Microsoft maailma esimese suuremahulise eksperimendi kohta, milles kasutatakse andmekeskuse serverite toiteks vesinikkütuseelemente.
250 kW paigalduse teostas ettevõte . Tulevikus asendab sarnane 3-megavatine installatsioon traditsioonilisi diiselgeneraatoreid, mida praegu kasutatakse andmekeskustes varutoiteallikana.
Vesinikku peetakse keskkonnasõbralikuks kütuseks, kuna selle põlemisel tekib ainult vesi.
Microsoft on seadnud ülesande .
Nagu teisteski andmekeskustes, kasutavad Azure'i andmekeskused varutoiteallikana diiselgeneraatoreid, kui põhikanalis elekter kaob. See seade seisab 99% ajast jõude, kuid andmekeskus hoiab selle siiski töökorras, et harva esinevate rikete korral töötaks tõrgeteta. Praktikas läbivad nad Microsoftis ainult igakuised jõudluskontrollid ja iga-aastased koormustestid, kui nende koormus tegelikult serveritesse toimetatakse. Peamisi elektrikatkestusi ei esine igal aastal.
Microsofti eksperdid on aga välja arvutanud, et vesinikkütuseelementide uusimad mudelid on juba praegu kuluefektiivsemad kui diiselgeneraatorid.
Lisaks kasutab varutoiteallikas (UPS) nüüd akusid, mis annavad voolu lühikese aja jooksul (30 sekundit kuni 10 minutini) elektrikatkestuse ja diiselgeneraatorite tõstmise vahel. Viimased on võimelised töötama pidevalt, kuni bensiin otsa saab.
Vesinikkütuseelement asendab nii UPS-i kui ka diiselgeneraatorit. See koosneb vesiniku mahutitest ja elektrolüüsiseadmest, mis jagab veemolekulid vesinikuks ja hapnikuks. Nii näeb 250 kW Power Innovationsi mudel tegelikkuses välja:
Paigaldamine on lihtsalt ühendatud olemasoleva elektrivõrguga - ja see ei nõua kütuse tarnimist väljastpoolt, nagu diiselgeneraator. Seda saab integreerida päikesepaneelide või tuuleparkidega, mis toodavad paakide täitmiseks piisavalt vesinikku. Seega kasutatakse vesinikku päikese- ja tuuleelektrijaamade keemilise akuna.
2018. aastal viisid Colorado (USA) riikliku taastuvenergia labori teadlased läbi esimese eduka katse serveririiuli toiteks kütuseelementidest PEM-i (prootonivahetusmembraani) abil. .
PEM on suhteliselt uus tehnoloogia vesiniku tootmiseks. Nüüd asendavad sellised paigaldised järk-järgult traditsioonilist leeliselist elektrolüüsi. Süsteemi süda on elektrolüüsirakk. Sellel on kaks elektroodi, katood ja anood. Nende vahel on tahke elektrolüüt, see on kõrgtehnoloogilisest polümeerist valmistatud prootonivahetusmembraan.
Tehnoloogiliselt voolavad prootonid membraani sees ühtlaselt, elektronid aga läbi välise kanali. Deioniseeritud vesi voolab anoodile, kus see jaguneb prootoniteks, elektronideks ja gaasiliseks hapnikuks. Prootonid läbivad membraani, elektronid aga läbi välise elektriahela. Katoodil ühinevad prootonid ja elektronid uuesti, moodustades gaasilise vesiniku (H2).
See on erakordselt suure jõudlusega, usaldusväärne ja kulutõhus viis vesiniku tootmiseks otse tarbimiskohas. Seejärel, kui vesinik ja hapnik ühinevad, moodustub veeaur ja tekib elekter.
2019. aasta septembris alustas Power Innovations katsetamist 250-kilovatise kütuseelemendiga, mis toidab 10 täisserveririiulit. Detsembris läbis süsteem 24-tunnise töökindlustesti ja 2020. aasta juunis 48-tunnise testi.
Viimase katse ajal töötas neli sellist kütuseelementi automaatrežiimis. :
- 48 tundi pidevat tööd
- Toodetud elektrit 10 560 kWh
- Kasutatud 814 kg vesinikku
- Toodetud 7000 liitrit vett
Nüüd kavatseb ettevõte kasutada sama tehnoloogiat 3-megavatise kütuseelemendi ehitamiseks. Nüüd on see võimsuselt täielikult võrreldav Azure'i andmekeskustesse paigaldatud diiselgeneraatoritega.
Rahvusvaheline organisatsioon propageerib vesinikku kütusena , mis koondab seadmetootjaid, transpordiettevõtteid ja suurkliente – Microsoft on sellesse nõukogusse juba oma esindaja määranud. Põhimõtteliselt on kõik vesiniku tootmise ja elektri tootmise tehnoloogiad juba olemas. Organisatsiooni ülesanne on neid skaleerida. Siin on veel palju tööd teha.
Eksperdid näevad PEM-tüüpi kütuseelementidel suurt tulevikku. Viimase kahe aasta jooksul on nende maksumus vähenenud ligikaudu neli korda. Need täiendavad suurepäraselt fotogalvaanilisi ja tuulejaamu, kogudes energiat maksimaalse tootmise perioodidel ja vabastades selle võrku tippkoormuse ajal.
Jällegi saab neid kasutada vahendamiseks energiabörsil, kus süsteem ostab energiat minimaalse või isegi perioodi jooksul. — ja annab selle ära maksimaalse väärtusega hetkedel. Sellised vahendussüsteemid võivad töötada automaatselt, nagu kauplemisbotid.
Reklaamide õiguste kohta
Meie andmekeskuste varutoiteallikad ei tööta vesinikuga, kuid nende töökindlus on suurepärane! Meie eepilised serverid - need on võimsad , mis kasutavad kaasaegseid AMD protsessoreid.
Teave selle kohta, kuidas me selle teenuse jaoks klastri aastal ehitasime kohta Habr.
Allikas: www.habr.com