Tyrėjai iš Niujorko universiteto „Tandon“ inžinerijos mokyklos sukūrė naują modelį, pagrįstą zeolitinėmis šiluminėmis baterijomis, kuris gali gerokai sumažinti elektros energijos poreikį duomenų centrų aušinimui. Skaičiuojama, kad tokia technologija galėtų sumažinti elektros sąnaudas net iki 86 procentų.
Siūloma sistema naudoja pramonės įmonėse susidarančią atliekinę šilumą tam, kad užtikrintų aušinimą tada, kai jo reikia. Sujungus duomenų centrus su pramoniniais objektais į vieną sistemą, bendras elektros energijos suvartojimas abiejuose sektoriuose galėtų sumažėti daugiau nei 75 procentais.
Atlikta geografinė analizė visose Jungtinėse Valstijose parodė, kad duomenų centrai dažnai yra gana arti pramonės objektų. Vidutinis atstumas tarp duomenų centro ir dešimties artimiausių pramoninių įmonių siekia apie 57 kilometrus.
Toks atstumas leidžia gabenti „įkrautus“ zeolitus elektriniais sunkvežimiais arba geležinkeliu. Net ir transportuojant medžiagą tokiais atstumais vis tiek išlieka reikšmingas energijos sutaupymas, kuris dažnai viršija 40 procentų.
Tyrėjų teigimu, tai galėtų pagerinti vieną svarbiausių duomenų centrų veiklos rodiklių – efektyvaus elektros energijos panaudojimo rodiklį, vadinamą PUE. Skaičiuojama, kad energinis efektyvumas tokiu atveju pagerėtų maždaug 12 procentų.
Siūloma technologija remiasi zeolitais – nebrangiomis porėtomis kristalinėmis medžiagomis. Jos jau plačiai naudojamos įvairiose pramonės srityse, pavyzdžiui, vandens valymui ar naftos perdirbimui.
Zeolitai veikia tarsi šiluminė kempinė. Sugerdami vandens garus jie išskiria šilumą, todėl gali būti naudojami šilumos kaupimui ir vėlesniam jos panaudojimui aušinimo procesuose.
Pramonės objektuose, pavyzdžiui, chemijos gamyklose ar naftos perdirbimo įmonėse, susidaro daug žemos ir vidutinės temperatūros atliekinės šilumos. Ši šiluma, kurios temperatūra paprastai neviršija maždaug 200 laipsnių Celsijaus, gali būti panaudota „įkrauti“ šiluminę bateriją išdžiovinant zeolitus.
Išdžiovinta medžiaga vėliau transportuojama į duomenų centrą. Ten ji gali būti naudojama vietoje tradicinių kompresorinių šaldymo sistemų, kurios paprastai sunaudoja daug elektros energijos.
Kai serverių patalpose reikia aušinimo, vanduo išgarinamas ir taip pašalinama šiluma iš aplinkos. Susidarę vandens garai yra sugeriami išdžiovinto zeolito, kuris tokiu būdu veikia kaip efektyvus šilumos sugėriklis.
Skirtingai nei dauguma tradicinių šilumos kaupimo technologijų, kurios laikui bėgant praranda dalį energijos, zeolitai išlaiko savo šiluminį potencialą tol, kol vėl nepatenka į kontaktą su vandeniu. Tai leidžia juos naudoti ilgalaikiam šilumos kaupimui.
Dėl šios savybės medžiaga gali būti transportuojama net dešimčių kilometrų atstumais beveik neprarandant sukauptos energijos. Tai suteikia galimybę sujungti skirtingose vietose esančius pramonės objektus ir duomenų centrus į bendrą energetinę sistemą.
Vis dėlto ši technologija turi ir tam tikrų kompromisų. Nors ji leidžia smarkiai sumažinti elektros energijos sąnaudas, bendras vandens suvartojimas sistemoje gali padidėti maždaug 15–25 procentais.
Taip nutinka todėl, kad aušinimo procese svarbų vaidmenį atlieka vandens garinimas. Tačiau dalį šio papildomo vandens poreikio kompensuoja sumažėjęs vandens naudojimas pramonės objektuose.
Kadangi atliekinė šiluma naudojama šiluminėms baterijoms „įkrauti“, ją nebereikia išsklaidyti naudojant tradicinius aušinimo bokštus. Tai sumažina vandens poreikį pramoninėje dalyje.
Be to, vanduo, kuris išsiskiria zeolitų „įkrovimo“ proceso metu, gali būti surenkamas ir panaudojamas pakartotinai. Tokiu būdu dalis vandens ciklo gali būti uždaryta ir sistema tampa efektyvesnė.
Tyrimo rezultatai rodo, kad atliekinė šiluma gali būti paversta vertingu energijos šaltiniu, jei į aušinimą pažvelgiama kaip į šiluminės logistikos, o ne tik elektros energijos vartojimo problemą.
Šiuo metu ši technologija dar yra modeliavimo stadijoje. Tyrėjai jau pradėjo diskusijas su pramonės atstovais, siekdami įvertinti galimybes pritaikyti šią sistemą realiomis sąlygomis.
Jų teigimu, jei ši idėja būtų sėkmingai įgyvendinta, zeolitinės šiluminės baterijos galėtų padėti duomenų centrams plėstis neperkraunant elektros tinklų ir efektyviau panaudoti pramonėje susidarančią atliekinę šilumą.
