در جهان هرچه دیجیتالتر امروز، مراکز داده ستون فقرات پنهان اینترنت هستند. پشت هر جستوجو، پخش ویدئو یا درخواست هوش مصنوعی، سامانههای خنکسازی قرار دارند که این پرسش را مطرح میکنند: چرا مراکز داده به آب نیاز دارند؟
مراکز داده هزاران سرور را در خود جای میدهند که گرمای بسیار زیادی تولید میکنند. بدون خنکسازی، این تجهیزات داغ شده و از کار میافتند. در اینجا آب نقش کلیدی دارد؛ بسیاری از مراکز داده از خنکسازی تبخیری یا سامانههای مدار بسته برای ثابت نگه داشتن دما استفاده میکنند.
آب در مقایسه با هوا انتقال حرارت مؤثرتری دارد و به کاهش مصرف انرژی و بهبود بهرهوری کمک میکند. آب سرد یا خنککننده مایع از مبدلهای حرارتی عبور میکند تا گرمای هوای داغ اطراف رکهای سرور را جذب کند و سپس دوباره برای استفاده مجدد خنک میشود.
مصرف آب در مراکز داده
بیشتر مراکز داده، بهویژه مراکز بزرگ شرکتهای فناوری، به شکلی از آب استفاده میکنند. در سال ۲۰۲۳ اعلام شد بیش از ۶ میلیارد گالن (۲۲.۷ میلیارد لیتر) آب برای خنکسازی مراکز داده مصرف شده است. میزان مصرف بسته به منطقه و روش خنکسازی متفاوت است و در برخی تأسیسات به بیش از ۱ میلیون گالن (۳.۸ میلیون لیتر) در روز میرسد.
در سال ۲۰۲۰، مراکز داده ایالات متحده در مجموع حدود ۱۷۴ میلیارد گالن (۶۵۹ میلیارد لیتر) آب مصرف کردند که عمدتاً برای خنکسازی بود؛ حجمی معادل پر کردن بیش از ۲۶۰ هزار استخر المپیکی.
تعداد مراکز داده در آمریکا
ایالات متحده در استقرار مراکز داده پیشتاز است. تا اوایل ۲۰۲۴ بیش از ۵۳۰۰ مرکز داده در سراسر این کشور فعال بودهاند. تمرکز اصلی در ایالتهایی مانند ویرجینیا، تگزاس و کالیفرنیا است که به دلیل دسترسی ارتباطی، برق و شرایط اقلیمی مناسب انتخاب میشوند. همزمان، برنامهریزی پروژههای جدید در مناطق دارای تنش آبی، ضرورت مدیریت بهتر منابع آب را افزایش داده است.
ظاهر و زیرساخت
از بیرون، مراکز داده شبیه انبارهای صنعتی بزرگ و اغلب بدون پنجره هستند. درون آنها ردیفهای رک سرور، سامانههای مهار هوای گرم، برجهای خنککننده و مولدهای پشتیبان دیده میشود. این تأسیسات به زیرساختهای گسترده برق و آب شامل مخازن، مبدلهای حرارتی و لولهها مجهز هستند. برخی در پارکهای تجاری حومهای و برخی دیگر در مناطق دورافتاده برای بهرهوری انرژی و صرفهجویی آب ساخته میشوند.
مبادله انرژی و آب
سامانههای خنکسازی آبی با کاهش اتکا به خنکسازی هوایی پرمصرف، به کاهش انتشار کربن کمک میکنند؛ اما بهای آن تبخیر آب در برجهای خنککننده است و به همین دلیل مراکز داده در میان صنایع پرمصرف آب قرار میگیرند. برای کاهش اثرات، استفاده از آب بازیافتی، آب غیرآشامیدنی، خنکسازی غوطهوری و شاخصهای کارایی مصرف آب در دستور کار قرار گرفته است.
آینده خنکسازی پایدار
اپراتورهای مراکز داده با نهادهای دولتی و شرکتهای تأمین آب همکاری میکنند تا پایداری بلندمدت تضمین شود. دسترسی و کیفیت آب اکنون از معیارهای اصلی پروژههای جدید است. راهکارها شامل استفاده از آب سطحی بهجای آب آشامیدنی، بازیافت آب گرمشده و بهرهگیری از هوای خنک مناطق سردتر است. با رشد صنعت مراکز داده، مدیریت آب به اندازه مدیریت انرژی حیاتی خواهد بود.