نوآوری تولید آب شیرین از گرمای اتلافی مراکز داده

به گزارش ایسنا، فناوری ارائه شده شرکت‌های فناوری در آمریکا مانند دستگاهی هوشمند برای تصفیه آب عمل کرده و به‌جای مصرف مقدار زیادی برق اضافی یا آب شیرین، از گرما استفاده می‌کند.

این شرکت‌ها اعلام کردند: مراکز داده می‌توانند با استفاده از تاسیسات جدید آب‌شیرین‌کن مبتنی بر اسمز مستقیم، روزانه به‌ازای هر مگاوات ظرفیت پردازشی، تا ۲۰۰ هزار گالن (حدود ۷۵۰ هزار لیتر) آب پاک از آب‌های زیرزمینی شور تولید کنند.

برای تحقق این هدف، دو شرکت نوآور فناوری «اندور» (Endeavor) و «تروی سیستمز» (Trevi Systems) در آمریکا، از همکاری خود برای توسعه و گسترش تاسیسات آب‌شیرین‌کن با استفاده از گرمای اتلافی مراکز داده خبر دادند و نخستین اجرای آزمایشی این فناوری در مرکز داده شرکت «اندور» انجام خواهد شد.

سامانه خنک‌کننده بدون آب

این دو شرکت قصد دارند از گرمای تولید شده در مراکز داده هوش مصنوعی، برای راه‌اندازی فرایندی استفاده کنند که از آب‌های شور، آب شیرین به دست می‌آورد. این روش، نیاز به برق اضافی برای اجرای فرایند را کاهش می‌دهد.

این فناوری مانند دستگاهی هوشمند برای تصفیه آب عمل می‌کند که به‌جای مصرف مقدار زیادی برق اضافی یا آب شیرین، از گرما بهره می‌گیرد. این سامانه از سیستم خنک‌کننده بدون آب با چرخه بسته استفاده می‌کند که نیازی به افزودن مداوم آب تازه ندارد.

گرمای تولید شده برای اجرای فرایند اسمز مستقیم تروی به کار می‌رود. در این فرایند، محلولی جاذب، آب را از طریق غشایی ویژه به سمت خود می‌کشد، مانند زمانی که آب به‌آرامی از فیلتری عبور داده می‌شود.

برخلاف اسمز معکوس، این روش به فشار بسیار بالا نیاز ندارد و محلول جاذب با استفاده از گرمای ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد احیا می‌شود تا بتوان دوباره از آن استفاده کرد. این سامانه نمک و سایر آلاینده‌ها را حذف و آب‌نمک غلیظ را، آن هم با استفاده از تقریبا تمام گرمای اتلافی به مواد جامد تبدیل می‌کند.

این شرکت اعلام کرد: فناوری کنونی می‌تواند به‌ازای هر یک کیلووات‌ساعت برق مصرفی برای پردازش، تا ۳۱ لیتر آب پاک تولید کند، بنابراین یک مجموعه مراکز داده با ظرفیت ۱۰۰ مگاوات می‌تواند مانند تاسیسات تولید آب با ظرفیت روزانه ۲۰ میلیون گالن عمل کند، درحالی‌که انرژی موردنیاز آن از همان رایانه‌های مستقر در کنار تاسیسات تامین می‌شود.

تبدیل آب‌نمک غلیظ به مواد جامد

این فناوری علاوه بر تولید آب شیرین، به رفع یکی از موانع اصلی تاسیسات متداول آب‌شیرین‌کن نیز کمک می‌کند. در تاسیسات معمول آب‌شیرین‌کن آب دریا، به‌ازای تولید هر لیتر آب شیرین، حدود یک لیتر و نیم آب‌نمک غلیظ دوباره به دریا بازگردانده می‌شود.

تصفیه این پساب شور پرهزینه و انرژی‌بر است؛ به همین دلیل، معمولا بخش زیادی از آن دور ریخته می‌شود زیرا پردازش آب‌نمک در واحدهای تغلیظ‌کننده هزینه زیادی دارد.

برخلاف تاسیسات متداول آب‌شیرین‌کن که واحدهای تغلیظ‌کننده آن‌ها به‌ازای هر مترمکعب آب، نزدیک به ۱۶ تا ۲۶ کیلووات‌ساعت و واحدهای تبلور آن‌ها ۵۲ تا ۷۰ کیلووات‌ساعت انرژی مصرف می‌کنند، سامانه شرکت «تروی سیستمز» می‌تواند مصرف انرژی را ۸۵ درصد کاهش دهد.

این کاهش مصرف انرژی با فناوری «تخلیه صفر پساب مایع» امکان‌پذیر است. این فناوری آب‌نمک غلیظ را تبخیر و به نمک جامد تبدیل می‌کند و در نتیجه، نیاز به مدیریت پسماند مایع را کاهش می‌دهد.

یاکوب کارنمارک، بنیان‌گذار و مدیرعامل شرکت «اندور» گفت: جهان هر روز بیش از ۱۰۰ میلیون مترمکعب آب‌نمک غلیظ را به دریا بازمی‌گرداند. فرایند «تروی سیستمز» با گرمایی کار می‌کند که معمولا اتلاف می‌شود و همین موضوع محاسبات را تغییر می‌دهد.

بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، مراکز داده در ۲۰۲۴، به میزان ۴۱۵ تراوات‌ساعت برق مصرف کردند. پیش‌بینی می‌شود این رقم تا ۲۰۳۰ بیش از دو برابر شود و به حدود ۹۴۵ تراوات‌ساعت برسد.

وب‌سایت اینترستینگ انجینیرینگ گزارش کرد، اگر گرمای تولید شده در شبکه مراکز داده آینده بازیابی و به این روش دوباره استفاده شود، این گرما از لحاظ تئوری می‌تواند بیش از نیمی از ۱۳۰ میلیون مترمکعب آب پاکی را تولید کند که در حال حاضر تمام تاسیسات آب‌شیرین‌کن جهان در مجموع روزانه تولید می‌کنند.