マイクロソフト以外の企業も、燃料電池からのエネルギーを動力とするデータセンターを作成するという考えを表明しました。 この記事では、この分野の組織の発展と実験について説明します。
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データセンターに燃料電池が必要なのはなぜですか？
燃料電池は、供給された燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスです。 それらは、自動車、建物、軍用機器、宇宙船の動力に使用されます。 燃料電池は、低コストでCO2排出量が少ない可能性があるため、太陽エネルギーと風力エネルギーの代替として考えられています。
2014年、米国のデータセンターでは、総容量が100メガワットの燃料電池を設置しました。 2020年までに、地元の市場は60億ドルに成長すると予想されており、燃料電池を試す企業の考えは、ミニエレメントをサーバーラックに直接接続することです。 このアプローチは、消費地点で電力が生成されるため、中央電源システムからの電力の必要性を減らします。
マイクロソフトの研究は、燃料電池をIT機器に接続すると、従来の電源システムをほぼ完全に放棄して冗長化できることを証明しています。
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燃料電池ベースのデータセンターの従来のシステムに対する利点は次のとおりです。
- 信頼性の向上-障害ポイントは1つのサーバーラックに制限されます。
- エネルギー効率-送電と電気の変換を生成するプロセスで失われるエネルギーの量が大幅に削減されます。
- データセンターの統合-燃料電池を備えたシステムは、世界中のほぼどこにでも展開できます。
- 全国規模での省エネ-データセンターは現在、米国のエネルギー消費全体の約2％を占めています。 オンサイトジェネレーターを使用すると、このバーが低くなります。
燃料電池の使用者
マイクロソフトのエンジニア、ショーン・ジェームズによると、ガス燃料電池の技術により、将来のデータセンターは主電源から完全に切り離されます。 ただし、セルにはまだ外部リソースが必要です。 要素は、燃料供給が停止するまで電力を維持します。 燃料は 、天然ガス、メタン、さらにはメタノールなどのさまざまな可燃性物質から入手できます 。
マイクロソフトのガス燃料電池のコンセプトは、企業やその他のテクノロジー企業による長年の実験に基づいています。 2010年、Googleは燃料電池メーカーBloom Bloom Energy の最初の顧客になりました 。 ブルームメタン燃料電池は、本社にエネルギーを提供しました。 1年半の間、彼らはアクセシビリティレベルを98％以内に保ちました。
その後、燃料電池はTシステム、富士通、ベライゾン、シラキュース大学などの組織に採用されました。 2012年に、Apple は燃料電池に基づくプライベートプロジェクトを発表し、1年後にそれを開始しました。 システムはメタンで実行されます。 データセンターで使用されるエネルギーの60〜100％は、同じバイオガス燃料電池と2つのソーラーパネルによって生成されます。
同じ年に、eBayはブルームエネルギーの助けを借りて、ソルトレイクシティにその種の最初のものを建設しました 。 その中の燃料電池が主要なエネルギー源となり、8メガワットのうち6ワットを生成しました。 天然ガスが燃料として使用されました。 EBayは、従来の設計と比較して、CO2排出量を49％削減し、データセンターの可用性を向上させると予測しました。 EBayは、過剰なエネルギーをOrmat Technologiesに販売することにさえ同意しています。
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ご覧のとおり、Bloom Energyはほとんどの大規模プロジェクトで採用されています。 リーダーシップの地位を維持し、初期費用を削減するために、2013年にバンクオブアメリカの支援を受けてリースプログラムを導入しました 。
一方、マイクロソフトは 、カリフォルニア大学アーバイン校とワイオミング州のデータセンターで、ブルームなしでテクノロジーをテストしていました。 この企業は、各ラックの燃料電池のアイデアの実装に向けて体系的に動いていました。 しかし、問題はプロジェクトの高コストでした。
政府からの助成金と燃料電池レドックス電力システムの会社供給者は、その決定を助けました。 もう1つの困難は、エネルギー要素がサーバーのワークロードの予想外の急増で十分なレベルの電力を提供できなかったことです。 解決策として、バッテリーを使用してピーク負荷を吸収することが提案されました。
2015年、Equinixプロバイダーは要素の実験を開始しました。 今年、彼は米国の12のデータセンターに燃料電池を設置することを発表しました。 これは、これまでにデータセンターシステムに燃料電池を導入する最大のプロジェクトです。 ブルームエネルギーは再び細胞の供給を担当しています。
米国だけでなく、燃料電池にも頼っています。 今年、アイルランドのデータセンターは、ガス燃料電池を使用して必要な電力の4分の1を生成する予定であることを発表しました。 また、ドイツの自動車の懸念であるダイムラーとパートナーは 、データセンター向けの水素燃料電池の開発について話しました 。 現在、これらのデバイスは主に自動車の動力として使用されています。
技術普及の困難
Bloom EnergyのPeter Grossは、データセンターの従来の電気機器は非効率的であると考えています。その容量は十分に活用されていません。 各システムは半分以下でロードされます。 同時に、ガスシステムの運用コストは、送電システムのコストよりも低くなります。 ただし、テクノロジーにはいくつかの障害があります。
たとえば、高い資本コスト。 燃料電池の生産はニッチなビジネスであると考えられているため、データセンターの価格は依然として高いままです。 しかし、大企業が大量に燃料電池を購入すると、市場で競争が発生します。 州はこの産業への助成を開始し、コストは最終的に減少します。
米国当局は、最近フロリダで猛威を振るっていた最近のハリケーンIrmaの間に、テクノロジーの利点を理解することができました。 ウォルマートの配送センターの1つが停止しました。 しかし、そのインフラストラクチャは、水素燃料電池のネットワークによって駆動されていました。 これにより、重要な瞬間に食品が途切れることなく供給されます。
別の問題は、大量の熱が発生することです。 燃料電池の主な副産物は、低ガス含有量の水と熱です。 たとえば、リン酸塩燃料電池の場合、一部の機器は高温にも対応していません 。 一方、発生した熱を使用して、システムの効率を高めることができます。
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