é engenheiro eletricista formado pela Universidade de Brasília – UnB e mestre em sistemas elétricos de potência também pela UnB. Atua na área de Data Center a mais de 15 anos. Ao longo da carreira, liderou projetos relevantes na área, além de atuar na operação e manutenção de Data Center. Atualmente é gerente na área de Data Center no Banco do Brasil.
Fonte: FRAGMENTO EXTRAÍDO DA REVISTA O SETOR ELÉTRICO – Ano 20 – Edição 216/ Janeiro – Fevereiro de 2026
