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Cuando transmite una película, hace una copia de seguridad de una foto o le hace una pregunta a Chatgpt, en algún lugar un centro de datos está trabajando duro y calentando. Enfriar esas instalaciones ya consume una gran parte de su electricidad, y casi la mitad de esa energía deja como calor de desechos de baja temperatura que simplemente se ventila al aire.
Un nuevo estudio de la Universidad de Rice muestra cómo convertir esos desechos en poder.
“Hay un río invisible de aire cálido que sale de los centros de datos”, dijo Laura Schaefer, la presidenta de Burton J. y Ann M. McMurtry de Ingeniería Mecánica en Rice y coautora del periódico. “Nuestra pregunta era: ¿podemos empujar ese calor a una temperatura ligeramente más alta con la luz solar y convertir mucho más en electricidad? La respuesta es sí, y es económicamente convincente”.
Publicado en Energía solarLa investigación introduce un nuevo ciclo de Rankine (ORC) de Rankine Solar Boosted Termal-Boosted, un sistema de energía compacto que utiliza un fluido de trabajo seguro para hacer electricidad a partir del calor. El giro está agregando recolectores solares de placa plana de bajo costo para calentar la corriente de refrigerante del centro de datos antes de llegar al orco. Esa “protuberancia solar” adicional supera lo que ha sido la principal barrera técnica hasta ahora: el calor de los residuos del centro de datos suele ser demasiado fresco para una generación de energía eficiente por sí solo.
Los centros de datos ya atraen a cientos de horas de Terawatt anualmente, lo que equivale a la demanda de aproximadamente un país mediano, y el crecimiento de la IA está acelerando esa curva.
“Las ganancias de eficiencia están siendo superadas por la demanda”, dijo Kashif Liaqat, un estudiante graduado en ingeniería mecánica en Rice. “Si queremos que la economía digital sea sostenible, tenemos que reclamar parte de la energía que actualmente se deseche”.
Las soluciones tradicionales, como el uso de bombas de calor eléctricas para aumentar las temperaturas antes de la recuperación, pueden eliminar los beneficios porque consumen una potencia adicional significativa.
“Solar térmico nos da el elevador de temperatura sin agregar a la carga del enchufe”, explicó Schaefer. “Es un camino más limpio y simple”.
Crédito: energía solar (2025). Doi: 10.1016/j.solener.2025.113893
Schaefer y Liaqat crearon modelos termoeconómicos detallados, que validaron contra las herramientas de la industria, para probar el rendimiento en dos de los centros de centros de datos más grandes de Estados Unidos con climas muy diferentes: Ashburn, Virginia y Los Ángeles. Modelaron colectores solares en la azotea que alimentaban un orco de tamaño derecho vinculado a un circuito representativo de enfriamiento líquido.
Los resultados fueron sorprendentes. El sistema recuperó 60-80% más de electricidad anualmente del mismo calor de residuos con un aumento del 60% en Ashburn y un aumento del 80% en Los Ángeles. También logró más de 8% de eficiencia de orco más alta durante las horas pico soleadas, junto con un aumento en la eficiencia promedio anual. Aún más, el enfoque redujo el costo de la electricidad de la energía recuperada, en 5.5% en Ashburn y en un 16,5% en Los Ángeles.
“Los Ángeles se desempeñó mejor debido a recursos solares más fuertes”, dijo Liaqat. “Pero incluso en Ashburn, donde los inviernos son más fríos y nublados, el sistema híbrido aumenta significativamente la producción y reduce los costos”.
Una ventaja inesperada: el enfoque funciona mejor en las condiciones que la mayoría de los centros de datos ya tienen, donde los servidores de computadora modernos se enfrían con sistemas líquidos que no se ponen extremadamente calientes.
“Lo que la industria considera una debilidad se convierte en una fortaleza una vez que agrega energía solar”, dijo Liaqat. “Esa es una gran noticia para los centros de datos modernos”.
Schaefer y Liaqat diseñaron su sistema para usar coleccionistas solares simples, asequibles y de bajo perfil (como el tipo que se ve a menudo para calefacción de agua) montados en los tejados y conectados directamente al sistema de enfriamiento del centro de datos, un uso innovador de la tecnología lista para usar. Debido a que el ORC se encuentra en el lado del calor de los residuos, la potencia recuperada compensa directamente el consumo de la red para la instalación.
“Piense en ello como agregar un generador limpio y detrás del metro que se fortalece cuando el sol está fuera, bien cuando las cargas de enfriamiento son más altas”, dijo Schaefer.
Los investigadores dijeron que los próximos pasos deberían incluir pilotear el sistema híbrido en un sitio operativo y explorar el almacenamiento térmico, que podría tener el calor solar durante el día para aumentar la recuperación por la noche. También planean evaluar otros tipos de colección para regiones más frías.
“No estamos diciendo que esto reemplace el trabajo de eficiencia en servidores o enfriamiento, lo cual también es crucial”, dijo Schaefer. “Pero estamos agregando una nueva herramienta al kit, una que convierte un pasivo en un activo”.
Más información: Kashif Liaqat et al, Análisis technoeconómico de un sistema de ciclo orgánico de rango orgánico solar para la recuperación de calor del centro de datos, energía solar (2025). Doi: 10.1016/j.solener.2025.113893
Proporcionado por la Universidad de Rice
Cita: el sistema de reforzado solar convierte el calor del centro de datos desperdiciado en energía limpia (2025, 3 de septiembre) Consultado el 3 de septiembre de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-solar-boosted-center-power.html
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