Cientistas criam método para transformar calor de data centers

Inovação para eficiência energética

Pesquisadores da Rice University, nos Estados Unidos, desenvolveram um método que pode aumentar em 60% a 80% a eletricidade recuperada do calor residual de data centers. Essa abordagem reduz custos e amplia a eficiência energética, oferecendo uma solução promissora para um setor que consome centenas de terawatts-hora por ano. Além disso, o consumo de data centers cresce com a expansão da IA e da computação em nuvem, tornando urgentes iniciativas como esta.

A pesquisa, publicada na revista Solar Energy, detalha como o sistema é baseado em um ciclo Rankine orgânico (ORC) híbrido. Esse ciclo é impulsionado por energia solar térmica, integrando fontes renováveis ao processo. A inovação está em usar coletores solares para pré-aquecer o líquido refrigerante dos data centers, elevando sua temperatura antes de entrar no ORC.

Esse impacto solar eleva a eficiência da conversão do calor em eletricidade, sem aumentar a demanda de energia elétrica. Nos testes de modelagem, o ganho foi de 60% mais eletricidade recuperada em Ashburn (Virgínia) e 80% em Los Angeles, com redução de até 16,5% no custo da energia recuperada. Esses resultados destacam o potencial do método em diferentes regiões.

Detalhes do sistema híbrido

O sistema combina tecnologias existentes de forma inédita, aproveitando o que os pesquisadores chamam de “rio invisível de ar quente fluindo dos data centers”. Ao pré-aquecer o líquido refrigerante com energia solar, o processo se torna mais eficiente na transformação de calor residual em eletricidade útil. Isso não só maximiza a recuperação energética, mas também contribui para a sustentabilidade operacional.

O uso de coletores solares permite que o calor gerado pelos equipamentos seja amplificado antes da conversão, otimizando o ciclo termodinâmico. Em contraste com métodos tradicionais, que muitas vezes desperdiçam esse calor, a nova abordagem integra fontes renováveis de maneira complementar. Essa sinergia entre solar e residual é chave para os ganhos observados.

Os cientistas planejam testar a tecnologia em locais reais, além de explorar formas de armazenamento térmico. O armazenamento térmico visa garantir eficiência também após o pôr do sol, addressing a intermitência da energia solar. Esses próximos passos são cruciais para validar e expandir a aplicação prática do método.

Impacto e futuros desenvolvimentos

A professora Laura Schaefer afirma que a inovação é uma nova ferramenta para a sustentabilidade digital, destacando seu papel na redução do impacto ambiental dos data centers. Com o crescimento contínuo da demanda por processamento de dados, soluções como esta podem ajudar a mitigar o consumo energético excessivo. Além disso, a redução de custos associada torna a tecnologia economicamente viável.

Os planos futuros incluem não apenas testes em escala real, mas também a investigação de sistemas de armazenamento que possam manter a eficiência durante a noite ou em condições de pouca luz solar. Isso poderia melhorar ainda mais a aplicabilidade do método em diversas geografias e climas. A combinação de inovação técnica e pragmatismo operacional define o caminho adiante.

Embora os resultados de modelagem sejam promissores, a implementação em ambientes reais trará insights adicionais sobre desafios práticos. A equipe está focada em refinamentos que possam tornar a tecnologia acessível e escalável. Este é um passo significativo em direção a operações mais verdes.

Dúvidas frequentes

Como funciona o método de recuperação de calor?

O sistema usa coletores solares para pré-aquecer o líquido refrigerante de data centers, que então alimenta um ciclo termodinâmico híbrido. Isso aumenta a eficiência na conversão de calor residual em eletricidade, com ganhos de até 80% em algumas regiões.

Quais são os benefícios econômicos?

Além de ampliar a eficiência energética, o método reduz custos, com economias de até 16,5% na energia recuperada. Isso torna a operação de data centers mais sustentável e financeiramente atraente.

O método é aplicável em qualquer local?

Os testes mostraram variações dependendo da região, com melhores resultados em áreas com maior insolação, como Los Angeles. No entanto, a tecnologia pode ser adaptada, e pesquisas futuras incluem armazenamento térmico para garantir eficiência contínua.

Há planos para comercialização?

Os cientistas planejam testar a tecnologia em locais reais, mas a fonte não detalhou prazos ou parcerias específicas para comercialização. O foco atual é no desenvolvimento e validação técnica.

Conclusão

O método desenvolvido pela Rice University representa um avanço significativo na busca por eficiência energética em data centers, com potencial para recuperar substancialmente mais eletricidade do calor residual. Embora os resultados de modelagem sejam encorajadores, a implementação prática e a exploração de armazenamento térmico são próximos passos essenciais. O que já se sabe aponta para reduções de custo e impacto ambiental, mas questões sobre escalabilidade e adaptação a diferentes condições permanecem em aberto, exigindo mais pesquisa e testes.