تقنية ابتكارية للاستفادة من الحرارة المهدرة في تبريد مراكز البيانات

تستهلك مراكز البيانات كميات هائلة من الكهرباء، ولا يقتصر هذا الاستهلاك على تشغيل الخوادم والمعالجات فحسب، بل تحتاج المنشآت أيضاً إلى أنظمة تبريد مستمرة للتخلص من الحرارة. ومع ذلك، تقترح تقنية تجريبية جديدة مقاربة مختلفة تعتمد على الاستفادة من الحرارة نفسها للمساعدة في إطلاق عملية التبريد.

عرض باحثون من ألمانيا واليابان نموذجاً أولياً يعتمد على "التبريد المرن حرارياً" (Elastocaloric Cooling)، باستخدام أغشية من سبائك ذاكرة الشكل بدلاً من المحركات لتشغيل دورة التبريد، وذلك استناداً إلى دراسة منشورة في دورية "Nature Energy" وفقاً لتقرير موقع "BGR". يتألف النموذج من مشغّل حراري ووحدة تبريد، حيث يعتمد المشغّل على غشاء من سبيكة ذاكرة الشكل المصنوعة من التيتانيوم والنيكل.

وعن آليات العمل، عندما ترتفع حرارة غشاء المشغّل إلى مستوى كافٍ، يتمدد ويولد قوة تؤدي إلى استطالة غشاء منفصل يعمل كمبرّد. يلامس هذا الغشاء لاحقاً المشتت الحراري الذي يسحب الحرارة منه، مما يؤدي إلى تبريد الغشاءين وعودتهما إلى حجمهما الأصلي. بعد ذلك، يلامس غشاء التبريد مصدر الحرارة ويمتص حرارته لتبدأ الدورة من جديد، مستفيدة من التغيرات الناتجة عن الحرارة لدفع عملية نقلها والتخلص منها.

وعلى الرغم من أن الدراسة نفسها لا تتناول مراكز البيانات بشكل مباشر، إلا أن تقرير "BGR" يشير إلى اهتمام خبراء بإمكان استخدام هذه الأغشية مستقبلاً لتبريد مراكز البيانات الضخمة، مثل مركز Nebius للذكاء الاصطناعي في بريطانيا، ومراكز بيانات مايكروسوفت في دبلن بإيرلندا. قد يخفف مثل هذا التطبيق الطاقة المطلوبة لتشغيل أنظمة تكييف الهواء ويقلل استهلاك المياه، رغم أنه لن يخفض بالضرورة الكهرباء التي تحتاجها الخوادم والمعدات نفس.

ولا تزال التقنية في مرحلة إثبات المفهوم، إذ ولّدت الأغشية في التجربة 2.09 ميلي وات فقط من قدرة التبريد، مع وجود قيود تشمل بطء التشغيل وحجم المبادل الحراري. ورغم هذه المحدودية، تثبت الدراسة إمكانية عمل هذا النوع من أنظمة التبريد لتشمل مستقبلاً تطبيقات تمتد من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي إلى الحواسيب الشخصية إذا أمكن تجاوز القيود الحالية.