Microsoft o prvním na světě velkoplošném experimentu s použitím vodíkových palivových článků k napájení serverů v datových centrech.
Instalaci o výkonu 250 kW realizovala společnost . V budoucnu podobná 3megawattová instalace nahradí tradiční dieselgenerátory, které jsou v současnosti používány jako záložní zdroj energie v datových centrech.
Vodík je považován za ekologické palivo, protože po jeho spálení vzniká pouze voda.
Microsoft si dal za úkol .
Tak jako v jiných datových centrech, v datových centrech Azure se dieselgenerátory používají jako záložní zdroje energie, když dojde k výpadku elektrického napájení z hlavního kanálu. Tento vybavení je nečinné 99 % času, ale datová centra jej stále udržují v provozuschopném stavu, aby mohlo bezproblémově fungovat v případě vzácných poruch. V praxi u Microsoftu probíhá pouze měsíční prověrka provozuschopnosti a každoroční zátěžové testování, kdy je na servery skutečně poskytována zátěž. Výpadky hlavního napájení se nevyskytují každý rok.
Nicméně odborníci Microsoftu spočítali, že poslední modely vodíkových palivových článků jsou již ekonomicky výhodnější než dieselgenerátory.
Kromě toho se nyní pro záložní napájení (UPS) používají baterie, které poskytují výkon na krátkou dobu (od 30 sekund do 10 minut) mezi vypnutím sítě a spuštěním dieselgenerátorů. Ty jsou schopny pracovat nepřetržitě, dokud nedojde benzin.
Vodíková palivová cela nahrazuje jak UPS, tak dieselgenerátor. Skládá se z nádrží na skladování vodíku a elektrolýzy, která rozkládá molekuly vody na vodík a kyslík. Takto vypadá ve skutečnosti model Power Innovations o výkonu 250 kW:
Instalace se jednoduše připojí k existující elektrické síti — a nevyžaduje dovoz paliva zvenčí, jako dieselgenerátor. Může být integrována se solárními panely nebo větrnými elektrárnami, což umožní vyrobit dostatek vodíku pro naplnění nádrží. Tímto způsobem je vodík používán jako chemický akumulátor elektřiny pro solární a větrné elektrárny.
V roce 2018 provedli výzkumníci z Národní laboratoře pro obnovitelné energie v Coloradu (USA) experiment, při kterém úspěšně napájeli servery pomocí palivových článků na PEM (membrána s protonovým výměnným systémem), tj. na .
PEM je relativně nová technologie pro výrobu vodíku. Tyto systémy postupně nahrazují tradiční alkalickou elektrolyzu. Srdcem systému je elektrolytická buňka, která má dva elektrody, katodu a anodu. Mezi nimi se nachází pevný elektrolyt, což je právě protonová výměnná membrána z vysoce technologického polymeru.
Technologicky protonu stabilně procházejí uvnitř membrány, zatímco elektrony se pohybují vnějším kanálem. Na anodě se dodává deionizovaná voda, která se štěpí na protonu, elektrony a plynný kyslík. Protony procházejí membránou a elektrony se pohybují přes vnější elektrický obvod. Na katodě se protonu a elektrony znovu spojují a vytvářejí plynný vodík (H2).
Jedná se o vysoce účinný, spolehlivý a ekonomický způsob výroby vodíku přímo na místě spotřeby. Spojením vodíku a kyslíku se vytváří vodní páry a generuje se elektřina.
V září 2019 společnost Power Innovations začala experimentovat s palivovým článkem o výkonu 250 kW, který poskytuje energii 10 plně vybaveným serverovým stojanům. V prosinci systém absolvoval 24hodinový test spolehlivosti a v červnu 2020 48 hodin.
Během posledního experimentu pracovaly automaticky čtyři takové palivové články. :
- 48 hodin nepřetržitého provozu
- Vygenerováno 10 560 kWh elektrické energie
- Použito 814 kg vodíku
- Vyprodukováno 7000 l vody
Nyní společnost plánuje vybudovat palivový článek o výkonu 3 megawatty, který bude plně srovnatelný s diesel-generatori instalovanými v datových centrech Azure.
Podporováním vodíku jako paliva se zabývá mezinárodní organizace , která spojuje výrobce zařízení, dopravní společnosti a velké klienty — Microsoft již jmenoval svého zástupce do této rady. V podstatě jsou všechny technologie pro výrobu vodíku a produkci elektrické energie již k dispozici. Úkolem organizace je je škálovat. Je zde ještě mnoho práce.
Odborníci vidí velkou budoucnost pro palivové články typu PEM. V posledních dvou letech jejich cena klesla přibližně čtyřikrát. Skvěle doplňují fotovoltaické a větrné elektrárny tím, že ukládají energii v obdobích maximální výroby — a uvolňují ji do sítě v okamžicích špičkové zátěže.
Opět, mohou být využity pro zprostředkování na energetické burze, kdy systém nakupuje energii v obdobích minimálních nebo dokonce — a prodává ji v okamžicích maximální ceny. Takové zprostředkovatelské systémy mohou fungovat automaticky, jako obchodní roboti.
Na základě reklamy
Záložní zdroje energie našich datových center pracují ačkoliv ne na vodíku, spolehlivost je však na vysoké úrovni! Naše epickým serverům — jsou výkonné , které používají moderní procesory od AMD.
O tom, jak jsme budovali cluster pro tuto službu v na Habr.
Zdroj: habr.com
