Microsoft sobre el primer experimento a gran escala del mundo que utiliza pilas de combustible de hidrógeno para alimentar servidores en un centro de datos.
La instalación de 250 kW fue realizada por la empresa . En el futuro, una instalación similar de 3 megavatios sustituirá a los generadores diésel tradicionales, que actualmente se utilizan como fuente de energía de respaldo en los centros de datos.
El hidrógeno se considera un combustible respetuoso con el medio ambiente porque su combustión produce únicamente agua.
Microsoft se ha fijado una tarea .
Al igual que en otros centros de datos, los centros de datos de Azure utilizan generadores diésel como fuentes de energía de respaldo cuando se pierde la electricidad a lo largo del canal principal. Este equipo está inactivo el 99% del tiempo, pero el centro de datos aún lo mantiene en funcionamiento para que funcione sin problemas en caso de fallas excepcionales. En la práctica, en Microsoft, solo se someten a controles de rendimiento mensuales y pruebas de carga anuales, cuando la carga de ellos realmente se entrega a los servidores. Los cortes de energía eléctrica no ocurren todos los años.
Sin embargo, los expertos de Microsoft han calculado que los últimos modelos de pilas de combustible de hidrógeno ya son más rentables que los generadores diésel.
Además, el suministro de energía de respaldo (UPS) ahora utiliza baterías que suministran energía en el corto intervalo (de 30 segundos a 10 minutos) entre el corte de energía y el encendido de los generadores diésel. Estos últimos pueden funcionar de forma continua hasta que se acaba la gasolina.
La pila de combustible de hidrógeno sustituye tanto al SAI como al generador diésel. Consta de tanques de almacenamiento de hidrógeno y una unidad de electrólisis, que descompone las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Así es como se ve en realidad el modelo Power Innovations de 250 kW:
La instalación se conecta simplemente a la red eléctrica existente y no requiere suministro de combustible desde el exterior, como ocurre con un generador diésel. Puede integrarse con paneles solares o parques eólicos, que generarán suficiente hidrógeno para llenar los tanques. Así, el hidrógeno se utiliza como batería química para plantas de energía solar y eólica.
En 2018, investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables en Colorado (EE. UU.) realizaron el primer experimento exitoso para alimentar un bastidor de servidores con pilas de combustible utilizando una PEM (membrana de intercambio de protones), es decir, en .
PEM es una tecnología relativamente nueva para producir hidrógeno. Actualmente, estas instalaciones están reemplazando gradualmente la electrólisis alcalina tradicional. El corazón del sistema es la celda de electrólisis. Tiene dos electrodos, un cátodo y un ánodo. Entre ellos hay un electrolito sólido, es una membrana de intercambio de protones hecha de un polímero de alta tecnología.
Tecnológicamente, los protones fluyen de manera constante dentro de la membrana, mientras que los electrones se mueven a través del canal externo. El agua desionizada fluye hacia el ánodo, donde se divide en protones, electrones y oxígeno gaseoso. Los protones atraviesan la membrana, mientras que los electrones se mueven a través de un circuito eléctrico externo. En el cátodo, los protones y los electrones se reúnen para formar gas hidrógeno (H2).
Se trata de una forma excepcionalmente eficaz, fiable y rentable de producir hidrógeno directamente en el punto de consumo. Luego, cuando el hidrógeno y el oxígeno se combinan, se forma vapor de agua y se genera electricidad.
En septiembre de 2019, Power Innovations comenzó a experimentar con una celda de combustible de 250 kilovatios que alimenta 10 bastidores de servidores completos. En diciembre, el sistema pasó una prueba de confiabilidad de 24 horas y, en junio de 2020, una prueba de 48 horas.
Durante el último experimento, cuatro de estas pilas de combustible funcionaron en modo automático. :
- 48 horas de trabajo continuo
- 10 kWh de electricidad generada
- 814 kg de hidrógeno utilizados
- 7000 litros de agua producidos
Ahora la empresa planea utilizar la misma tecnología para construir una pila de combustible de 3 megavatios. Ahora será totalmente comparable en potencia a los generadores diésel instalados en los centros de datos de Azure.
Una organización internacional promueve el hidrógeno como combustible , que reúne a fabricantes de equipos, empresas de transporte y grandes clientes; Microsoft ya ha nombrado un representante en este consejo. En principio, ya están disponibles todas las tecnologías para la producción de hidrógeno y la generación de electricidad. La tarea de la organización es escalarlos. Todavía queda mucho trabajo por hacer aquí.
Los expertos ven un gran futuro para las pilas de combustible de tipo PEM. En los últimos dos años, su costo se ha reducido aproximadamente cuatro veces. Complementan perfectamente las estaciones fotovoltaicas y eólicas, acumulando energía durante los períodos de máxima generación y liberándola a la red en los momentos de máxima carga.
Nuevamente, pueden usarse para intermediación en la bolsa de energía, donde el sistema compra energía durante períodos de mínimo o incluso - y lo regala en momentos de máximo valor. Estos sistemas de corretaje pueden funcionar automáticamente, como robots comerciales.
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Fuente: habr.com