Microsoft despre primul experiment la scară largă din lume care folosește pile de combustibil cu hidrogen pentru a alimenta serverele dintr-un centru de date.
Instalația de 250 kW a fost realizată de companie . În viitor, o instalație similară de 3 megawați va înlocui generatoarele diesel tradiționale, care sunt utilizate în prezent ca sursă de energie de rezervă în centrele de date.
Hidrogenul este considerat un combustibil prietenos cu mediul, deoarece arderea lui produce doar apă.
Microsoft a stabilit o sarcină .
Ca și în alte centre de date, centrele de date Azure folosesc generatoare diesel ca surse de alimentare de rezervă atunci când se pierde electricitatea de-a lungul canalului principal. Acest echipament este inactiv 99% din timp, dar centrul de date îl menține în continuare în stare de funcționare, astfel încât să funcționeze fără probleme în cazul unor defecțiuni rare. În practică, la Microsoft, aceștia sunt supuși doar verificărilor lunare de performanță și testelor anuale de încărcare, atunci când încărcarea de la ei este efectiv livrată către servere. Căderile principale de curent nu apar în fiecare an.
Cu toate acestea, experții Microsoft au calculat că cele mai recente modele de pile de combustibil cu hidrogen sunt deja mai rentabile decât generatoarele diesel.
În plus, sursa de alimentare de rezervă (UPS) utilizează acum baterii care furnizează energie în intervalul scurt (30 de secunde până la 10 minute) dintre întreruperea curentului și ridicarea generatoarelor diesel. Aceștia din urmă sunt capabili să funcționeze continuu până când se epuizează benzina.
Pila de combustibil cu hidrogen înlocuiește atât UPS-ul, cât și generatorul diesel. Este format din rezervoare de stocare a hidrogenului și o unitate de electroliză, care împarte moleculele de apă în hidrogen și oxigen. Iată cum arată modelul Power Innovations de 250 kW în realitate:
Instalația este pur și simplu conectată la rețeaua electrică existentă - și nu necesită alimentarea cu combustibil din exterior, precum un generator diesel. Poate fi integrat cu panouri solare sau parcuri eoliene, care vor genera suficient hidrogen pentru a umple rezervoarele. Astfel, hidrogenul este folosit ca baterie chimică pentru centralele solare și eoliene.
În 2018, cercetătorii de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă din Colorado (SUA) au efectuat primul experiment de succes privind alimentarea unui rack de server din celule de combustie folosind o PEM (membrană de schimb de protoni), adică pe .
PEM este o tehnologie relativ nouă pentru producerea hidrogenului. Acum astfel de instalații înlocuiesc treptat electroliza alcalină tradițională. Inima sistemului este celula de electroliză. Are doi electrozi, un catod și un anod. Între ele există un electrolit solid, acesta este o membrană de schimb de protoni realizată dintr-un polimer de înaltă tehnologie.
Din punct de vedere tehnologic, protonii curg constant în interiorul membranei, în timp ce electronii se deplasează prin canalul extern. Apa deionizată curge către anod, unde este împărțită în protoni, electroni și oxigen gazos. Protonii trec prin membrană, în timp ce electronii se deplasează printr-un circuit electric extern. La catod, protonii și electronii se reunesc pentru a forma hidrogen gazos (H2).
Acesta este un mod excepțional de înaltă performanță, fiabil și rentabil de a produce hidrogen direct la punctul de consum. Apoi, când hidrogenul și oxigenul se combină, se formează vapori de apă și se generează electricitate.
În septembrie 2019, Power Innovations a început să experimenteze cu o celulă de combustibil de 250 de kilowați care alimentează 10 rafturi de servere complete. În decembrie, sistemul a trecut un test de fiabilitate de 24 de ore, iar în iunie 2020 - un test de 48 de ore.
În timpul ultimului experiment, patru astfel de celule de combustibil au funcționat în mod automat. :
- 48 ore de lucru continuu
- 10 kWh de energie electrică generată
- 814 kg de hidrogen folosit
- 7000 litri de apă produsă
Acum, compania intenționează să folosească aceeași tehnologie pentru a construi o celulă de combustibil de 3 megawați. Acum va fi pe deplin comparabil ca putere cu generatoarele diesel instalate în centrele de date Azure.
O organizație internațională promovează hidrogenul ca combustibil , care reunește producători de echipamente, companii de transport și mari clienți - Microsoft și-a desemnat deja un reprezentant în acest consiliu. În principiu, toate tehnologiile pentru producerea hidrogenului și generarea de energie electrică sunt deja disponibile. Sarcina organizației este să le extindă. Mai este mult de lucru aici.
Experții văd un viitor grozav pentru celulele de combustibil de tip PEM. În ultimii doi ani, costul acestora a scăzut de aproximativ patru ori. Ele completează perfect stațiile fotovoltaice și eoliene, acumulând energie în perioadele de maximă generare - și eliberând-o în rețea în momentele de sarcină maximă.
Din nou, ele pot fi folosite pentru intermediere la bursa de energie, unde sistemul achiziționează energie în perioadele de minim sau chiar — și îl oferă în momentele de valoare maximă. Astfel de sisteme de brokeraj pot funcționa automat, cum ar fi roboții de tranzacționare.
Despre drepturile de publicitate
Sursele de alimentare de rezervă ale centrelor noastre de date nu funcționează pe hidrogen, dar fiabilitatea lor este excelentă! Al nostru servere epice - acestea sunt puternice , care folosesc procesoare moderne de la AMD.
Despre cum am construit un cluster pentru acest serviciu în pe Habr.
Sursa: www.habr.com