Высокоэффективная система охлаждения для суперкомпьютеров на солнечной энергии

В подавляющем большинстве случаев солнечная энергия ассоциируется с электрической и тепловой энергией, но, оказывается, лучи Солнца способны на большее, намного большее. Кроме производства электрической энергии, энергия солнечных лучей используется для получения биотоплива, для опреснения воды, а теперь, благодаря разработке специалистами компании IBM системы High Concentration Photovoltaic Thermal (HCPVT), энергия Солнца может использоваться для высокоэффективного охлаждения суперкомпьютеров, компьютеров датацентров и других цифровых электронных систем.

Опытный образец системы охлаждения HCPVT состоит из параболического солнечного коллектора, состоящего из нескольких зеркал, связанных с системой слежения за положением Солнца. Большая часть отраженного зеркалами солнечного света сфокусировано на поверхности специального фотогальванического устройства, состоящего из сотен ячеек, каждая из которых охлаждает жидкость, текущую в ее микроканалах. Каждый фотогальванический чип имеет размеры 1 на 1 сантиметр и может вырабатывать 200-250 Ватт энергии в течение светлого времени суток при эффективности преобразования порядка 30 процентов.

В настоящее время существует множество "солнечных" систем, работающих за счет концентрации солнечного света, но функция охлаждения - это то, что действительно выделяет систему HCPVT из общего ряда. Специалисты компании IBM объединили высокоэффективную систему жидкостного охлаждения, разработанную для суперкомпьютеров Aquasar и SuperMUC, с фотогальваническими чипами, и получили систему с непрерывной циркуляцией охлаждающей жидкости, которая работает не менее эффективно, нежели системы с воздушным охлаждением охлаждающей жидкости.

Вторым преимуществом системы HCPVT является ее более низкая стоимость, чем стоимость сопоставимых по мощности систем сбора солнечной энергии, энергия от которых использовалась бы только на охлаждение. В конструкции отражающих зеркал использована тонкая металлическая фольга, которая несравненно дешевле чем зеркала из стекла со специальным напылением. Кроме этого у системы HCPVT есть дополнительные более мелкие преимущества, способствующие снижению стоимости системы в целом, на которых заострять внимание нет никакого смысла.

Сооружение систем HCPVT будет обходиться приблизительно в 250 долларов за квадратный метр эффективной отражающей площади, а эквивалент производимой системой энергии будет стоить менее 10 центов за киловатт-час. Такие показатели ставят показатели систему HCPVT в один ряд или ниже с энергетическими показателями электростанций, работающих на ископаемом топливе.

В настоящее время проводятся испытания опытного образца системы HCPVT в научно-исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе, а в ближайшее время будут созданы еще два экземпляра системы, испытания которых будут проходить и в других местах. После окончательной отработки технологии "солнечного охлаждения" специалисты компании IBM приступят к созданию больших полномасштабных установок, которые будут использоваться по своему прямому назначению - для охлаждения суперкомпьютеров и серверов датацентров.