de Microsoft despre primul experiment la scară largă din lume privind utilizarea celulelor de combustie pe bază de hidrogen pentru alimentarea serverelor în centrele de date.
Instalația de 250 kW a fost realizată de compania . În viitor, o astfel de instalație de 3 megawați va înlocui generatoarele diesel tradiționale, care sunt în prezent utilizate ca sursă de alimentare de rezervă în centrele de date.
Hidrogenul este considerat un combustibil ecologic, deoarece prin arderea sa se produce doar apă.
Microsoft și-a propus .
La fel ca în alte centre de date, în centrele de date Azure generatoarele diesel sunt utilizate ca surse de alimentare de rezervă atunci când dispare electricitatea de la canalul principal. Acest echipament este inactiv 99% din timp, dar centrul de date îl menține în stare de funcționare pentru a funcționa fără probleme în caz de întreruperi rare. În practică, Microsoft efectuează doar o verificare lunară a funcționalității și un test de sarcină anual, când sarcina în realitate este livrată serverelor. Întreruperile alimentării principale nu au loc în fiecare an.
Cu toate acestea, specialiștii Microsoft au calculat că cele mai recente modele de celule de combustie pe bază de hidrogen sunt deja mai rentabile decât generatoarele diesel.
În plus, acum pentru alimentarea de rezervă (UPS) se folosesc baterii, care oferă putere într-un interval scurt (de la 30 de secunde la 10 minute) între deconectarea rețelei și pornirea generatoarelor diesel. Acestea din urmă pot funcționa continuu, până când se termină benzina.
Celula de combustie pe bază de hidrogen înlocuiește atât UPS-ul, cât și generatorul diesel. Ea constă din rezervoare de stocare a hidrogenului și o instalație de electroliză care descompune moleculele de apă în hidrogen și oxigen. Iată cum arată în realitate modelul Power Innovations de 250 kW:
Instalația se conectează pur și simplu la rețeaua electrică existentă - și nu necesită livrarea de combustibil din exterior, ca un generator diesel. Poate fi integrată cu panouri solare sau turbine eoliene, ceea ce va permite generarea unei cantități suficiente de hidrogen pentru umplerea rezervoarelor. Astfel, hidrogenul este utilizat ca o baterie chimică pentru energia electrică provenită de la stațiile solare și eoliene.
În 2018, cercetătorii de la Laboratorul Național pentru Energie Regenerabilă din Colorado (SUA) au realizat primul experiment de succes în alimentarea unui rack de servere cu celule de combustie pe bază de membrană de schimb de protoni (PEM), adică pe .
PEM este o tehnologie relativ nouă de obținere a hidrogenului. În prezent, aceste instalații încep să înlocuiească treptat electroliza alcalină tradițională. Inima sistemului este celula de electroliză. Aceasta dispune de doi electrozi, catod și anod. Între aceștia se află un electrolit solid, care este membrana de schimb de protoni dintr-un polimer de înaltă tehnologie.
Tehnologic, protonii trec constant prin membrană, în timp ce electronii se deplasează printr-un canal extern. La anod ajunge apă deionizată, care se descompune în protoni, electroni și oxigen gazos. Protonii traversează membrana, iar electronii circulă prin circuitul electric extern. La catod, protonii și electronii se reunesc, formând hidrogen gazos (H2).
Aceasta este o metodă extrem de eficientă, fiabilă și economică de a obține hidrogen direct la locul de consum. Apoi, prin combinarea hidrogenului și oxigenului, se formează vapori de apă și se generează electricitate.
În septembrie 2019, compania Power Innovations a început să experimenteze o celulă de combustie de 250 de kilowați, care alimentează 10 rack-uri 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, au funcționat automat patru astfel de celule de combustie. :
- 48 de ore de funcționare continuă
- Generat 10.560 kWh de electricitate
- Utilizat 814 kg de hidrogen
- Produs 7000 l de apă
Acum compania plănuiește să construiască o celulă de combustie de 3 megawați folosind aceeași tehnologie. Aceasta va avea o putere care va corespunde complet generatorilor pe bază de motorină instalați în centrele de date Azure.
Promovarea hidrogenului ca combustibil este realizată de o organizație internațională , care reunește producătorii de echipamente, companiile de transport și marii clienți — Microsoft a desemnat deja un reprezentant în acest consiliu. În principiu, toate tehnologiile necesare pentru producerea hidrogenului și generarea energiei electrice sunt deja disponibile. Sarcina organizației este să le scaleze. Aici mai este mult de lucru.
Specialiștii văd un viitor promițător pentru celulele de combustie de tip PEM. În ultimii doi ani, costul lor a scăzut de aproximativ patru ori. Acestea completează perfect stațiile fotovoltaice și eoliene, stocând energia în perioadele de maximă generare — și livrând-o în rețea în momentele de vârf.
Din nou, acestea pot fi folosite pentru brokeraj pe piața energetică, atunci când sistemul cumpără energie în perioade de prețuri minime sau chiar — și o vinde în momentele de maximă valoare. Astfel de sisteme de brokeraj pot funcționa automat, ca niște roboți de tranzacționare.
În numele publicității
Sursele de alimentare de rezervă ale centrelor noastre de date funcționează, deși nu pe bază de hidrogen, dar fiabilitatea este la un nivel înalt! Ale noastre epice — sunt puternice , care folosesc procesoare moderne de la AMD.
Despre cum am construit un cluster pentru acest serviciu în pe Habr.
Sursa: habr.com
