par Microsoft sur la première expérience à grande échelle au monde utilisant des piles à hydrogène pour alimenter des serveurs dans un centre de données.
L'installation de 250 kW a été réalisée par la société . À l'avenir, ce type d'installation de 3 mégawatts remplacera les générateurs diesel traditionnels, actuellement utilisés comme source d'alimentation de secours dans les centres de données.
L'hydrogène est considéré comme un carburant écologique, car la combustion de celui-ci ne produit que de l'eau.
Microsoft s'est fixé comme objectif .
Comme dans d'autres centres de données, dans les centres de données Azure, les générateurs diesel sont utilisés comme sources d'alimentation de secours lorsque l'électricité est coupée sur le circuit principal. Cet équipement est inutilisé 99 % du temps, mais le centre de données veille à ce qu'il reste opérationnel pour fonctionner sans interruption en cas de pannes rares. Dans la pratique, chez Microsoft, ils ne passent que par une vérification mensuelle de leur fonctionnement et un test de charge annuel, lorsque la charge est réellement fournie aux serveurs. Les pannes d'alimentation principale ne surviennent pas chaque année.
Cependant, les spécialistes de Microsoft ont calculé que les derniers modèles de piles à hydrogène sont déjà plus rentables que les générateurs diesel.
De plus, pour l'alimentation de secours (UPS), des batteries sont actuellement utilisées, fournissant de l'énergie pendant une courte période (de 30 secondes à 10 minutes) entre la coupure du réseau et le démarrage des générateurs diesel. Ces derniers peuvent fonctionner en continu tant qu'il y a du carburant.
La pile à hydrogène remplace à la fois l'UPS et le générateur diesel. Elle se compose de réservoirs de stockage d'hydrogène et d'une installation d'électrolyse qui décompose les molécules d'eau en hydrogène et en oxygène. Voici à quoi ressemble en réalité le modèle Power Innovations de 250 kW :
L'installation se connecte simplement au réseau électrique existant - et ne nécessite pas d'approvisionnement en carburant externe, contrairement à un générateur diesel. Elle peut être intégrée à des panneaux solaires ou à des éoliennes, ce qui permettra de générer suffisamment d'hydrogène pour remplir les réservoirs. Ainsi, l'hydrogène est utilisé comme accumulateur chimique d'énergie pour les centrales solaires et éoliennes.
En 2018, des chercheurs du Laboratoire national des énergies renouvelables du Colorado (États-Unis) ont mené le premier expérience réussie d'alimentation d'un rack de serveurs à partir de piles à hydrogène à membrane échangeuse de protons (PEM), c'est-à-dire sur .
La technologie PEM est relativement nouvelle pour la production d'hydrogène. Les installations de ce type remplacent progressivement l'électrolyse alcaline traditionnelle. Le cœur du système est une cellule électrolytique, composée de deux électrodes, l'anode et la cathode. Entre elles se trouve un électrolyte solide, qui est la membrane échangeuse de protons en polymère haute technologie.
Techniquement, les protons traversent la membrane de manière stable, tandis que les électrons circulent dans un circuit externe. De l'eau déionisée est envoyée à l'anode, où elle est décomposée en protons, électrons et oxygène gazeux. Les protons passent à travers la membrane, tandis que les électrons circulent dans le circuit électrique externe. À la cathode, protons et électrons se réunissent pour former de l'hydrogène gazeux (H2).
C'est un moyen extrêmement performant, fiable et économiquement viable de produire de l'hydrogène directement sur le site de consommation. Ensuite, la combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène génère de la vapeur d'eau et produit de l'électricité.
En septembre 2019, Power Innovations a commencé à expérimenter avec une pile à hydrogène de 250 kilowatts, qui alimente 10 racks de serveurs complets. En décembre, le système a passé un test de fiabilité de 24 heures, et en juin 2020, un test de 48 heures.
Lors de la dernière expérience, quatre de ces piles à hydrogène ont fonctionné en automatique. :
- 48 heures de fonctionnement continu
- 10 560 kWh d'électricité générés
- 814 kg d'hydrogène utilisés
- 7 000 l d'eau produits
L'entreprise prévoit maintenant de concevoir une pile à hydrogène de 3 mégawatts selon la même technologie. Elle sera ainsi entièrement équivalente aux générateurs diesel installés dans les centres de données Azure.
La promotion de l'hydrogène en tant que carburant est assurée par une organisation internationale , qui regroupe les fabricants d'équipements, les entreprises de transport et les grands clients — Microsoft a déjà nommé son représentant au sein de ce conseil. En principe, toutes les technologies pour la production d'hydrogène et la génération d'électricité sont déjà disponibles. La tâche de l'organisation est de les mettre à l'échelle. Il reste encore beaucoup de travail ici.
Les experts voient un grand avenir pour les piles à hydrogène de type PEM. Au cours des deux dernières années, leur coût a diminué d'environ quatre fois. Elles complètent parfaitement les centrales photovoltaïques et éoliennes, stockant l'énergie pendant les périodes de production maximale — et la restituent au réseau pendant les pics de consommation.
Encore une fois, elles peuvent être utilisées pour le courtage sur le marché de l'énergie, lorsque le système achète de l'énergie pendant les périodes de prix minimum ou même — et la restitue pendant les périodes de prix maximaux. De tels systèmes de courtage peuvent fonctionner automatiquement, comme des bots de trading.
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Les sources d'alimentation de secours de nos centres de données fonctionnent, bien qu'elles ne soient pas à hydrogène, mais la fiabilité est au rendez-vous ! Nos serveurs épiques — ce sont des , qui utilisent des processeurs modernes d'AMD.
Concernant la façon dont nous avons construit le cluster pour ce service dans sur Habr.
Source : habr.com
