Центровете за данни генерират огромни количества топлина целогодишно – тя потенциално би могла да отоплява цели жилищни комплекси през зимата. Но има една несгода: ако зиме топлината от центровете за данни е добре дошла, през лятото никой не я иска. Ето защо инженери разработиха ефективен метод за съхранение на топлинната енергия: вкарване на излишната топлина в земните недра през по-топлите месеци и извличането ѝ от скалните масиви през зимата за отопление на сгради чрез термопомпи.
Температурата на почвата под повърхността не се променя толкова рязко, колкото температурата на атмосферния въздух. Хората отдавна използват тази характеристика за подобряване на условията на живот; подземните пространства остават сравнително хладни през лятото и сравнително топли през зимата. Това свойство може да се използва за отвеждане на топлината от центровете за данни, които генерират значително количество топлинна енергия.
В продължение на две десетилетия американската компания Epic Systems, базирана в Уисконсин, експериментира с технология за геотермални термопомпи, за да охлажда своите центрове за данни и да отоплява спомагателните съоръжения. Комплексът на компанията във Верона се състои от около 40 сгради, които се отопляват през зимата и охлаждат през лятото чрез термопомпена система, интегрирана с инфраструктурата за охлаждане на центъра за данни.
За да използва земните недра за регулиране на температурата в своите обекти, компанията е пробила приблизително 6100 сондажа с дълбочина от 90 до 240 метра. Местният център за данни на софтуерната компания е с капацитет 3,5 MW.
Прилагането на тази концепция често е съпроводено с предизвикателства, свързани с топлинния баланс. Центровете за данни генерират топлина целогодишно, докато необходимостта от използването ѝ за отопление на помещения е ограничена до зимния сезон – който в климатичните условия на САЩ рядко продължава повече от четири месеца. Следователно е необходимо решение за буферно съхранение.
Големите подземни скални масиви могат да служат като резервоари за съхранение; те са способни да задържат топлинна енергия за продължителни периоди, тъй като топлинните загуби настъпват предимно по периферията. Ако топлината се насочи към центъра на такъв масив, той може да съхранява енергията в продължение на няколко последователни месеца.
През лятото водата, загрята от центъра за данни, се отвежда чрез тръбопроводи дълбоко под земята, към центъра на тези големи скални масиви. През зимата се използват термопомпи за извличане на топлина от затоплената скала, за да се осигури топла вода за отоплителните системи.
Макар че водата не може да се определи като „гореща“ в традиционния смисъл на думата, за нейното загряване не е необходима допълнителна енергия. В Нидерландия подобна система разпределя съхранената топлина през зимата, като използва вода с температура приблизително 15°C.
При температурите, генерирани от сървърите в центровете за данни – около 60°C – оползотворената топлина е недостатъчна за задвижване на турбина за производство на електроенергия. Тази топла вода обаче се използва ефективно за отопление: термопомпата може да пренася големи количества топлинна енергия, като същевременно консумира сравнително малко електроенергия.
В Уисконсин Epic използва тази затоплена вода за офиси и общи части, като дори я циркулира под тротоарите, за да предотврати натрупването на лед. Официалните данни показват, че сградите в кампуса на Epic консумират 25% по-малко енергия в сравнение с подобни сгради в околността.
В дългосрочен план този метод за оползотворяване на отпадната топлина от центровете за данни представлява предизвикателство, тъй като подземните скални образувания в крайна сметка достигат точка на насищане, след която вече не могат да абсорбират допълнителна топлина. З
а да се справи с това, Epic пробива по-голям брой сондажи, което позволява топлинната енергия от нейния сравнително малък център за данни (с мощност 3,5 MW) да се разпредели върху по-голяма площ от скалната маса. Този подход обаче едва ли би бил приложим за мащабни съоръжения от порядъка на гигавати, тъй като генерираното количество топлина би било прекомерно. По същата причина центровете за данни не могат просто да бъдат разположени под земята.
Разходите за сондиране могат да бъдат намалени чрез използване на съществуващи изоставени кладенци, първоначално направени с цел добив на ресурси. Такива кладенци има стотици хиляди по света. Единственото изискване е да се узакони промяната в предназначението им.
Използването на тези кладенци за захранване на термопомпи обаче е осъществимо само за сгради, разположени непосредствено над тях или в непосредствена близост. Epic, например, отоплява целия си кампус, използвайки собствена система от кладенци.
От 2009 г. насам подобна система в Германия – която съхранява топлина в подземен водоносен хоризонт – покрива 60-80% от нуждите за отопление през зимата на комплекс, включващ офиси, хотел, център за данни и медицински център.
С разрастване на центровете за данни предизвикателството, свързано с оползотворяване на генерираната от тях топлинна енергия, става все по-неотложен въпрос. Много по-изгодно е тя да се оползотвори, вместо просто да се разсейва. До 40% от електроенергията, консумирана от центровете за данни, отива за охлаждане, докато загрятата по време на този процес вода се изпарява в атмосферата.
