Η Κίνα λέει ότι μπορεί να δημιουργήσει τεράστια θερμότητα με ηχητικά κύματα. Βεβαίως, η μελέτη είναι προκαταρκτική. Αλλά δώστε της αρκετό χρόνο και χώρο - κυριολεκτικά - και η τεχνολογία θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο που θερμαίνουμε τις πόλεις μας ή ακόμα και τα κέντρα δεδομένων μας.
Που βοηθούν τα θερμικά κύματα;
Το σύστημα το κάνει αυτό με μόνο τρία κύρια μέρη: μια θερμοακουστική μονάδα κινητήρα, μια θερμοακουστική μονάδα αντλίας θερμότητας και ακουστικούς συντονιστές. Και αν αποδειχθεί, οι Κινέζοι λένε ότι η τεχνολογία «γεφυρώνει αποτελεσματικά το χάσμα στην τεχνολογία αντλιών θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας, για απαιτητικές βιομηχανικές εφαρμογές».
Τα θερμοακουστικά θερμικά φαινόμενα, τα οποία επιτρέπουν τη μετατροπή μεταξύ θερμικής ενέργειας και ενέργειας ηχητικών κυμάτων, δεν είναι καινούργια στην επιστήμη. Ορισμένες ιστορικές αναφορές της τεχνολογίας ισχυρίζονται ότι οι υαλουργοί πριν από αιώνες γνώριζαν τις θερμικές ιδιότητες. Και ακόμη και την τελευταία δεκαετία, αρκετές εταιρείες έχουν ξεκινήσει την παραγωγή θερμοακουστικής θερμότητας, για σκοπούς όπως η θέρμανση κατοικιών.
Για να κατανοήσουμε την πιθανή ανακάλυψη, ας μιλήσουμε για το πώς λειτουργούν συνήθως οι αντλίες θερμότητας. Οι αντλίες περιλαμβάνουν έναν συμπιεστή (για την κίνηση του ψυκτικού υγρού) και έναν εναλλάκτη θερμότητας. Πρώτον, η αντλία εξάγει θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα ή από το έδαφος. Μόλις η αντλία λάβει αρκετή θερμότητα, μπορεί να μετατρέψει το ψυκτικό υγρό σε αέριο. Ο συμπιεστής αυξάνει την πίεση του αερίου, γεγονός που κάνει την εσωτερική θερμότητα να θερμαίνεται. Στη συνέχεια, το θερμαινόμενο αέριο διοχετεύεται σε έναν εσωτερικό εναλλάκτη θερμότητας, επιτρέποντάς σας να τον χρησιμοποιήσετε για να θερμάνετε το σπίτι σας ή κάτι παρόμοιο.
Η νέα αντλία δεν έχει κινούμενα μέρη. «Αντίθετα, βασίζεται στη θερμοακουστική, την αλληλεπίδραση μεταξύ ηχητικών κυμάτων και θερμότητας, για να μετακινήσει θερμική ενέργεια», γράφει το Interesting Engineering. Η αντλία χρησιμοποιεί αυτήν την ακουστική ενέργεια για να μετακινήσει θερμότητα από μια πηγή και στη συνέχεια να αντλήσει τη θερμότητα σε μια «νεροχύτη» υψηλότερης θερμοκρασίας που θα μπορούσε να λειτουργήσει ως εναλλάκτης θερμότητας.
Τι πέτυχε η Κίνα
Στην έγκριτη εργασία τους στο περιοδικό Energy, οι ερευνητές αναφέρουν ότι μπορούν να παράγουν θερμότητα έως και 518 βαθμούς Φαρενάιτ, η οποία, όπως λένε, είναι σχεδόν 1,5 φορές θερμότερη από την προηγουμένως αναφερόμενη μέγιστη θερμοκρασία παροχής.
Ενώ άλλες μελέτες πρέπει να επιβεβαιώσουν τι πέτυχε η ομάδα της Κίνας, οι μελλοντικές θερμοακουστικές αντλίες θερμότητας θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες για πολλά πράγματα. Μια προηγούμενη δημοσίευση του 2024 στο περιοδικό Energy ανέφερε αρκετές πιθανές εφαρμογές εδώ στη Γη, που κυμαίνονται από την αποθήκευση ενέργειας, έως τις χημικές βιομηχανίες και την παροχή ζεστού νερού.
Υποστηρίζοντας την εκρηκτική βιομηχανία τεχνολογίας υπολογιστών, τα κέντρα δεδομένων στις ΗΠΑ αριθμούν πλέον περισσότερα από 4.000, σύμφωνα με το Pew Research Center, η έκθεση του οποίου χρησιμοποίησε δεδομένα από τον ολοκληρωμένο Χάρτη Κέντρων Δεδομένων. Μερικά από αυτά βρίσκονται υπό ανάπτυξη, αλλά ο αριθμός αναμένεται να αυξηθεί. Αυτές οι εγκαταστάσεις ήδη επιβαρύνουν το ηλεκτρικό δίκτυο στις ΗΠΑ και σε άλλες χώρες, καθώς οι απαιτήσεις της Τεχνητής Νοημοσύνης καταβροχθίζουν την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος.
Εξεύρεση βιώσιμων λύσεων
Η Verne Global, με έδρα την Ισλανδία, η οποία αναζητά βιώσιμες λύσεις για κέντρα δεδομένων, υποδηλώνει ότι περίπου το 97% της ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζονται τα κέντρα δεδομένων μπορεί να ανακυκλωθεί με θερμότητα. Εάν οι θερμοακουστικές αντλίες μπορούσαν απλώς να απορροφήσουν το πλεόνασμα των κέντρων δεδομένων, η θερμότητα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία κοντινών κτιρίων, για την παροχή ζεστού νερού ή για την υποστήριξη βιομηχανικών εργασιών. Αυτή η διαδικασία θα μείωνε επίσης το παγκόσμιο αποτύπωμα άνθρακα ενός κέντρου δεδομένων.
Αλλά μια τέτοια αποτελεσματικότητα πιθανότατα θα εξαρτηθεί από τη βελτίωση του πεδίου εφαρμογής των θερμοακουστικών αντλιών με την πάροδο των ετών. Διαβάζοντας τη νέα μελέτη, το Interesting Engineering ισχυρίστηκε ότι οι ερευνητές θέλουν να αξιοποιήσουν το ηλιακό φως για να φτάσουν σε εκπληκτικές θερμοκρασίες 2.372˚ F έως το 2040. Δεν είναι σαφές εάν οι επιστήμονες θα φτάσουν ως εδώ, αλλά αν το κάνουν, ελπίζουμε ότι θα μπορέσουμε να αξιοποιήσουμε την επιπλέον θερμότητα που προκύπτει σε έξυπνες χρήσεις.
Σε αυτή την περίπτωση, αυτοί οι επαναστατικοί νέοι μεγεθυντές θερμότητας θα μπορούσαν να βρίσκονται παντού, συγκεντρώνοντας την υπερβολική θερμότητα από ταχέως αναπτυσσόμενες βιομηχανίες όπως τα κέντρα δεδομένων, πολλαπλασιάζοντάς την και στέλνοντας όλη αυτή τη γενναιόδωρη ζεστασιά σε κρύα μέρη που χρειάζονται περισσότερη θερμότητα - ίσως ακόμη και στο ίδιο σας το σπίτι τον χειμώνα.
www.worldenergynews.gr
