Microsoft Om den første store eksperiment i verden med at bruge brændselsceller til at drive servere i datacentre.
Installationen af 250 kW blev udført af selskabet . I fremtiden vil en sådan 3-megawatt installation erstatte de traditionelle dieselgeneratorer, der i øjeblikket bruges som backup strømkilde i datacentre.
Brint betragtes som et miljøvenligt brændstof, da resultatet af dets forbrænding kun er vand.
Microsoft har sat sig for .
Som i andre datacentre anvendes dieselgeneratorer i Azure datacentre som backup strømkilder, når der er strømafbrud på hovedledningen. Dette udstyr er inaktivt 99% af tiden, men datacentret holder det stadig i funktionsdygtig stand, så det kan fungere uafbrudt i tilfælde af sjældne fejl. I praksis gennemgår Microsoft kun månedlige funktionstest og årlige belastningstest, når belastningen rent faktisk leveres til serverne. Strømafbrud sker ikke hvert år.
Men Microsofts specialister har beregnet, at de nyeste modeller af brændselsceller på brint allerede er økonomisk mere rentable end dieselgeneratorer.
Desuden bruges batterier i øjeblikket til backup-strømforsyning (UPS), som giver strøm i et kort tidsrum (fra 30 sekunder til 10 minutter) mellem netafbrydelsen og opstart af dieselgeneratorerne. De sidstnævnte kan køre uafbrudt, så længe de har benzin.
Brændselscellen på brint erstatter både UPS og dieselgeneratoren. Den består af tanke til opbevaring af brint og en elektrolyseenhed, der nedbryder vandmolekyler til brint og ilt. Sådan ser Power Innovations model på 250 kW ud i virkeligheden:
Installationen tilsluttes blot det eksisterende elnet – og kræver ikke brændstoftilførsel udefra, som dieselgeneratoren. Den kan integreres med solpaneler eller vindmølleparker, hvilket muliggør generering af tilstrækkelig brint til at fylde tankene. På den måde bruges brint som en kemisk energilager for sol- og vindstationer.
I 2018 gennemførte forskere fra National Renewable Energy Laboratory i Colorado (USA) det første vellykkede eksperiment med at forsyne serverracks med brændselsceller baseret på PEM (protonudvekslingsmembran), det vil sige på .
PEM er en relativt ny teknologi til fremstilling af brint. I øjeblikket erstatter sådanne anlæg gradvist den traditionelle alkaliske elektrolyse. Hjertet i systemet er elektrolysecellen, som har to elektroder: katode og anode. Mellem dem er der en fast elektrolyt, som er protonudvekslingsmembranen lavet af højteknologisk polymer.
Teknologisk set strømmer protoner stabilt gennem membranen, mens elektroner bevæger sig gennem en ekstern ledning. Deioniseret vand tilføres anoden, hvor det nedbrydes til protoner, elektroner og gasformigt ilt. Protoner passerer gennem membranen, mens elektroner bevæger sig gennem den eksterne elektriske kreds. Ved katoden genforenes protoner og elektroner og danner gasformig brint (H2).
Dette er en ekstremt effektiv, pålidelig og omkostningseffektiv metode til at producere brint direkte på forbrugsstedet. Når brint og ilt forbindes, dannes der vanddamp, og elektricitet genereres.
I september 2019 begyndte Power Innovations at eksperimentere med en 250 kW brændselscelle, der forsyner 10 komplette serverracks med energi. I december bestod systemet en 24-timers pålidelighedstest, og i juni 2020 en 48-timers test.
Under det seneste eksperiment fungerede fire sådanne brændselsceller automatisk. :
- 48 timer med konstant drift
- Genereret 10.560 kWh elektricitet
- Brugt 814 kg brint
- Produceret 7000 l vand
Nu planlægger virksomheden at konstruere en brændselscelle på 3 megawatt med samme teknologi. Denne vil nu kunne matche dieselgeneratorerne, der er installeret i Azure-datacentre.
Den internationale organisation , der samler producenter af udstyr, transportvirksomheder og store kunder — Microsoft har allerede udpeget sin repræsentant til dette råd. I princippet er alle teknologier til produktion af brint og generation af elektricitet allerede tilgængelige. Opgaven for organisationen er at skalere dem. Der er stadig meget arbejde tilbage her.
Specialister ser et stort potentiale i PEM brændselsceller. I de sidste to år er deres omkostninger faldet med cirka fire gange. De supplerer perfekt solcelle- og vindmølleanlæg, idet de oplagrer energi i perioder med maksimal produktion — og tilbageleverer den til nettet i perioder med spidsbelastning.
Igen kan de bruges til mægling på energibørsen, når systemet køber energi i perioder med minimale eller endda — og tilbageleverer den i perioder med maksimal værdi. Sådanne mæglesystemer kan arbejde automatisk, ligesom handelsrobotter.
Annoncering
Nødstrømskilderne i vores datacentre fungerer ikke på brint, men pålideligheden er i top! Vore episke servere — er kraftfulde , der bruger moderne processorer fra AMD.
Om hvordan vi byggede klyngen til denne tjeneste i på Habr.
Kilde: habr.com
