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.

Рис. 1. Коллектор солнечной энергии от IBM (см. подробнее здесь)

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.

Рис. 2.

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.

Рис. 3.

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.