Niujorko universiteto „Tandon“ inžinerijos mokyklos tyrėjai sukūrė naują modelį, paremtą zeolitinėmis šiluminėmis baterijomis, kuris galėtų reikšmingai sumažinti duomenų centrų aušinimui reikalingos elektros energijos poreikį. Skaičiuojama, kad, pritaikius tokią technologiją, elektros sąnaudas būtų galima sumažinti net iki 86%.
Siūloma sistema remiasi pramonėje susidarančios atliekinės šilumos panaudojimu tam, kad aušinimas būtų užtikrinamas būtent tada, kai jo reikia. Jei duomenų centrai ir pramonės objektai būtų sujungti į bendrą energetinę schemą, bendras elektros energijos suvartojimas abiejuose sektoriuose galėtų sumažėti daugiau nei 75%.
Jungtinėse Valstijose atlikta geografinė analizė parodė, kad duomenų centrai dažnai įsikūrę palyginti netoli pramonės įmonių. Vidutinis atstumas tarp duomenų centro ir dešimties artimiausių pramonės objektų siekia apie 57 km.
Toks nuotolis leidžia „įkrautus“ zeolitus gabenti elektriniais sunkvežimiais arba geležinkeliu. Tyrėjų vertinimu, net ir transportuojant medžiagą tokiais atstumais, energijos sutaupymas išlieka reikšmingas ir dažnai viršija 40%.
Pasak mokslininkų, ši koncepcija galėtų pagerinti vieną svarbiausių duomenų centrų efektyvumo rodiklių – PUE (angl. Power Usage Effectiveness). Skaičiuojama, kad bendras energinis efektyvumas tokiu atveju galėtų pagerėti maždaug 12%.
Technologijos pagrindas – zeolitai, nebrangios porėtos kristalinės medžiagos, plačiai naudojamos pramonėje, pavyzdžiui, vandens valymui ar naftos perdirbimui. Zeolitai veikia tarsi „šiluminė kempinė“: sugėrę vandens garus jie išskiria šilumą, todėl tinka šilumai kaupti ir vėliau ją panaudoti.
Chemijos gamyklose, naftos perdirbimo įmonėse ir kituose pramonės objektuose susidaro daug žemos bei vidutinės temperatūros atliekinės šilumos. Šios šilumos temperatūra paprastai neviršija maždaug 200 °C, tačiau jos pakanka „įkrauti“ šiluminę bateriją – zeolitams išdžiovinti.
Išdžiovinta medžiaga vėliau transportuojama į duomenų centrą, kur gali pakeisti tradicines kompresorines šaldymo sistemas, dažniausiai reikalaujančias didelių elektros sąnaudų. Kai serverių patalpose reikia aušinimo, vanduo išgarinamas ir taip pašalinama šiluma iš aplinkos. Susidarę vandens garai sugeriami išdžiovinto zeolito, todėl jis veikia kaip efektyvus šilumos sugėriklis.
Skirtingai nuo daugelio įprastų šilumos kaupimo technologijų, kurios laikui bėgant praranda dalį sukauptos energijos, zeolitai išlaiko šiluminį potencialą tol, kol vėl nesusiliečia su vandeniu. Dėl to jie tinka ilgalaikiam šilumos kaupimui, o sukaupta energija gali būti pervežama dešimčių kilometrų atstumais beveik be nuostolių. Tai atveria galimybę skirtingose vietose esančius pramonės objektus ir duomenų centrus sujungti į bendrą energetinę sistemą.
Vis dėlto technologija turi ir kompromisų. Nors ji reikšmingai sumažina elektros energijos poreikį, bendras vandens suvartojimas sistemoje gali išaugti maždaug 15–25%, nes aušinimo procese svarbus vaidmuo tenka vandens garinimui.
Kita vertus, dalį papildomo vandens poreikio kompensuoja sumažėjęs vandens naudojimas pramonės objektuose. Kadangi atliekinė šiluma panaudojama šiluminėms baterijoms „įkrauti“, jos nebereikia išsklaidyti tradiciniais aušinimo bokštais, kurie taip pat sunaudoja vandenį. Be to, vanduo, išsiskiriantis zeolitų „įkrovimo“ metu, gali būti surenkamas ir panaudojamas pakartotinai, taip dalinai uždarant vandens ciklą ir didinant sistemos efektyvumą.
Tyrimo rezultatai leidžia daryti išvadą, kad atliekinė šiluma gali tapti vertingu energijos ištekliumi, jei į aušinimą žiūrima kaip į šiluminės logistikos, o ne vien elektros vartojimo uždavinį.
Šiuo metu sprendimas dar yra modeliavimo stadijoje. Tyrėjai jau pradėjo diskusijas su pramonės atstovais, siekdami įvertinti, kaip tokia sistema galėtų veikti realiomis sąlygomis.
Jei idėja būtų sėkmingai įgyvendinta, zeolitinės šiluminės baterijos galėtų padėti duomenų centrams plėstis neperkraunant elektros tinklų ir kartu efektyviau panaudoti pramonėje susidarančią atliekinę šilumą.
