microsoft om verdens første storstilede eksperiment med brintbrændselsceller til at drive servere i et datacenter.
250 kW installationen er udført af virksomheden . En tilsvarende 3 megawatt installation vil i fremtiden erstatte traditionelle dieselgeneratorer, som i dag bruges som backup strømkilde i datacentre.
Brint betragtes som et miljøvenligt brændstof, fordi dets forbrænding kun producerer vand.
Microsoft har sat en opgave .
Som i andre datacentre bruger Azure-datacentre dieselgeneratorer som backup-strømkilder, når elektricitet langs hovedkanalen går tabt. Dette udstyr er inaktivt 99 % af tiden, men datacentret holder det stadig i funktionsdygtig stand, så det fungerer problemfrit i tilfælde af sjældne fejl. I praksis gennemgår de hos Microsoft kun månedlige præstationstjek og årlige belastningstest, når belastningen fra dem rent faktisk leveres til serverne. Hovedstrømsvigt forekommer ikke hvert år.
Microsoft-eksperter har dog beregnet, at de nyeste modeller af brintbrændselsceller allerede er mere omkostningseffektive end dieselgeneratorer.
Derudover bruger backup strømforsyning (UPS) nu batterier, der leverer strøm i det korte interval (30 sekunder til 10 minutter) mellem strømafbrydelsen og hævning af dieselgeneratorer. Sidstnævnte er i stand til at arbejde kontinuerligt, indtil benzinen løber tør.
Brintbrændselscellen erstatter både UPS'en og dieselgeneratoren. Den består af brintlagertanke og en elektrolyseenhed, som spalter vandmolekyler i brint og oxygen. Sådan ser 250kW Power Innovations-modellen ud i virkeligheden:
Enheden forbindes blot til det eksisterende elektriske netværk og kræver ikke tilførsel af brændstof udefra, som en dieselgenerator. Det kan integreres med solpaneler eller vindmølleparker, som vil generere nok brint til at fylde tanke. Brint bruges således som et kemisk batteri til sol- og vindkraftværker.
I 2018 gennemførte forskere fra National Renewable Energy Laboratory i Colorado (USA) det første vellykkede eksperiment med at drive et serverrack fra brændselsceller ved hjælp af en PEM (proton exchange membrane), dvs. .
PEM er en forholdsvis ny teknologi til fremstilling af brint. Nu erstatter sådanne installationer efterhånden traditionel alkalisk elektrolyse. Hjertet i systemet er elektrolysecellen. Den har to elektroder, en katode og en anode. Mellem dem er der en fast elektrolyt, dette er en protonudvekslingsmembran lavet af en højteknologisk polymer.
Teknologisk strømmer protoner støt inde i membranen, mens elektroner bevæger sig gennem den ydre kanal. Deioniseret vand strømmer til anoden, hvor det opdeles i protoner, elektroner og iltgas. Protoner passerer gennem membranen, mens elektroner bevæger sig gennem et eksternt elektrisk kredsløb. Ved katoden genforenes protoner og elektroner for at danne brintgas (H2).
Dette er en usædvanlig højtydende, pålidelig og omkostningseffektiv måde at producere brint direkte på forbrugsstedet. Derefter, når brint og ilt kombineres, dannes der vanddamp, og der genereres elektricitet.
I september 2019 begyndte Power Innovations at eksperimentere med en 250 kilowatt brændselscelle, der driver 10 fulde serverracks. I december bestod systemet en 24-timers pålidelighedstest, og i juni 2020 - en 48-timers test.
Under det sidste eksperiment fungerede fire sådanne brændselsceller i automatisk tilstand. :
- 48 timers kontinuerlig drift
- 10 kWh produceret el
- 814 kg brint brugt
- 7000 liter vand produceret
Nu planlægger virksomheden at bruge den samme teknologi til at konstruere en 3 megawatt brændselscelle. Nu vil den være fuldt sammenlignelig i kraft med dieselgeneratorer installeret i Azure-datacentre.
En international organisation promoverer brint som brændstof , som samler udstyrsproducenter, transportvirksomheder og store kunder - Microsoft har allerede udpeget en repræsentant til dette råd. I princippet er alle teknologier til brintproduktion og elproduktion allerede tilgængelige. Udfordringen for organisationen er at skalere dem op. Der er stadig meget arbejde at gøre her.
Eksperter ser en stor fremtid for PEM-type brændselsceller. I løbet af de seneste to år er deres omkostninger faldet med cirka fire gange. De komplementerer solcelle- og vindkraftværker perfekt, akkumulerer energi i perioder med maksimal produktion og frigiver den til nettet på tidspunkter med spidsbelastning.
Igen kan de bruges til kurtage på energibørsen, hvor systemet køber energi i perioder med minimum eller endda — og giver det væk i øjeblikke med maksimal værdi. Sådanne mæglersystemer kan fungere automatisk, ligesom handelsbots.
Om reklamernes rettigheder
Backup-strømforsyningerne i vores datacentre kører ikke på brint, men deres pålidelighed er fremragende! Vores episke servere - disse er kraftfulde , som bruger moderne processorer fra AMD.
Om hvordan vi byggede en klynge til denne service i paa Habr.
Kilde: www.habr.com