Microsoft telah mengumumkan eksperimen skala besar pertama di dunia yang menggunakan sel bahan bakar hidrogen untuk memberi daya pada server di pusat data.
Instalasi 250 kW dibuat dengan Power Innovations . Di masa mendatang, unit 3MW seperti itu akan menggantikan generator diesel tradisional, yang kini digunakan sebagai sumber daya cadangan di pusat data.
Hidrogen dianggap sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan karena hanya air yang dihasilkan dari pembakarannya.
Microsoft telah menetapkan tujuan untuk sepenuhnya mengganti semua generator diesel di pusat datanya pada tahun 2030 .
Seperti di pusat data lainnya, di pusat data Azure, generator diesel digunakan sebagai sumber daya cadangan saat listrik hilang melalui saluran utama. Perangkat keras ini 99% menganggur, tetapi pusat data tetap menjalankannya agar tetap berjalan dengan lancar jika terjadi kegagalan yang jarang terjadi. Dalam praktiknya, di Microsoft yang sama, mereka hanya menjalani pemeriksaan kesehatan bulanan dan pengujian stres tahunan, saat beban dari mereka benar-benar dikirim ke server. Kegagalan daya listrik tidak terjadi setiap tahun.
Namun, Microsoft telah menghitung bahwa model sel bahan bakar hidrogen terbaru sudah lebih hemat biaya daripada generator diesel.
Selain itu, baterai sekarang digunakan untuk daya cadangan (UPS), yang menyediakan daya dalam interval singkat (dari 30 detik hingga 10 menit) antara memutuskan aliran listrik dan menaikkan generator diesel. Yang terakhir mampu bekerja terus menerus hingga bensin habis.
Sel bahan bakar hidrogen menggantikan UPS dan generator diesel. Ini terdiri dari tangki penyimpanan hidrogen dan unit elektrolisis yang membagi molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Seperti inilah model Power Innovations 250 kW pada kenyataannya:
Unit ini hanya terhubung ke jaringan listrik yang ada - dan tidak memerlukan pasokan bahan bakar dari luar, seperti generator diesel. Ini dapat diintegrasikan dengan panel surya atau ladang angin untuk menghasilkan hidrogen yang cukup untuk mengisi tangki. Jadi, hidrogen digunakan sebagai akumulator kimia listrik untuk pembangkit listrik tenaga surya dan angin.
Pada tahun 2018, para peneliti di National Renewable Energy Laboratory di Colorado (AS) melakukan percobaan pertama yang berhasil untuk menyalakan rak server dari sel bahan bakar proton exchange membrane (PEM), yaitu membran pertukaran proton .
PEM adalah teknologi yang relatif baru untuk memproduksi hidrogen. Saat ini, instalasi semacam itu secara bertahap menggantikan elektrolisis alkali tradisional. Inti dari sistem ini adalah sel elektrolisis. Ia memiliki dua elektroda, katoda dan anoda. Elektrolit padat terletak di antara keduanya, ini adalah membran pertukaran proton yang terbuat dari polimer berteknologi tinggi.
Secara teknologi, proton mengalir secara stabil di dalam membran, sedangkan elektron bergerak di sepanjang saluran luar. Air deionisasi memasuki anoda, di mana ia terpecah menjadi proton, elektron, dan gas oksigen. Proton melewati membran, dan elektron bergerak melalui sirkuit listrik eksternal. Di katoda, proton dan elektron bersatu kembali membentuk gas hidrogen (H 2 ).
Ini adalah metode yang sangat berkinerja tinggi, andal, dan hemat biaya untuk menghasilkan hidrogen langsung pada titik konsumsinya. Kemudian, ketika hidrogen dan oksigen bergabung, uap air terbentuk dan listrik dihasilkan.
Pada September 2019, Power Innovations mulai bereksperimen dengan sel bahan bakar 250 kilowatt yang memberi daya pada 10 rak server penuh. Pada bulan Desember, sistem lulus uji keandalan 24 jam, dan pada Juni 2020, uji keandalan 48 jam.
Selama percobaan terakhir, empat sel bahan bakar berada dalam mode otomatis. Indikator rekaman yang direkam :
- 48 jam kerja terus menerus
- Menghasilkan listrik 10.560 kWh
- Menggunakan 814 kg hidrogen
- Menghasilkan 7000 liter air
Saat ini perseroan berencana merancang fuel cell berkapasitas 3 megawatt dengan menggunakan teknologi yang sama. Dalam hal daya, ini akan sepenuhnya cocok dengan generator diesel yang dipasang di pusat data Azure. Dewan Hidrogen , sebuah
organisasi internasional yang menyatukan produsen peralatan, perusahaan transportasi, dan pelanggan besar, mempromosikan hidrogen sebagai bahan bakar - Microsoft telah menunjuk perwakilannya di dewan ini. Pada prinsipnya, semua teknologi untuk produksi hidrogen dan pembangkit listrik sudah tersedia. Tantangan bagi organisasi adalah mengukurnya. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan.
Para ahli melihat masa depan yang cerah untuk sel bahan bakar PEM. Selama dua tahun terakhir, biaya mereka turun sekitar empat kali lipat. Mereka melengkapi pembangkit listrik tenaga fotovoltaik dan angin dengan sempurna, mengumpulkan energi selama periode pembangkitan maksimum - dan memberikannya ke jaringan pada saat beban puncak.
Sekali lagi, mereka dapat digunakan untuk perantara pertukaran energi, ketika sistem membeli energi selama periode harga minimum atau bahkan negatif - dan mengembalikannya pada saat-saat dengan biaya maksimum. Sistem broker semacam itu dapat bekerja secara otomatis seperti bot perdagangan.
Periklanan
Catu daya redundan dari pusat data kami berfungsi, meskipun tidak pada hidrogen, tetapi keandalannya adalah yang teratas! Server epik kami adalah VDS andal di Moskow yang ditenagai oleh prosesor modern dari AMD.
Cara kami membangun cluster untuk layanan ini dalam artikel di Habré ini.
