‘Baterai termal’ akuifer bawah tanah untuk mendinginkan pusat data cerdas dan menghemat air
Para peneliti di AS telah mengusulkan penggunaan akuifer bawah tanah sebagai baterai termal alami raksasa untuk mendinginkan pusat data yang haus energi, sehingga menawarkan cara yang tidak konvensional untuk mengatasi dampak lingkungan yang semakin besar. Studi ini dilakukan oleh para ilmuwan di Illinois State Geological Survey, bagian dari Prairie Research Institute di University of Illinois Urbana-Champaign. Mereka mengusulkan agar sistem penyimpanan energi panas akuifer (ATES) dapat mengurangi kebutuhan listrik untuk mendinginkan pusat data AI. Sistem ATES menggunakan air tanah bawah permukaan untuk menyimpan energi panas musiman dan berfungsi seperti baterai termal alami yang sangat besar. Mereka mengekstraksi dan menyuntikkan air melalui sumur ganda untuk menghasilkan pemanasan rendah karbon dan hemat energi. “Pusat data menggunakan listrik dalam jumlah besar dan 10 hingga 40 persen dari energi tersebut dapat digunakan untuk pendinginan, tergantung pada desainnya,” kata Upasana Pandey, peneliti pascadoktoral yang memimpin penelitian tersebut. “Mereka juga mengkonsumsi air dalam jumlah besar, seringkali melalui metode pendinginan dimana air diuapkan dan secara efektif hilang dari pasokan lokal.” Pemandian air panas alami Pusat data mengonsumsi listrik dan air dalam jumlah besar untuk mencegah server terlalu panas. Pada tahun 2023, Google melaporkan mengonsumsi lebih dari enam miliar galon air untuk mendinginkan semua pusat datanya. Banyak sistem pendingin yang ada juga mengandalkan penguapan air dalam jumlah besar. Air tersebut secara permanen diambil dari pasokan lokal. Pandey dan Yu-Feng Lin, PhD, serta Andrew Stumpf, PhD, keduanya profesor di Universitas Illinois Urbana-Champaign, berpendapat bahwa ATES menawarkan alternatif dengan memanfaatkan suhu bawah tanah yang stabil secara alami di bumi. Sistem yang mereka usulkan memompa air tanah dingin dari akuifer bawah tanah melalui penukar panas di dalam pusat data. Di sana, air menyerap panas yang dihasilkan oleh peralatan komputasi sebelum dikembalikan ke akuifer, di mana air tersebut dapat disimpan dan digunakan kembali. Pusat data AI membutuhkan energi dan air dalam jumlah besar agar tetap dingin sepanjang tahun. Kredit gambar: Storyblocks Pada saat yang sama, selama musim dingin, prosesnya dapat dibalik. Panas yang disimpan di bawah tanah selama musim panas dapat memberikan pemanas pada bangunan di musim dingin. Sementara itu, air tanah dingin yang dikumpulkan selama musim dingin dapat disimpan untuk pendinginan di musim panas. Metode ini dapat meningkatkan efisiensi pendinginan sehingga mengurangi kebutuhan listrik secara keseluruhan. Stumpf mengatakan wilayah seperti Illinois dapat memanfaatkan suhu bawah tanah bumi yang hampir konstan dibandingkan mengandalkan pendinginan intensif energi selama cuaca musiman ekstrem. “Anda tidak lagi menyesuaikan suhu dari 90 hingga 70 derajat Fahrenheit; Anda menyesuaikan dari sekitar 55 hingga 70 derajat Fahrenheit.” Mengawetkan air minum Tidak seperti banyak sistem pendingin konvensional, teknologi yang diusulkan tidak memerlukan air tawar yang layak untuk diminum. Sebaliknya, tim menekankan bahwa akuifer garam yang lebih dalam, air tanah yang terkontaminasi, dan bahkan tambang-tambang yang terbengkalai yang kebanjiran dapat digunakan untuk menyimpan energi panas. Tim yakin Illinois sangat cocok untuk teknologi ini berkat perubahan suhu musiman yang nyata, sumber daya air tanah yang melimpah, dan sedimen glasial yang secara efisien memindahkan panas saat jenuh dengan air. Namun, hambatan terbesar lebih bersifat ekonomi dibandingkan teknis. Sistem pendingin panas bumi memerlukan investasi awal yang lebih tinggi, namun biasanya menawarkan biaya pengoperasian yang lebih rendah dalam jangka panjang. Namun, banyak proyek yang dievaluasi menggunakan jangka waktu investasi hanya lima sampai 10 tahun dibandingkan jangka waktu 20 sampai 40 tahun dimana sistem ini memberikan manfaat terbesar. Skema operasional sistem penyimpanan energi panas akuifer yang menggambarkan operasi di musim panas, kiri, dan musim dingin, kanan. Kredit gambar: Upasana Pandey Menurut tim, tenaga kerja yang diperlukan untuk menerapkan sistem ini sudah ada, karena banyak dari keterampilan pengeboran yang dibutuhkan adalah hal yang umum di industri minyak, gas, dan air sumur. “Air adalah bahan ajaib dalam konteks ini karena memiliki kapasitas panas yang tinggi dan dapat menjadi pembawa panas yang baik melalui aliran,” kata Lin dalam sebuah pernyataan. “Kombinasi tersebut jarang terjadi, dan pada air tanah, kita dapat memanfaatkan sifat yang sama untuk penyimpanan energi.” Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Groundwater.
Diterbitkan : 2026-07-01 13:04:00
sumber : interestingengineering.com
