Microsofti andmesaalides töötavad serverid kaks päeva vesinikuga

Microsoft teatas esimese maailmas laias ulatuses tehtud katse vesinikukütuse elementide kasutamiseks serverite toiteks andmekeskuses.

250 kW seadme paigaldas ettevõte Power Innovations. Tulevikus asendab selline 3-megavatine seade traditsioonilised diiselgeneraatoreid, mida praegu kasutatakse varugeneraatoreina andmekeskustes.

Vesinikku peetakse keskkonnasõbralikuks kütuseks, kuna selle põletamisest jääb järele ainult vesi.

Microsoft on seadnud eesmärgi täielikult asendada kõik diiselgeneraatoreid oma andmekeskustes aastaks 2030..

Nagu teistes andmekeskustes, kasutatakse Azure'i andmekeskustes diiselgeneraatoreid varujõuallikatena, kui peavõrgust vool puudub. See seadeldis on 99% ajast seisnud, kuid andmekeskus hoiab selle töövõimelisena, et see töötaks katkematult harvadel välja kukkumistel. Praktikas läbib sama Microsoft testimise üks kord kuus ja igal aastal koormustestimise, mil töötavad koormused on reaalselt seadmetelt serveritele suunatud. Peavoolu katkestusi ei juhtu igal aastal.

Kuid Microsofti spetsialistid on arvutanud, et viimased vesinikukütuse elemendid on juba majanduslikult kasulikud võrreldes diiselgeneraatoreid.

Lisaks kasutatakse praegu varuvoolu jaoks (UPS) patareisid, mis annavad energiat lühikese aja jooksul (30 sekundist kuni 10 minutini) võrgu katkestuse ja diiselgeneraatoreid käivitamise vahel. Viimased suudavad töötada pidevalt seni, kuni kütus otsa saab.

Vesinikukütuse element asendab nii UPS-i kui diiselgeneraatoreid. See koosneb vesiniku hoidlate paakidest ning elektrolüüsi seadme, mis lagundab veemolekule vesinikuks ja hapnikuks. Nii näeb välja Power Innovationsi 250 kW mudel:

Seade ühendatakse lihtsalt olemasoleva elektrivõrguga — ja ei vaja kütuse toimetamist väljast, nagu diiselgenerator. Seda saab integreerida päikesepaneelide või tuulejaamadega, mis võimaldab genereerida piisavalt vesinikku paakide täitmiseks. Nii kasutatakse vesinikku keemilise energiaakuna päikeses ja tuules olevate jaamade jaoks.

Aastal 2018 viisid Colorado osariigi Riikliku Uute Energia Laboratooriumi teadlased läbi esimese eduka katse serveririiulite toitmiseks PEM (protoni vahetusmembrani) kütuseelementidelt, st protoni vahetusmembraanid.

PEM on suhteliselt uus vesiniku tootmise tehnoloogia. Praegu tõrjuvad sellised rajatised järk-järgult traditsioonilisi leeliselisi elektrolüüsimeetodeid. Süsteemi südameks on elektrolüüsirakk. Selles on kaks elektroodi, katood ja anood. Nende vahel asub tahke elektroliit, see ongi erinevatest kõrgtehnoloogilistest polümeeridest koosnev protoni vahetusmembrana.

Tehniliselt prootonid voolavad stabiilselt läbi membraani, samas kui elektronid liiguvad välises kanalis. Anoodile voolab deioniseeritud vesi, mis jaguneb prootoniteks, elektronideks ja gaasiliseks hapnikuks. Prootonid läbivad membraani, samas kui elektronid liiguvad läbi välise elektriahela. Katoodil liituvad prootonid ja elektronid, moodustades gaasilise vesiniku (H2).

See on erakordselt suure efektiivsuse, usaldusväärsuse ja majanduslikku efektiivsust pakkuv vesiniku tootmise viis otse tarbimise kohas. Seejärel, kui vesinik ja hapnik omavahel reageerivad, tekivad veepaarid ja genereeritakse elektrit.

Septembris 2019 alustas Power Innovations 250 kW kütuseelemendiga katsetamist, mis toidab 10 täis serveririiulit. Detsembris läbis süsteem 24-tunnise usaldusväärsuskatse ja juunis 2020 48-tunnise katse.

Viimase katse ajal töötas automaatselt neli sellist kütuseelementi. Dokumenditud rekordnäidud:

• 48 tundi katkematut tööd
• Generatsioon 10 560 kWh elektrit
• Kasutatav 814 kg vesinikku
• Toodetud 7000 l vett

Nüüd plaanib ettevõte sama tehnoloogia järgi projekteerida 3 megavati kütuseelemendi. See saavutab juba täielikult kaudse võimsuse Azure'i andmekeskustes paigaldatud diiselgeneraatorite tasemel.

Vesiniku kütuseks edendamisega tegeleb rahvusvaheline organisatsioon Hydrogen Council, mis ühendab seadme tootjad, transpordifirmad ja suured kliendid — Microsoft on juba määranud oma esindaja sellele nõukogusse. Põhimõtteliselt on kõik tehnoloogiad vesiniku ja elektri tootmiseks juba olemas. Organisatsiooni ülesanne on need suuremaks muuta. Siin on veel palju tööd.

Eksperdid näevad kütuseelementidel, näiteks PEM-tüübil, suurt tulevikku. Viimase kahe aasta jooksul on nende hind langenud umbes neljakordseks. Need täiendab suurepäraselt fotovoltaik ja tuulepargid, salvestades energiat maksimaalse genereerimise perioodidel — ja andes selle võrku tipnõudluse hetkedel.

Jälle, neid saab kasutada ka energiabörsil vahendamiseks, kui süsteem ostab energiat minimaalse või isegi negatiivsete hindade perioodidel — ja annab selle maksimaalse hinnaga hetkedel tagasi. Sellised vahendussüsteemid võivad töötada automaatselt, nagu kauplemisbotid.

Reklaami õigustes

Meie andakeskuste varuenergiaallikad töötavad, kuigi mitte vesiniku pealt, kuid usaldusväärsus on kõrge! Meie epilised serverid on võimsad VDS Moskvas, mis kasutavad kaasaegseid AMD protsessoreid.
Kuidas me ehitasime klastrit selle teenuse jaoks selles artiklis Habrist.

Allikas: habr.com