Microsoft データセンターのサーバーは XNUMX 日間水素で稼働しました

Microsoft 発表した データセンター内のサーバーの電力供給に水素燃料電池を使用した世界初の大規模実験について。

250kWの設置は同社が実施した パワーイノベーション。 将来的には、同様の 3 メガワットの設備が、現在データセンターのバックアップ電源として使用されている従来のディーゼル発電機を置き換えることになります。

水素は燃焼しても水しか生成しないため、環境に優しい燃料と考えられています。

マイクロソフトはタスクを設定しました 2030 年までにデータセンター内のすべてのディーゼル発電機を完全に置き換える.

他のデータ センターと同様、Azure データ センターでは、メイン チャネルの電力が失われた場合にバックアップ電源としてディーゼル発電機を使用します。 この機器は 99% の時間はアイドル状態ですが、まれに障害が発生した場合でもスムーズに動作するよう、データ センターは依然として機器を正常な状態に維持しています。 実際、Microsoft では、サーバーからの負荷が実際にサーバーに配信されるときのみ、月次のパフォーマンス チェックと年に一度の負荷テストを受けています。 主電源障​​害は毎年発生するわけではありません。

しかし、Microsoft の専門家は、最新モデルの水素燃料電池はすでにディーゼル発電機よりもコスト効率が高いと試算しています。

さらに、バックアップ電源 (UPS) には、停電からディーゼル発電機の起動までの短い間隔 (30 秒から 10 分) に電力を供給するバッテリーが使用されるようになりました。 後者はガソリンがなくなるまで継続して作業することができます。

水素燃料電池は、UPS とディーゼル発電機の両方を置き換えます。 これは、水素貯蔵タンクと、水分子を水素と酸素に分解する電気分解ユニットで構成されます。 250 kW Power Innovations モデルが実際にどのように見えるかは次のとおりです。

この設備は既存の電気ネットワークに接続するだけでよく、ディーゼル発電機のように外部から燃料を供給する必要はありません。 ソーラーパネルや風力発電所と統合することができ、タンクを満たすのに十分な水素を生成します。 したがって、水素は太陽光発電所や風力発電所の化学電池として使用されます。

2018年、コロラド州（米国）の国立再生可能エネルギー研究所の研究者らは、PEM（陽子交換膜）を使用した燃料電池からサーバーラックに電力を供給する実験を初めて成功させた。 プロトン交換膜.

PEM は、水素を生成する比較的新しい技術です。 現在、このような設備は徐々に従来のアルカリ電解に取って代わりつつあります。 システムの中心となるのは電解セルです。 陰極と陽極という XNUMX つの電極があります。 それらの間には固体電解質があり、これはハイテクポリマーで作られたプロトン交換膜です。

技術的には、陽子は膜内を安定して流れ、電子は外部チャネルを通って移動します。 脱イオン水はアノードに流れ、そこで陽子、電子、酸素ガスに分解されます。 陽子は膜を通過し、電子は外部電気回路を通過します。 カソードでは、陽子と電子が再結合して水素ガス (H2) を形成します。

これは、消費時点で直接水素を生成する、非常に高性能、信頼性が高く、コスト効率の高い方法です。 そして、水素と酸素が結合すると水蒸気が発生し、電気が発生します。

2019 年 250 月、Power Innovations は、10 台のサーバー ラック全体に電力を供給する 24 キロワットの燃料電池の実験を開始しました。 2020 月にシステムは 48 時間の信頼性テストに合格し、XNUMX 年 XNUMX 月には XNUMX 時間の信頼性テストに合格しました。

最後の実験では、XNUMX つのそのような燃料電池が自動モードで動作しました。 過去最高の数字を記録:

• 48時間の連続動作
• 発電量10kWh
• 814kgの水素を使用
• 7000リットルの水が生産される

同社は現在、同じ技術を使用して3メガワットの燃料電池を建設する計画を立てている。 これで、Azure データセンターに設置されているディーゼル発電機と電力が完全に同等になります。

国際機関が燃料としての水素を推進している 水素評議会は、機器メーカー、輸送会社、大規模顧客を集めたもので、マイクロソフトはすでにこの評議会の代表者を任命しています。 原則として、水素の製造と発電のためのすべての技術はすでに利用可能です。 組織の課題は、それらを拡大することです。 ここでやるべきことはまだたくさんあります。

専門家は、PEM タイプの燃料電池には素晴らしい将来があると見ています。 過去 XNUMX 年間で、そのコストは約 XNUMX 倍に削減されました。 これらは太陽光発電や風力発電所を完全に補完し、最大発電期間中にエネルギーを蓄積し、ピーク負荷時にネットワークにエネルギーを放出します。

繰り返しますが、これらはエネルギー取引所の仲介に使用でき、システムは最小期間または偶数期間中にエネルギーを購入します。 マイナス価格 —そして価値が最大になる瞬間にそれを手放します。 このような仲介システムは、取引ボットのように自動的に動作します。

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当社のデータセンターのバックアップ電源は水素で動作していませんが、その信頼性は優れています。 私たちの エピックサーバー - これらは強力です モスクワの VDS、AMDの最新のプロセッサを使用しています。
このサービスのクラスターを構築した方法について この記事 ハブルで。

出所： habr.com