來自萊斯大學的研究人員開發了一種新方法,可以每年提高數據中心廢熱回收的電力達 60% 至 80%。這項研究的成果具有重要意義,因為當前數據中心每年消耗數百太瓦時的電力,隨著人工智能和雲計算的擴展,需求不斷增長。研究模擬了該系統在美國兩個數據中心樞紐的表現,顯示在維吉尼亞州的阿什本,電力回收增長達 60%,而在洛杉磯則高達 80%。這樣的增長不僅有助於提高電力供應的穩定性,也能有效緩解由於電力需求上升而可能帶來的環境壓力。
此外,這項研究還降低了回收電力的預測成本。根據研究人員的模型,在阿什本的每單位電力成本下降了 5.5%,而在洛杉磯則下降了 16.5%。這些數據顯示,該系統不僅能提高電力回收的效率,還能降低運行成本,為數據中心的可持續運營提供了經濟上的可行性。研究還發現,該混合系統在高峰陽光時段的運行效率比傳統系統高出 8%。這些發現不僅對數據中心的運行效率有重大意義,也為未來的能源管理提供了新的視角。
該研究的主要挑戰在於從數據中心回收能量時,廢熱的溫度通常不足以進行高效的電力生成。雖然像電動熱泵這樣的解決方案可以提高溫度,但同時也會消耗大量電力。萊斯團隊的系統採用了一種太陽能熱增強的有機朗肯循環(ORC),這是一種從熱源中生成電力的封閉循環系統。該設計使用標準的平板太陽能收集器,先對數據中心的液體冷卻劑進行預熱,然後再循環至 ORC。這種溫度提升,或稱為「太陽能提升」,增強了 ORC 從廢熱流中生成電力的能力。這種方法有效地利用了太陽能,並避免了增加電力消耗的問題,顯示出其技術的創新性和實用性。
在現代數據中心冷卻系統中,該系統的性能也表現良好。許多現代數據中心使用的液體冷卻系統通常運行在較低的溫度,這對於傳統的熱回收技術來說是一個挑戰。研究人員指出,所謂的行業弱點,在加入太陽能後,實際上可以轉變為一種優勢。該系統設計使用市面上現成的技術,將作為現場電源發電機,抵消設施對電網電力的需求。研究團隊的下一步計劃包括在運行現場進行系統的試點,並評估熱存儲選項,以便在日落後提供額外的熱量提升。這一系列的探索將不僅提升數據中心的運行效率,也使其在環保和經濟上達到新的平衡,為數據中心的可持續發展提供了重要的技術支持。




