Microsoft om världens första storskaliga experiment med vätebränsleceller för att driva servrar i ett datacenter.
Installationen på 250 kW utfördes av företaget . I framtiden kommer en liknande 3-megawattsinstallation att ersätta traditionella dieselgeneratorer, som idag används som reservkraftkälla i datacenter.
Vätgas anses vara ett miljövänligt bränsle eftersom dess förbränning endast producerar vatten.
Microsoft har satt en uppgift .
Liksom i andra datacenter använder Azure datacenter dieselgeneratorer som reservkraftkällor när elektricitet längs huvudkanalen går förlorad. Denna utrustning är inaktiv 99 % av tiden, men datacentret håller den fortfarande i fungerande skick så att den fungerar smidigt vid sällsynta fel. I praktiken, hos Microsoft, genomgår de bara månatliga prestandakontroller och årliga belastningstester, när belastningen från dem faktiskt levereras till servrarna. Huvudströmavbrott inträffar inte varje år.
Microsofts experter har dock räknat ut att de senaste modellerna av vätebränsleceller redan är mer kostnadseffektiva än dieselgeneratorer.
Dessutom använder reservströmförsörjning (UPS) nu batterier som ger ström under det korta intervallet (30 sekunder till 10 minuter) mellan strömavbrottet och höjningen av dieselgeneratorer. De senare kan arbeta kontinuerligt tills bensinen tar slut.
Vätgasbränslecellen ersätter både UPS och dieselgeneratorn. Den består av vätelagringstankar och en elektrolysenhet, som delar upp vattenmolekyler i väte och syre. Så här ser 250 kW Power Innovations-modellen ut i verkligheten:
Installationen är helt enkelt ansluten till det befintliga elnätet - och kräver inte tillförsel av bränsle utifrån, som en dieselgenerator. Den kan integreras med solpaneler eller vindkraftsparker, som kommer att generera tillräckligt med väte för att fylla tankar. Vätgas används alltså som ett kemiskt batteri för sol- och vindkraftverk.
Under 2018 genomförde forskare från National Renewable Energy Laboratory i Colorado (USA) det första framgångsrika experimentet med att driva ett serverrack från bränsleceller med hjälp av ett PEM (proton exchange membrane), det vill säga på .
PEM är en relativt ny teknik för att producera väte. Nu ersätter sådana installationer gradvis traditionell alkalisk elektrolys. Hjärtat i systemet är elektrolyscellen. Den har två elektroder, en katod och en anod. Mellan dem finns en fast elektrolyt, detta är ett protonbytesmembran tillverkat av en högteknologisk polymer.
Teknologiskt strömmar protoner stadigt in i membranet, medan elektroner rör sig genom den yttre kanalen. Avjoniserat vatten strömmar till anoden, där det delas upp i protoner, elektroner och syrgas. Protoner passerar genom membranet, medan elektroner rör sig genom en extern elektrisk krets. Vid katoden återförenas protoner och elektroner för att bilda vätgas (H2).
Detta är ett exceptionellt högpresterande, pålitligt och kostnadseffektivt sätt att producera vätgas direkt vid konsumtionen. Sedan, när väte och syre kombineras, bildas vattenånga och elektricitet genereras.
I september 2019 började Power Innovations experimentera med en bränslecell på 250 kilowatt som driver 10 fulla serverrack. I december klarade systemet ett 24-timmars tillförlitlighetstest och i juni 2020 - ett 48-timmarstest.
Under det senaste experimentet fungerade fyra sådana bränsleceller i automatiskt läge. :
- 48 timmars kontinuerlig drift
- 10 560 kWh genererad el
- 814 kg väte används
- 7000 liter vatten produceras
Nu planerar företaget att använda samma teknik för att konstruera en bränslecell på 3 megawatt. Nu kommer den att vara helt jämförbar i kraft med dieselgeneratorer installerade i Azures datacenter.
En internationell organisation främjar väte som bränsle , som samlar utrustningstillverkare, transportföretag och stora kunder - Microsoft har redan utsett en representant i detta råd. I princip finns all teknik för vätgasproduktion och elproduktion redan tillgänglig. Organisationens uppgift är att skala dem. Det finns fortfarande mycket arbete kvar att göra här.
Experter ser en stor framtid för bränsleceller av PEM-typ. Under de senaste två åren har deras kostnader minskat med cirka fyra gånger. De kompletterar solcells- och vindstationer perfekt, ackumulerar energi under perioder med maximal generering - och släpper ut den i nätverket vid tider med toppbelastning.
Återigen kan de användas för mäkleri på energibörsen, där systemet köper energi under perioder med minimum eller t.o.m. — och ger bort det vid ögonblick av högsta värde. Sådana mäklarsystem kan fungera automatiskt, som handelsbots.
Om reklamens rättigheter
Reservströmförsörjningen i våra datacenter körs inte på vätgas, men deras tillförlitlighet är utmärkt! Vår episka servrar - dessa är kraftfulla , som använder moderna processorer från AMD.
Om hur vi byggde ett kluster för den här tjänsten i på Habr.
Källa: will.com