Microsoft om verdens første storskala eksperiment med bruk av hydrogen brenselceller til å drive servere i et datasenter.
Installasjonen på 250 kW ble utført av selskapet . I fremtiden vil en tilsvarende 3 megawatt installasjon erstatte tradisjonelle dieselgeneratorer, som i dag brukes som reservestrømkilde i datasentre.
Hydrogen regnes som et miljøvennlig drivstoff fordi forbrenningen produserer bare vann.
Microsoft har satt en oppgave .
Som i andre datasentre bruker Azure-datasentre dieselgeneratorer som reservestrømkilder når elektrisitet langs hovedkanalen går tapt. Dette utstyret er inaktivt 99 % av tiden, men datasenteret holder det fortsatt i orden slik at det fungerer problemfritt i tilfelle sjeldne feil. I praksis gjennomgår de hos Microsoft kun månedlige ytelsessjekker og årlig belastningstesting, når lasten fra dem faktisk leveres til serverne. Hovedstrømbrudd forekommer ikke hvert år.
Microsoft-eksperter har imidlertid regnet ut at de nyeste modellene av hydrogenbrenselceller allerede er mer kostnadseffektive enn dieselgeneratorer.
I tillegg bruker backup strømforsyning (UPS) nå batterier som gir strøm i det korte intervallet (30 sekunder til 10 minutter) mellom strømbruddet og heving av dieselgeneratorer. Sistnevnte er i stand til å jobbe kontinuerlig til bensinen går tom.
Hydrogenbrenselcellen erstatter både UPS-en og dieselgeneratoren. Den består av hydrogenlagringstanker og en elektrolyseenhet, som deler vannmolekyler i hydrogen og oksygen. Slik ser 250 kW Power Innovations-modellen ut i virkeligheten:
Installasjonen er ganske enkelt koblet til det eksisterende elektriske nettverket - og krever ikke tilførsel av drivstoff utenfra, som en dieselgenerator. Den kan integreres med solcellepaneler eller vindparker, som vil generere nok hydrogen til å fylle tanker. Dermed brukes hydrogen som et kjemisk batteri for sol- og vindkraftverk.
I 2018 gjennomførte forskere fra National Renewable Energy Laboratory i Colorado (USA) det første vellykkede eksperimentet med å drive et serverrack fra brenselceller ved hjelp av en PEM (proton exchange membrane), det vil si på .
PEM er en relativt ny teknologi for å produsere hydrogen. Nå erstatter slike installasjoner gradvis tradisjonell alkalisk elektrolyse. Hjertet i systemet er elektrolysecellen. Den har to elektroder, en katode og en anode. Mellom dem er det en solid elektrolytt, dette er en protonutvekslingsmembran laget av en høyteknologisk polymer.
Teknologisk strømmer protoner jevnt inne i membranen, mens elektroner beveger seg gjennom den ytre kanalen. Avionisert vann strømmer til anoden, hvor det deles opp i protoner, elektroner og oksygengass. Protoner passerer gjennom membranen, mens elektroner beveger seg gjennom en ekstern elektrisk krets. Ved katoden gjenforenes protoner og elektroner for å danne hydrogengass (H2).
Dette er en eksepsjonelt høy ytelse, pålitelig og kostnadseffektiv måte å produsere hydrogen direkte ved forbruket. Deretter, når hydrogen og oksygen kombineres, dannes vanndamp og elektrisitet genereres.
I september 2019 begynte Power Innovations å eksperimentere med en brenselcelle på 250 kilowatt som driver 10 fulle serverrack. I desember besto systemet en 24-timers pålitelighetstest, og i juni 2020 - en 48-timers test.
Under det siste forsøket opererte fire slike brenselceller i automatisk modus. :
- 48 timer kontinuerlig arbeid
- 10 560 kWh elektrisitet produsert
- 814 kg hydrogen brukt
- 7000 liter vann produsert
Nå planlegger selskapet å bruke samme teknologi for å konstruere en 3 megawatt brenselcelle. Nå vil den være fullt sammenlignbar i kraft med dieselgeneratorer installert i Azure-datasentre.
En internasjonal organisasjon fremmer hydrogen som drivstoff , som samler utstyrsprodusenter, transportselskaper og store kunder - Microsoft har allerede oppnevnt en representant i dette rådet. I prinsippet er all teknologi for hydrogenproduksjon og elektrisitetsproduksjon allerede tilgjengelig. Organisasjonens oppgave er å skalere dem. Det er fortsatt mye arbeid å gjøre her.
Eksperter ser en stor fremtid for PEM-type brenselceller. I løpet av de siste to årene har kostnadene deres redusert med omtrent fire ganger. De kompletterer solcelle- og vindstasjoner perfekt, akkumulerer energi i perioder med maksimal generasjon - og slipper den ut i nettverket ved tider med toppbelastning.
Igjen kan de brukes til megling på energibørsen, der systemet kjøper energi i perioder med minimum eller til og med — og gir det bort i øyeblikk med maksimal verdi. Slike meglersystemer kan fungere automatisk, som handelsroboter.
Om rettighetene til annonsering
Reservestrømforsyningene til våre datasentre går ikke på hydrogen, men påliteligheten deres er utmerket! Vår episke servere – disse er kraftige , som bruker moderne prosessorer fra AMD.
Om hvordan vi bygde en klynge for denne tjenesten i på Habr.
Kilde: www.habr.com