أعلنت Microsoft عن أول تجربة واسعة النطاق في العالم لاستخدام خلايا وقود الهيدروجين لتشغيل الخوادم في مركز البيانات.
تم تركيب 250 كيلوواط بواسطة Power Innovations . في المستقبل ، ستحل وحدة 3 ميجاوات محل مولدات الديزل التقليدية ، والتي تُستخدم الآن كمصدر طاقة احتياطي في مراكز البيانات.
يعتبر الهيدروجين وقودًا صديقًا للبيئة لأنه ينتج الماء فقط نتيجة احتراقه.
حددت Microsoft هدفًا يتمثل في الاستبدال الكامل لجميع مولدات الديزل في مراكز البيانات الخاصة بها بحلول عام 2030 .
كما هو الحال في مراكز البيانات الأخرى ، في مراكز بيانات Azure ، تُستخدم مولدات الديزل كمصادر طاقة احتياطية عند فقد الكهرباء عبر القناة الرئيسية. يكون هذا الجهاز خاملاً بنسبة 99٪ من الوقت ، لكن مركز البيانات لا يزال يعمل على استمرار تشغيله بسلاسة في حالة حدوث حالات فشل نادرة. من الناحية العملية ، في نفس Microsoft ، يخضعون فقط لفحوصات صحية شهرية واختبار ضغط سنوي ، عندما يتم تسليم الحمل الفعلي منهم إلى الخوادم. لا يحدث انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي كل عام.
ومع ذلك ، فقد حسبت Microsoft أن أحدث طرازات خلايا وقود الهيدروجين هي بالفعل أكثر فعالية من حيث التكلفة من مولدات الديزل.
بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم البطاريات الآن للطاقة الاحتياطية (UPS) ، والتي توفر الطاقة في فترة زمنية قصيرة (من 30 ثانية إلى 10 دقائق) بين فصل الشبكة ورفع مولدات الديزل. هذا الأخير قادر على العمل بشكل مستمر حتى نفاد البنزين.
تحل خلية وقود الهيدروجين محل كل من UPS ومولد الديزل. يتكون من صهاريج تخزين الهيدروجين ووحدة التحليل الكهربائي التي تقسم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين. هذا ما يبدو عليه نموذج Power Innovations 250 kW في الواقع:
يتم توصيل الوحدة ببساطة بالشبكة الكهربائية الحالية - ولا تتطلب توفير الوقود من الخارج ، مثل مولد الديزل. يمكن دمجها مع الألواح الشمسية أو مزارع الرياح لتوليد ما يكفي من الهيدروجين لملء الصهاريج. وبالتالي ، يتم استخدام الهيدروجين كمركب كيميائي للكهرباء لمحطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
في عام 2018 ، أجرى باحثون من المختبر الوطني للطاقة المتجددة في كولورادو (الولايات المتحدة الأمريكية) أول تجربة ناجحة لتشغيل رف خادم من خلايا وقود غشاء تبادل البروتون (PEM) ، أي أغشية تبادل البروتون .
PEM هي تقنية جديدة نسبيًا لإنتاج الهيدروجين. في الوقت الحاضر ، تحل مثل هذه التركيبات تدريجياً محل التحليل الكهربائي القلوي التقليدي. قلب النظام هو خلية التحليل الكهربائي. لها قطبان كهربائيان ، كاثود وأنود. يوجد إلكتروليت صلب بينهما ، وهو عبارة عن غشاء لتبادل البروتونات مصنوع من بوليمر عالي التقنية.
من الناحية التكنولوجية ، تتدفق البروتونات بثبات داخل الغشاء ، بينما تتحرك الإلكترونات على طول القناة الخارجية. يدخل الماء منزوع الأيونات إلى القطب الموجب ، حيث ينقسم إلى بروتونات وإلكترونات وغاز أكسجين. تمر البروتونات عبر الغشاء ، وعندما تتحرك الإلكترونات عبر دائرة كهربائية خارجية. عند الكاثود ، تتحد البروتونات والإلكترونات لتكوين غاز الهيدروجين (H 2 ).
إنها طريقة عالية الأداء وموثوقة وفعالة من حيث التكلفة لإنتاج الهيدروجين مباشرة عند نقطة استهلاكه. ثم ، عندما يتحد الهيدروجين والأكسجين ، يتشكل بخار الماء وتتولد الكهرباء.
في سبتمبر 2019 ، بدأت شركة Power Innovations في تجربة خلية وقود تبلغ قوتها 250 كيلو وات تعمل على تشغيل 10 رفوف خوادم كاملة. في ديسمبر ، اجتاز النظام اختبار موثوقية على مدار 24 ساعة ، وفي يونيو 2020 ، اجتاز اختبارًا لمدة 48 ساعة.
خلال التجربة الأخيرة ، كانت أربع خلايا وقود في الوضع التلقائي. المؤشرات المسجلة للسجل :
- 48 ساعة من العمل المتواصل
- توليد 10560 كيلوواط ساعة من الكهرباء
- يستخدم 814 كجم من الهيدروجين
- أنتجت 7000 لتر من الماء
تخطط الشركة الآن لتصميم خلية وقود 3 ميغاواط باستخدام نفس التكنولوجيا. بالفعل ، من حيث الطاقة ، سوف تتطابق تمامًا مع مولدات الديزل المثبتة في مراكز بيانات Azure. يقوم مجلس الهيدروجين ، وهو
منظمة دولية تضم مصنعي المعدات وشركات النقل وكبار العملاء ، بالترويج للهيدروجين كوقود - وقد عينت Microsoft بالفعل ممثلها في هذا المجلس. من حيث المبدأ ، تتوفر بالفعل جميع تقنيات إنتاج الهيدروجين وتوليد الطاقة. التحدي الذي يواجه المنظمة هو توسيع نطاقها. لا يزال هناك الكثير من العمل للقيام به.
يرى الخبراء مستقبلًا رائعًا لخلايا الوقود PEM. على مدى العامين الماضيين ، انخفضت تكلفتها بنحو أربع مرات. إنها تكمل تمامًا محطات الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح ، وتخزن الطاقة خلال فترات التوليد القصوى - وتعطيها للشبكة في أوقات ذروة الحمل.
مرة أخرى ، يمكن استخدامها للوساطة في تبادل الطاقة ، عندما يشتري النظام الطاقة خلال فترات الأسعار الدنيا أو حتى السلبية - ويعيدها في لحظات التكلفة القصوى. يمكن أن تعمل أنظمة الوسيط هذه تلقائيًا مثل روبوتات التداول.
إعلان
تعمل إمدادات الطاقة الزائدة عن الحاجة لمراكز البيانات الخاصة بنا ، ولكن ليس على الهيدروجين ، لكن الموثوقية في المقدمة! لدينا خدمة ملحمة قوية VDS في موسكو مدعوم من المعالجات الحديثة من AMD.
كيف قمنا ببناء كتلة لهذه الخدمة في هذا المقال عن حبري.
