Ketika kita menonton video, mengirim pesan, bermain gim, atau menggunakan aplikasi apa pun di ponsel, semua proses itu bergantung pada jutaan komputer yang bekerja tanpa henti di data center. Tempat ini ibarat jantung internet modern. Namun, jantung ini punya satu masalah besar. Ia menghasilkan panas dalam jumlah luar biasa dan harus terus didinginkan. Jika tidak, server akan melambat, rusak, bahkan mati. Pendinginan data center memakan energi yang sangat besar dan menjadi tantangan global bagi industri digital.
Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan dan insinyur mencari cara agar data center tetap dingin dengan energi yang jauh lebih efisien. Salah satu penelitian terbaru yang dilakukan oleh Yaxi Zhang dan rekan rekannya memperkenalkan sebuah sistem pendingin hibrida yang menggabungkan dua cara pendinginan. Cara pertama adalah pendinginan udara biasa yang kita kenal, dan cara kedua adalah pendinginan evaporatif yang bekerja dengan memanfaatkan penguapan air untuk menyerap panas. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perpaduan kedua teknik tersebut mampu menghasilkan efisiensi luar biasa dan dapat menjadi terobosan besar dalam dunia penyimpanan dan pemrosesan data.
Untuk memahami betapa pentingnya penelitian ini, kita perlu memahami bagaimana pendinginan data center bekerja. Server yang ada di pusat data bekerja terus menerus dan menghasilkan panas dari proses komputasi. Pada kondisi tertentu, suhu di dalam ruangan bisa melonjak tajam. Jika panas tidak dibuang dengan cepat, server akan mengalami gangguan. Karena itu, data center memakai sistem pendingin besar yang terus mengalirkan udara dingin dan membuang udara panas.
Baca juga artikel tentang: Nyquist Sampling Rate: Fondasi Pengolahan Sinyal Digital
Metode pendinginan tradisional sering mengandalkan unit pendingin ruangan dengan kompresor seperti AC rumahan, tetapi dalam ukuran jauh lebih besar. Sistem ini efektif, tetapi boros energi. Di negara dengan iklim panas atau lembap, beban pendinginan bisa memakan lebih dari sepertiga total konsumsi listrik data center. Kondisi ini bukan hanya mahal, tetapi juga meningkatkan jejak karbon sehingga tidak sejalan dengan upaya global menuju energi bersih.
Penelitian yang dipublikasikan dalam International Journal of Refrigeration ini memperkenalkan sistem bernama ACEC AC, yaitu air cooling evaporative cooling air conditioning. Sistem ini tidak menggantikan AC tradisional sepenuhnya, melainkan menggabungkan dua teknik untuk menciptakan pendinginan yang lebih pintar. Prinsip utama penggabungan ini adalah memaksimalkan pendinginan dari udara serta pendinginan dari proses penguapan.
Pendinginan evaporatif sendiri merupakan cara yang sudah digunakan di berbagai teknologi pendingin alami. Ketika air menguap, ia menyerap panas dari lingkungan. Itulah sebabnya kulit terasa dingin ketika berkeringat. Dalam skala sistem pendingin data center, prinsip ini diterapkan untuk menurunkan suhu udara sebelum udara tersebut digunakan untuk mendinginkan server. Gabungan kedua metode menghasilkan udara dingin dengan konsumsi energi yang jauh lebih sedikit.
Penelitian Zhang dan timnya menemukan bahwa sistem hibrida ini bekerja sangat baik terutama di daerah dengan perbedaan besar antara suhu bola kering dan bola basah. Perbedaan ini menggambarkan seberapa efektif proses penguapan air dapat terjadi. Semakin besar selisihnya, semakin efisien pendinginan evaporatif. Daerah seperti Guangzhou menjadi contoh ideal karena kondisi lingkungannya memungkinkan pendinginan evaporatif memberikan hasil maksimal.
Para peneliti melakukan evaluasi dengan meneliti perbedaan entalpi, yaitu ukuran energi panas di dalam udara. Dengan melakukan pengujian di laboratorium menggunakan kondisi lingkungan terkontrol, mereka membandingkan kinerja sistem dalam dua mode. Mode pertama adalah mode basah yang menggunakan kombinasi pendinginan udara dan pendinginan evaporatif. Mode kedua adalah mode kering yang hanya menggunakan pendinginan udara. Selain itu, mereka juga membandingkannya dengan AC komersial tradisional yang biasa digunakan di ruang server.
Hasilnya sangat menarik. Sistem hibrida dalam mode basah memberikan performa jauh lebih baik daripada mode kering maupun sistem pendingin konvensional. Ketika diuji pada suhu luar ruangan sekitar tiga puluh lima derajat celcius dan bola basah sekitar dua puluh sembilan derajat, sistem ini mencapai nilai koefisien performa sebesar 3,85. Nilai ini menunjukkan efisiensi pendinginan yang lebih tinggi. Artinya, untuk setiap energi yang digunakan, sistem menghasilkan lebih banyak kapasitas pendinginan.
Peningkatan performa ini mencapai lebih dari dua puluh satu persen dibandingkan mode kering dan lebih dari enam belas persen dibandingkan AC konvensional. Peningkatan ini bukan angka yang kecil. Dalam dunia data center, satu persen saja bisa menghemat biaya operasional dalam jumlah besar, apalagi jika mencapai dua digit. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa jika sistem digunakan sepanjang tahun dalam iklim yang sesuai, penghematan biaya operasional dapat mencapai lebih dari tiga puluh empat persen.
Selain manfaat ekonomi, sistem hibrida ini juga berpotensi mengurangi emisi karbon yang dihasilkan dari konsumsi listrik data center. Semakin efisien pendinginan, semakin sedikit listrik yang dibutuhkan. Ini berarti lebih sedikit pembangkit listrik yang harus bekerja untuk mendukung operasi data center. Dalam skala global, perbaikan teknologi pendinginan seperti ini dapat berdampak besar terhadap jejak lingkungan industri digital.
Penelitian ini memberi gambaran bahwa masa depan pendinginan data center tidak harus selalu bergantung pada AC tradisional yang boros energi. Dengan teknologi baru yang lebih pintar dan lebih menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan, kita bisa membangun pusat data yang lebih stabil, lebih hemat biaya, dan lebih ramah lingkungan. Di era ketika permintaan data terus meningkat karena teknologi kecerdasan buatan, streaming, dan komputasi awan, inovasi semacam ini sangat dibutuhkan.
Temuan Zhang dan rekan rekannya menunjukkan bahwa perpaduan ilmu termodinamika, rekayasa pendingin, dan pemahaman iklim dapat menghasilkan sistem yang jauh lebih efisien daripada teknologi yang sudah ada. Penelitian ini membuka jalan bagi pengembangan sistem pendingin generasi berikutnya yang dapat diterapkan di berbagai belahan dunia. Dengan semakin banyaknya data center yang dibangun di wilayah beriklim panas, solusi seperti ini dapat menjadi kunci menjaga keberlanjutan pertumbuhan internet dan teknologi digital dunia.
Baca juga artikel tentang: Luaran Sensor: Apakah Arus atau Tegangan yang Lebih Baik?
REFERENSI:
Zhang, Yaxi dkk. 2025. Experimental study on the performance of a novel data center air conditioner combining air cooling and evaporative cooling. International Journal of Refrigeration 170, 98-112.
