Forscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL) haben eine Technologie namens thermische Energiespeicherung (RTES) entwickelt, die den Energieverbrauch und die Kosten für die Kühlung von Rechenzentren reduzieren könnte. Die Forschung konzentriert sich auf die Verbesserung der Energieeffizienz bei der Kühlung von Rechenzentren.

Die techno-ökonomische Analyse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift *Applied Energy*, wurde von Forschern der Arbeitsgruppe Energiespeicherung und Informatik des Labors geleitet. Das RTES-System nutzt kühle Außenluft und Strom außerhalb der Spitzenzeiten, um gekühltes Wasser in einen unterirdischen Speicher einzuleiten. Steigen die Umgebungstemperaturen, wird das gespeicherte gekühlte Wasser wieder in den Boden gepumpt, um das Rechenzentrum zu kühlen. Hauptautor Hyunjun Oh, Geothermieingenieur am NREL, erklärte: „Herkömmliche Kühlsysteme verbrauchen viel Strom, insbesondere im Sommer, während das RTES-System den Stromverbrauch deutlich reduziert und somit einen innovativen und verbesserten Ansatz für die Kühlung von Rechenzentren bietet.“ Das Forschungsteam entwickelte zwei RTES-basierte Kühlkonzepte und verglich sie mit einem konventionellen System, das einen Trockenkühler in Kombination mit einem Dampfkompressor-Kältemittel verwendet. Das Simulationsszenario basierte auf einem 5-Megawatt-Hochleistungsrechenzentrum, dessen Leistung über 20 Jahre evaluiert wurde. Die Analyse zeigt, dass das RTES-System während der sommerlichen Spitzenlastzeiten herkömmliche Kältemaschinen hinsichtlich der Energieeffizienz deutlich übertrifft. Seine Stromgestehungskosten (LCOD) können auf etwa 5 US-Dollar pro Megawattstunde gesenkt werden, im Vergleich zu 15 US-Dollar pro LCOD bei herkömmlichen Systemen.

Das RTES-System reduziert den Energieverbrauch durch die geringere Abhängigkeit von mechanischen Kompressionskältekreisläufen und ist weniger anfällig für Schwankungen der Außentemperatur. Das System kann zudem mit Technologien wie der Wärmerückgewinnung kombiniert werden, um die Abwärme von Rechenzentren im Winter zur Gebäudeheizung zu nutzen. Darüber hinaus entfällt durch den Einsatz von Trockenkühlern der Bedarf an Wasserressourcen vor Ort.

Forscher betonen, dass diese Technologie das Potenzial geothermischer Systeme für die Kühlung von Rechenzentren aufzeigt und die Betriebskosten senkt, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen. Das NREL-Team arbeitet derzeit an einem verwandten Projekt, um die Nutzung von Strom außerhalb der Spitzenlastzeiten durch RTES weiter zu erforschen und seine Anwendbarkeit unter verschiedenen geografischen und geologischen Bedingungen zu untersuchen.

Diese Forschung bietet einen technologischen Ansatz für die Kühlung von Rechenzentren, der Energieverbrauch, Kosten und Zuverlässigkeit in Einklang bringen soll.

Weitere Informationen: Autoren: Hyunjun Oh et al., Titel: „Wirtschaftliche Leistungsfähigkeit von Wärmespeichertechnologien für Kühlsysteme in Rechenzentren“, veröffentlicht in Applied Energy (2025). Autoren: Zhang Yingqi et al., Titel: „Nutzung von Wärmespeichersystemen zur Deckung des Kühlbedarfs von Rechenzentren“, veröffentlicht in: Clean Energy & Energy Storage Magazine (2025).