Microsoft o prvom vo svete veľkom meradle experimente s využitím vodíkových palivových článkov na napájanie serverov v dátovom centre.
Inštaláciu 250 kW uskutočnila spoločnosť . V budúcnosti podobná 3-megawattová inštalácia nahradí tradičné naftové generátory, ktoré sa v súčasnosti používajú ako záložný zdroj napájania v DCD.
Vodík sa považuje za ekologické palivo, pretože pri jeho spaľovaní vzniká iba voda.
Microsoft si stanovil cieľ .
Rovnako ako v iných DCD, v dátových centrách Azure sa naftové generátory používajú ako záložné zdroje napájania, keď sa preruší elektrina z hlavného kanála. Toto zariadenie je nečinné 99% času, ale dátové centrum ho stále udržiava v prevádzkovom stave, aby fungovalo bez prerušenia v prípade zriedkavých výpadkov. V praxi má rovnaký Microsoft len mesačné kontroly funkčnosti a ročné záťažové testovanie, keď sa z nich naozaj dodáva záťaž na servery. Výpadky hlavného napájania nenastávajú každý rok.
Napriek tomu odborníci Microsoftu vypočítali, že posledné modely vodíkových palivových článkov sú už ekonomicky výhodnejšie než naftové generátory.
Okrem toho sa teraz na záložné napájanie (UPS) používajú batérie, ktoré poskytujú výkon v malom intervale (od 30 sekúnd do 10 minút) medzi výpadkom siete a spustením naftových generátorov. Posledné môžu pracovať nepretržite, kým sa benzín nevyčerpá.
Vodíkový palivový článok nahrádza aj UPS, aj naftový generátor. Skladá sa z nádrží na vodík a elektrolýznej jednotky, ktorá rozdeľuje molekuly vody na vodík a kyslík. Takto vyzerá skutočný model Power Innovations s výkonom 250 kW:
Inštalácia sa jednoducho pripojí k existujúcej elektrickej sieti - a nevyžaduje dovoz paliva zvonku ako naftový generátor. Môže byť integrovaná so solárnymi panelmi alebo veternými elektrárňami, čo umožní vygenerovať dostatok vodíka na naplnenie nádrží. Týmto spôsobom sa vodík používa ako chemický akumulátor elektrickej energie pre solárne a veterné elektrárne.
V roku 2018 vedci z Národnej laboratória pre obnoviteľnú energiu v Colorade (USA) uskutočnili prvý úspešný experiment s napájaním serverových rackov z palivových článkov na PEM (membrány založené na výmene protónov), teda na .
PEM je relatívne nová technológia na výrobu vodíka. V súčasnosti tieto zariadenia postupne nahrádzajú tradičnú alkalickú elektrolyzu. Srdcom systému je elektrolytická bunka. Obsahuje dva elektrody, katód a anód. Medzi nimi sa nachádza pevný elektrolyt, ktorým je práve protonomenná membrána z high-tech polyméru.
Technologicky prúdia protóny stabilne vnútri membrány, zatiaľ čo elektróny sa pohybujú vonkajším kanálom. Na anód prichádza deionizovaná voda, ktorá sa rozpadá na protóny, elektróny a plynný kyslík. Protóny prechádzajú membránou, a elektróny sa pohybujú cez vonkajší elektrický obvod. Na katóde sa protóny a elektróny spájajú, vytvárajúci plynný vodík (H2).
Ide o mimoriadne výkonný, spoľahlivý a ekonomicky efektívny spôsob výroby vodíka priamo na mieste jeho spotreby. Potom, pri spojení vodíka a kyslíka, vznikajú vodné pary a generuje sa elektrina.
V septembri 2019 spoločnosť Power Innovations začala experimentovať so 250-kilowattovým palivovým článkom, ktorý napája 10 plných serverových rackov. V decembri systém prešiel 24-hodinovým testom spoľahlivosti, a v júni 2020 — 48-hodinovým.
Počas posledného experimentu pracovali automaticky štyri takéto palivové články. :
- 48 hodín nepretržitej prevádzky
- Vygenerovaných 10 560 kWh elektriny
- Využité 814 kg vodíka
- Vyrobené 7000 l vody
Teraz spoločnosť plánuje podľa tej istej technológie skonštruovať palivový článok s výkonom 3 megawattov. Ten už svojou mocou úplne zodpovedá dieselovým generátorom inštalovaným v dátových centrách Azure.
Propagovaním vodíka ako paliva sa zaoberá medzinárodná organizácia , ktorá spája výrobcov zariadení, dopravné spoločnosti a veľkých klientov — Microsoft už určil svojho zástupcu do tejto rady. V zásade sú všetky technológie na výrobu vodíka a výrobu elektriny už dostupné. Úlohou organizácie je ich rozšíriť. Je tu ešte veľa práce.
Odborníci vidia veľkú budúcnosť pre palivové články typu PEM. V posledných dvoch rokoch sa ich cena znížila asi štyrikrát. Skvele dopĺňajú fotovoltaické a veterné elektrárne, uchovávajú energiu v obdobiach maximálnej výroby — a odovzdávajú ju do siete v okamihoch vrcholného dopytu.
Opäť ich môžeme využiť na brokerovanie na energetickej burze, kedy systém nakupuje energiu v obdobiach minimálnych alebo dokonca — a odovzdáva ju v okamihoch maximálnej ceny. Takéto brokerské systémy môžu fungovať automaticky, ako obchodné roboty.
Na základe reklamy
Záložné zdroje energie našich dátových centier fungujú aj keď nie na vodíku, ale spoľahlivosť je na vrchole! Naše epických serveroch — sú výkonné , ktoré využívajú moderné procesory od AMD.
O tom, ako sme stavali klaster pre túto službu v na Habr.
Zdroj: habr.com
