Microsoft o prvom svjetskom eksperimentu velikih razmjera koji koristi vodonične gorive ćelije za napajanje servera u data centru.
Instalaciju od 250 kW izvela je kompanija . U budućnosti će slična instalacija od 3 megavata zamijeniti tradicionalne dizel generatore, koji se trenutno koriste kao rezervni izvor energije u podatkovnim centrima.
Vodik se smatra ekološki prihvatljivim gorivom jer se njegovim sagorijevanjem proizvodi samo voda.
Microsoft je postavio zadatak .
Kao iu drugim podatkovnim centrima, Azure podatkovni centri koriste dizel generatore kao rezervne izvore energije kada se izgubi električna energija duž glavnog kanala. Ova oprema je neaktivna 99% vremena, ali je data centar i dalje održava u radnom stanju tako da radi nesmetano u slučaju rijetkih kvarova. U praksi, u Microsoftu se podvrgavaju samo mjesečnim provjerama performansi i godišnjem testiranju opterećenja, kada se opterećenje s njih stvarno isporučuje na servere. Glavni nestanci struje se ne događaju svake godine.
Međutim, stručnjaci Microsofta izračunali su da su najnoviji modeli vodoničnih gorivnih ćelija već isplativiji od dizel generatora.
Osim toga, rezervno napajanje (UPS) sada koristi baterije koje osiguravaju napajanje u kratkom intervalu (30 sekundi do 10 minuta) između nestanka struje i podizanja dizel generatora. Potonji su u stanju da rade neprekidno sve dok ne ponestane benzina.
Vodikova gorivna ćelija zamjenjuje i UPS i dizel generator. Sastoji se od rezervoara za skladištenje vodonika i jedinice za elektrolizu, koja razdvaja molekule vode na vodonik i kiseonik. Evo kako model Power Innovations od 250 kW izgleda u stvarnosti:
Instalacija je jednostavno povezana na postojeću električnu mrežu - i ne zahtijeva dovod goriva izvana, kao dizel generator. Može se integrirati sa solarnim panelima ili vjetroelektranama, koje će proizvesti dovoljno vodonika za punjenje spremnika. Tako se vodonik koristi kao hemijska baterija za solarne i vjetroelektrane.
Istraživači iz Nacionalne laboratorije za obnovljivu energiju u Koloradu (SAD) izveli su 2018. godine prvi uspješan eksperiment napajanja serverskog stalka iz gorivnih ćelija pomoću PEM (proton exchange membrane), tj. .
PEM je relativno nova tehnologija za proizvodnju vodonika. Sada takve instalacije postupno zamjenjuju tradicionalnu alkalnu elektrolizu. Srce sistema je ćelija za elektrolizu. Ima dvije elektrode, katodu i anodu. Između njih nalazi se čvrsti elektrolit, ovo je membrana za izmjenu protona napravljena od visokotehnološkog polimera.
Tehnološki, protoni stabilno teku unutar membrane, dok se elektroni kreću kroz vanjski kanal. Dejonizovana voda teče do anode, gde se deli na protone, elektrone i gas kiseonika. Protoni prolaze kroz membranu, dok se elektroni kreću kroz vanjski električni krug. Na katodi se protoni i elektroni ponovo ujedinjuju i formiraju vodonik (H2).
Ovo je izuzetno visok učinak, pouzdan i isplativ način za proizvodnju vodika direktno na mjestu potrošnje. Zatim, kada se vodonik i kisik spoje, nastaje vodena para i nastaje električna energija.
U septembru 2019. godine, Power Innovations je počeo eksperimentirati s gorivom ćelijom od 250 kilovata koja napaja 10 punih serverskih rekova. U decembru je sistem prošao 24-časovni test pouzdanosti, a u junu 2020. - 48-časovni test.
Tokom posljednjeg eksperimenta, četiri takve gorivne ćelije radile su u automatskom režimu. :
- 48 sati neprekidnog rada
- Proizvedeno 10 kWh električne energije
- Utrošeno je 814 kg vodonika
- Proizvedeno 7000 litara vode
Sada kompanija planira da koristi istu tehnologiju za izgradnju gorivne ćelije od 3 megavata. Sada će biti u potpunosti uporediv po snazi sa dizel generatorima instaliranim u Azure data centrima.
Međunarodna organizacija promovira vodonik kao gorivo , koji okuplja proizvođače opreme, transportne kompanije i velike kupce - Microsoft je već imenovao predstavnika u ovom savetu. U principu, sve tehnologije za proizvodnju vodonika i električne energije su već dostupne. Zadatak organizacije je da ih poveća. Ovdje ima još puno posla.
Stručnjaci vide veliku budućnost za gorive ćelije tipa PEM. U posljednje dvije godine njihova cijena smanjena je za otprilike četiri puta. Oni savršeno nadopunjuju fotonaponske i vjetroelektrane, akumulirajući energiju u periodima maksimalne proizvodnje - i puštajući je u mrežu u vrijeme vršnog opterećenja.
Opet, mogu se koristiti za posredovanje na berzi energije, gdje sistem kupuje energiju u periodima minimalnog ili čak — i daje ga u trenucima maksimalne vrijednosti. Takvi brokerski sistemi mogu raditi automatski, poput trgovačkih botova.
O pravima reklame
Rezervna napajanja naših data centara ne rade na vodonik, ali je njihova pouzdanost odlična! Naš epski serveri - ovi su moćni , koji koriste moderne AMD procesore.
O tome kako smo izgradili klaster za ovu uslugu u na Habr.
izvor: www.habr.com
