microsoft o prvom velikom eksperimentu na svijetu koji koristi vodikove gorivne ćelije za napajanje poslužitelja u podatkovnom centru.
Instalaciju od 250 kW izvela je tvrtka . U budućnosti će slična instalacija od 3 megavata zamijeniti tradicionalne dizel generatore, koji se trenutno koriste kao rezervni izvor energije u podatkovnim centrima.
Vodik se smatra ekološki prihvatljivim gorivom jer njegovim izgaranjem nastaje samo voda.
Microsoft je postavio zadatak .
Kao i u drugim podatkovnim centrima, Azure podatkovni centri koriste dizelske generatore kao rezervne izvore energije u slučaju gubitka električne energije duž glavnog kanala. Ova oprema je u stanju mirovanja 99% vremena, ali je podatkovni centar i dalje održava u ispravnom stanju tako da radi glatko u slučaju rijetkih kvarova. U praksi, u Microsoftu, oni prolaze samo mjesečne provjere performansi i godišnje testiranje opterećenja, kada se opterećenje s njih stvarno isporučuje poslužiteljima. Glavni kvarovi električne energije ne događaju se svake godine.
Ipak, Microsoftovi stručnjaci izračunali su da su najnoviji modeli vodikovih gorivih ćelija već sada isplativiji od dizel generatora.
Osim toga, rezervno napajanje (UPS) sada koristi baterije koje osiguravaju napajanje u kratkom intervalu (30 sekundi do 10 minuta) između nestanka struje i pokretanja dizel generatora. Potonji mogu kontinuirano raditi dok ne ponestane benzina.
Vodikova goriva ćelija zamjenjuje i UPS i dizelski generator. Sastoji se od spremnika za skladištenje vodika i jedinice za elektrolizu, koja razdvaja molekule vode na vodik i kisik. Evo kako 250 kW Power Innovations model izgleda u stvarnosti:
Instalacija se jednostavno spaja na postojeću električnu mrežu – i ne zahtijeva dovod goriva izvana, poput dizel generatora. Može se integrirati sa solarnim pločama ili vjetroelektranama, koje će proizvesti dovoljno vodika za punjenje spremnika. Tako se vodik koristi kao kemijska baterija za solarne i vjetroelektrane.
Godine 2018. istraživači iz Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju u Coloradu (SAD) proveli su prvi uspješan eksperiment napajanja poslužiteljskog stalka iz gorivih ćelija pomoću PEM-a (proton exchange membrane), odnosno na .
PEM je relativno nova tehnologija za proizvodnju vodika. Sada takve instalacije postupno zamjenjuju tradicionalnu alkalnu elektrolizu. Srce sustava je ćelija za elektrolizu. Ima dvije elektrode, katodu i anodu. Između njih nalazi se čvrsti elektrolit, to je membrana za izmjenu protona izrađena od polimera visoke tehnologije.
Tehnološki gledano, protoni ravnomjerno teku unutar membrane, dok se elektroni kreću kroz vanjski kanal. Deionizirana voda teče do anode, gdje se dijeli na protone, elektrone i plinoviti kisik. Protoni prolaze kroz membranu, dok se elektroni kreću kroz vanjski električni krug. Na katodi se protoni i elektroni ponovno spajaju i stvaraju plin vodik (H2).
Ovo je iznimno učinkovit, pouzdan i isplativ način za proizvodnju vodika izravno na mjestu potrošnje. Zatim, kada se spoje vodik i kisik, nastaje vodena para i elektricitet.
U rujnu 2019. Power Innovations započeo je eksperimentiranje s gorivnom ćelijom od 250 kilovata koja napaja 10 punih poslužiteljskih polica. U prosincu je sustav prošao 24-satni test pouzdanosti, au lipnju 2020. - 48-satni test.
Tijekom posljednjeg eksperimenta četiri takve gorive ćelije radile su u automatskom načinu rada. :
- 48 sati neprekidnog rada
- Proizvedeno 10 kWh električne energije
- Iskorišteno je 814 kg vodika
- Proizvedeno 7000 litara vode
Sada tvrtka planira koristiti istu tehnologiju za konstruiranje gorive ćelije od 3 megavata. Sada će biti u potpunosti usporediv po snazi s dizel generatorima instaliranim u podatkovnim centrima Azure.
Međunarodna organizacija promiče vodik kao gorivo , koji okuplja proizvođače opreme, prijevozničke tvrtke i velike kupce – Microsoft je već imenovao svog predstavnika u ovom vijeću. U principu, sve tehnologije za proizvodnju vodika i proizvodnju električne energije već su dostupne. Zadatak organizacije je njihovo skaliranje. Ima tu još puno posla.
Stručnjaci vide veliku budućnost za PEM gorivne ćelije. U posljednje dvije godine njihov se trošak smanjio otprilike četiri puta. Oni savršeno nadopunjuju fotonaponske i vjetroelektrane, akumulirajući energiju tijekom razdoblja maksimalne proizvodnje - i otpuštajući je u mrežu u vrijeme vršnog opterećenja.
Opet, mogu se koristiti za posredovanje na burzi energije, gdje sustav kupuje energiju tijekom razdoblja minimalnog ili čak — i daje ga u trenucima najveće vrijednosti. Takvi brokerski sustavi mogu raditi automatski, poput robota za trgovanje.
O pravima oglašavanja
Rezervna napajanja naših podatkovnih centara ne rade na vodik, ali njihova je pouzdanost izvrsna! Naše epski poslužitelji - ove su moćne , koji koriste moderne procesore iz AMD-a.
O tome kako smo izgradili klaster za ovu uslugu u na Habru.
Izvor: www.habr.com