Microsoft σχετικά με το πρώτο πείραμα μεγάλης κλίμακας στον κόσμο που χρησιμοποιεί κυψέλες καυσίμου υδρογόνου για την τροφοδοσία διακομιστών σε κέντρο δεδομένων.
Η εγκατάσταση των 250 kW πραγματοποιήθηκε από την εταιρεία Στο μέλλον, μια παρόμοια εγκατάσταση 3 μεγαβάτ θα αντικαταστήσει τις παραδοσιακές γεννήτριες ντίζελ, οι οποίες χρησιμοποιούνται σήμερα ως εφεδρική πηγή ενέργειας στο κέντρο δεδομένων.
Το υδρογόνο θεωρείται ένα φιλικό προς το περιβάλλον καύσιμο επειδή η καύση του παράγει μόνο νερό.
Η Microsoft όρισε την εργασία .
Όπως και σε άλλα κέντρα δεδομένων, οι γεννήτριες ντίζελ χρησιμοποιούνται στα κέντρα δεδομένων Azure ως εφεδρικές πηγές ενέργειας όταν διακοπεί η κύρια γραμμή ρεύματος. Αυτός ο εξοπλισμός είναι αδρανής το 99% του χρόνου, αλλά το κέντρο δεδομένων τον διατηρεί σε λειτουργική κατάσταση, ώστε να λειτουργεί ομαλά σε περίπτωση σπάνιων βλαβών. Στην πράξη, στην ίδια τη Microsoft, υποβάλλονται μόνο σε μηνιαίους ελέγχους απόδοσης και σε ετήσιους ελέγχους φορτίου, όταν το φορτίο από αυτές παραδίδεται πραγματικά στους διακομιστές. Οι διακοπές ρεύματος δεν συμβαίνουν κάθε χρόνο.
Ωστόσο, οι ειδικοί της Microsoft έχουν υπολογίσει ότι τα τελευταία μοντέλα κυψελών καυσίμου υδρογόνου είναι ήδη πιο οικονομικά βιώσιμα από τις γεννήτριες ντίζελ.
Επιπλέον, οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται πλέον για εφεδρική τροφοδοσία ρεύματος (UPS), οι οποίες παρέχουν ενέργεια σε σύντομο χρονικό διάστημα (από 30 δευτερόλεπτα έως 10 λεπτά) μεταξύ της διακοπής ρεύματος και της ενεργοποίησης των γεννητριών ντίζελ. Οι τελευταίες είναι ικανές να λειτουργούν συνεχώς μέχρι να τελειώσει η βενζίνη.
Η κυψέλη καυσίμου υδρογόνου αντικαθιστά τόσο ένα UPS όσο και μια γεννήτρια ντίζελ. Αποτελείται από δεξαμενές αποθήκευσης υδρογόνου και μια μονάδα ηλεκτρόλυσης που διασπά τα μόρια του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Δείτε πώς μοιάζει το μοντέλο Power Innovations των 250 kW στην πραγματική ζωή:
Η εγκατάσταση απλώς συνδέεται με το υπάρχον ηλεκτρικό δίκτυο - και δεν απαιτεί παροχή καυσίμου από έξω, όπως μια γεννήτρια ντίζελ. Μπορεί να ενσωματωθεί με ηλιακούς συλλέκτες ή αιολικούς σταθμούς, οι οποίοι θα παράγουν αρκετό υδρογόνο για να γεμίσουν τις δεξαμενές. Έτσι, το υδρογόνο χρησιμοποιείται ως χημική μπαταρία για ηλεκτρική ενέργεια για ηλιακούς και αιολικούς σταθμούς.
Το 2018, ερευνητές στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στο Κολοράντο (ΗΠΑ) διεξήγαγαν το πρώτο επιτυχημένο πείραμα τροφοδοτώντας ένα rack διακομιστή με κυψέλες καυσίμου PEM (μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων), δηλαδή... .
Η PEM είναι μια σχετικά νέα τεχνολογία για την παραγωγή υδρογόνου. Τώρα, τέτοιες εγκαταστάσεις αντικαθιστούν σταδιακά την παραδοσιακή αλκαλική ηλεκτρόλυση. Η καρδιά του συστήματος είναι το κελί ηλεκτρόλυσης. Έχει δύο ηλεκτρόδια, μια κάθοδο και μια άνοδο. Ανάμεσά τους υπάρχει ένας στερεός ηλεκτρολύτης, μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων κατασκευασμένη από πολυμερές υψηλής τεχνολογίας.
Τεχνολογικά, τα πρωτόνια ρέουν σταθερά μέσα στη μεμβράνη, ενώ τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω ενός εξωτερικού καναλιού. Το απιονισμένο νερό εισέρχεται στην άνοδο, όπου διασπάται σε πρωτόνια, ηλεκτρόνια και αέριο οξυγόνο. Τα πρωτόνια διέρχονται από τη μεμβράνη και, ως ηλεκτρόνια, κινούνται μέσω ενός εξωτερικού ηλεκτρικού κυκλώματος. Στην κάθοδο, τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια ανασυνδυάζονται για να σχηματίσουν αέριο υδρογόνο (H2).
Πρόκειται για έναν εξαιρετικά υψηλής απόδοσης, αξιόπιστο και οικονομικό τρόπο παραγωγής υδρογόνου απευθείας στο σημείο κατανάλωσης. Το υδρογόνο και το οξυγόνο στη συνέχεια συνδυάζονται για να σχηματίσουν υδρατμούς και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Τον Σεπτέμβριο του 2019, η Power Innovations ξεκίνησε να πειραματίζεται με μια κυψέλη καυσίμου 250 κιλοβάτ που τροφοδοτεί 10 πλήρη rack διακομιστών. Το σύστημα πέρασε με επιτυχία μια 24ωρη δοκιμή αξιοπιστίας τον Δεκέμβριο και μια 2020ωρη δοκιμή τον Ιούνιο του 48.
Κατά τη διάρκεια του τελευταίου πειράματος, τέσσερις τέτοιες κυψέλες καυσίμου λειτουργούσαν σε αυτόματη λειτουργία. :
- 48 ώρες συνεχούς λειτουργίας
- 10 kWh παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας
- Χρησιμοποιήθηκαν 814 κιλά υδρογόνου
- 7000 λίτρα νερού που παράγονται
Τώρα, η εταιρεία σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει την ίδια τεχνολογία για την κατασκευή μιας κυψέλης καυσίμου 3 μεγαβάτ. Η ισχύς της θα είναι τόσο ισχυρή όσο οι γεννήτριες ντίζελ που είναι εγκατεστημένες στα κέντρα δεδομένων της Azure.
Ένας διεθνής οργανισμός προωθεί το υδρογόνο ως καύσιμο , η οποία συγκεντρώνει κατασκευαστές εξοπλισμού, εταιρείες μεταφορών και μεγάλους πελάτες — η Microsoft έχει ήδη διορίσει έναν εκπρόσωπο σε αυτό το συμβούλιο. Καταρχήν, όλες οι τεχνολογίες για την παραγωγή υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας είναι ήδη διαθέσιμες. Το καθήκον του οργανισμού είναι να τις επεκτείνει σε μεγαλύτερη κλίμακα. Υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά που πρέπει να γίνει εδώ.
Οι ειδικοί βλέπουν ένα λαμπρό μέλλον για τις κυψέλες καυσίμου PEM. Τα τελευταία δύο χρόνια, το κόστος τους έχει μειωθεί περίπου τέσσερις φορές. Αποτελούν ένα εξαιρετικό συμπλήρωμα για φωτοβολταϊκά και αιολικά πάρκα, συσσωρεύοντας ενέργεια κατά τις περιόδους μέγιστης παραγωγής - και απελευθερώνοντάς την στο δίκτυο κατά τη διάρκεια των αιχμών φορτίου.
Και πάλι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεσιτεία στο χρηματιστήριο ενέργειας, όπου το σύστημα αγοράζει ενέργεια σε περιόδους χαμηλής ή ακόμη και — και το δίνει στις στιγμές μέγιστης αξίας. Τέτοια συστήματα χρηματιστηριακών συναλλαγών μπορούν να λειτουργούν αυτόματα, όπως τα bots συναλλαγών.
Σχετικά με τα Δικαιώματα Διαφήμισης
Τα εφεδρικά τροφοδοτικά των κέντρων δεδομένων μας μπορεί να μην λειτουργούν με υδρογόνο, αλλά εξακολουθούν να είναι εξαιρετικά αξιόπιστα! epic διακομιστές - αυτά είναι δυνατά , τα οποία χρησιμοποιούν σύγχρονους επεξεργαστές από την AMD.
Σχετικά με το πώς δημιουργήσαμε ένα σύμπλεγμα για αυτήν την υπηρεσία στο στο Habr.
Πηγή: www.habr.com
