Beton Batarya 500°C'de 150 kWh Depoluyor: Veri Merkezi Isısı Artık Çöp Değil

Lehigh Üniversitesi'nin beton termal bataryası nedir?

Beton içinde ısıyı taşıyan gömülü termosifonlara sahip, mühendislik ürünü çimentodan yapılmış bir termal enerji depolama sistemidir. Bir prototip 150 kWh depoluyor ve 500°C'ye ulaşan sıcaklıklara dayanabiliyor; tesislerin ısıyı depolayıp daha sonra soğutma, endüstriyel süreçler veya elektrik üretimi için serbest bırakmasını sağlıyor.

Lehigh Üniversitesi'ndeki mühendislik araştırmacıları, veri merkezlerinin normalde atmosfere attığı ısıyı yakalamak için bu sistemi geliştirdi. Beton depolama ortamı olarak işlev görürken, termosifonlar termal enerjiyi hızlı ve nispeten istikrarlı sıcaklıklarda şarj edip deşarj ediyor.

Tasarım, depolamayı atık ısının üretildiği andan ayırdığı için operatörler sunucular yoğunken üniteyi şarj edebilir ve talep değiştiğinde ısıyı çekebilir. Bu zamanlama esnekliği, hesaplama yüklerinin gün içinde keskin dalgalandığı tesislerde önem taşıyor.

150 kWh değeri ticari bir ürün için değil, üretilen prototip için geçerli. Lehigh, tam bir şarj ve deşarj döngüsünden sonra verimin %70'i aştığını, yani sağlanan enerjinin çoğunun depolamadan sonra geri kazanılabilir kaldığını bildiriyor.

Beton batarya bir veri merkezini nasıl soğutur?

Sistem, geri kazanılan sunucu ısısını 120°C ila 220°C aralığına yükseltir ve tamamen elektrikli soğutmaya bağlı kalmadan soğutma üreten absorpsiyonlu chillerlere verir. Depolanan ısı ayrıca dışarı atılmak yerine kurutma, bölgesel ısıtma ve yakındaki endüstriyel operasyonlara hizmet edebilir.

Geleneksel soğutma ekipmanı sunucu salonlarından ısıyı çeker ve dışarı atar. Lehigh tasarımı bu ısıyı yakalar, sıcaklığını yükseltir ve gerçekten kullanabilecek ekipmana yönlendirir.

Absorpsiyonlu soğutma, veri merkezleri için kilit uygulamadır. Depolanan termal enerjinin soğutulmuş koşullar üretmesini sağlar ve aksi halde kompresörlere gidecek elektrik yükünü azaltır.

Aynı depolanan ısı, elektrik üretimi için düşük sıcaklıklı Rankine çevrimi ekipmanını da çalıştırabilir. Ekip, kilovat sistemlerden megavat ölçekli tesislere kadar olası kurulumları tanımlıyor; yani konsept tek bir sunucu odasının ötesine ölçekleniyor.

Veri merkezi atık ısısını depolamak neden şimdi önemli?

Yapay zeka veri merkezleri muazzam miktarda atık ısı atıyor ve bu ekipmanı soğutmak zaten önemli miktarda elektrik tüketiyor. Bir depolama katmanı, işletme maliyetini kullanılabilir bir termal kaynağa dönüştürüyor; bu yüzden kamu hizmetleri, endüstriyel tesisler ve kampüs operatörleri termal bataryaları yakından izliyor.

Yapay zeka rafları, kendilerinden önceki donanımdan daha sıcak ve yoğun çalışıyor; bu nedenle soğutma sistemleri daha fazla çalışıp daha fazla ısı atıyor. Bu enerjinin bir kısmını bile geri kazanmak bir tesisin ekonomisini değiştiriyor.

Termal depolama ayrıca bilişim sahalarını yakındaki termal taleple birleştiriyor. Bir veri merkezi, bölgesel ısıtma veya istikrarlı, orta sıcaklıkta ısıya ihtiyaç duyan bir endüstriyel sürece kaynak sağlayabilir.

Lehigh sistemi, şarj girdisi olarak hem atık ısıyı hem de elektriği kabul ediyor. Bu nedenle operatörler, mevcut enerji altyapısını değiştirmek yerine tamamlayacak şekilde, elektrik arz koşullarının uygun olduğu zamanlarda depolamayı şarj edebilir.

• Sunuculardan gelen atık ısı, depolama ünitesini doğrudan şarj edebilir.
• Elektrikle çalışan ısıtma, ikinci bir şarj yolu sunar.
• Depolanan ısı, üretim değil talep gerektirdiğinde serbest bırakılabilir.
• Geri kazanılan enerji soğutma, kurutma, bölgesel ısıtma veya güç üretimine hizmet edebilir.

Beton termal batarya gerçek tesislere ne zaman ulaşabilir?

Ticari bir kurulum tarihi açıklanmadı. Teknoloji kısmen federal hükümet tarafından finanse edildi ve özel bir enerji şirketine lisanslandı; bu şirket, mevcut enerji altyapısı ve endüstriyel operasyonlarla entegrasyona yönelik daha ileri geliştirmeyi üstlenecek.

Lisanslama, bir üniversite prototipini saha pilotlarına taşıyan adımdır. Özel lisans sahibi artık daha ileri geliştirmeyi kontrol ediyor; bu nedenle takvimler Lehigh'in laboratuvar programına değil, o şirkete bağlı.

Betona dayalı depolama, maliyet ve tedarik açısından avantaja sahip: çimento ucuz, bol ve zaten endüstriyel ölçekte üretiliyor. Bu, egzotik depolama kimyasallarına kıyasla büyük kurulumları hayal etmeyi kolaylaştırıyor.

Bir pilot duyurulana kadar 150 kWh ve 500°C değerlerini prototip sonuçları olarak değerlendirin. Konsept laboratuvarda kanıtlandı, ancak gerçek dünya verimi yalıtıma, döngüye ve ünitenin bir tesisin soğutma döngüsüyle ne kadar iyi entegre olduğuna bağlı olacak.

Sonuç

Lehigh'in beton termal bataryası, bir veri merkezi sorununu yani atık ısıyı depolanabilir bir kaynağa dönüştürüyor: 500°C'ye kadar sıcaklıkta 150 kWh ve %70'in üzerinde döngü verimi. Tasarım lisanslandı ancak henüz ticari değil. Operatörler için pratik adım, lisans sahibinin pilot planlarını takip etmek ve soğutma döngülerinin 120°C–220°C'lik bir ısı kaynağını kabul edip edemeyeceğini kontrol etmek.