Операторы дата-центров уже довольно давно экспериментируют с топливными элементами, пытаясь увеличить экологичность ЦОД и продлить время автономной работы подконтрольных объектов в случае отключения сетевого электроснабжения. Некоторые интернет-гиганты всерьез подумывают о том, чтобы сделать топливные элементы основным источником электроэнергии для своих ЦОД, а коммунальную электросеть, через которую зачастую поступает электричество с “грязных” угольных ТЭС, сделать резервной. Недавно представители американской компании Equinix, которая предоставляет площади в своих машзалах для размещения клиентского серверного оборудования (колокейшн), озвучили еще одно преимущество установки этих энергоблоков в ЦОД. Речь идет о повышении уровня пожарной безопасности. Колокейшн-провайдер уже опробовал новую систему в своем дата-центре FR4, который находится во Франкфурте (Германия).
Принцип действия нового энергоблока Fuji Electric
Установленный там топливный элемент будет способен генерировать 800 000 киловатт-часов электроэнергии в год и еще 2160 гигаджоулей тепловой энергии. Он сможет удовлетворить примерно 25% потребностей в электроэнергии со стороны Equinix FR4, при этом активное использование топливного элемента позволит избежать попадания в атмосферу около 150 тонн углекислого газа в год.
100-киловаттный топливный элемент был создан инженерами японского промышленного гиганта Fuji Electric и установлен специалистами немецкой компании N2telligence, которая занималась разработкой проекта. Поддержку участникам проекта оказывала организация Hydrogen and Fuel Cell Initiative Hessen (H2BZ).
Топливный элемент Bloom Energy
Топливные элементы представляют собой энергоблоки, работающие на природном газе (или биогазе), который с применением катализатора используется для получения электроэнергии и тепла. Побочными продуктами работы такой установки выступают вода и азот. Причем вода может быть использована в системе охлаждения ЦОД. Топливные элементы зачастую устанавливаются в непосредственной близости от объекта, где применяется сгенерированное электричество, поэтому они могут быть более эффективными, чем ТЭС (отсутствуют потери электроэнергии, характерные для длинной ЛЭП, проходящей от удаленной электростанции к дата-центру).
Примечательно, что при химическом горении природного газа или же биогаза внутри топливных элементов в атмосферу выделяется, как правило, намного меньше двуокиси углерода, чем при сгорании угля на обычных электростанциях. Поэтому топливные элементы являются еще и более экологически чистым источником электроэнергии, чем те же угольные ТЭС. Помимо обеспечения относительно высокой экологичности и эффективности топливные элементы также являются отличным механизмом повышения автономности ЦОД. Крупные интернет-компании вроде eBay и Microsoft уже используют подобные энергоблоки для минимизации риска даунтайма в своих дата-центрах.
Топливный элемент FuelCell Energy
Представители Equinix говорят, что в дополнение к работе по повышению надежности своей вычислительной инфраструктуры и защите окружающей среды, компания также использует топливные элементы для максимизации уровня пожарной безопасности. Сообщается, что при эксплуатации энергоблока Fuji Electric можно регулировать концентрацию азота и кислорода в воздухе. Благодаря этому инженеры могут создать насыщенный азотом воздух, который может заполнять здание и предотвращать пожары. Энергоблок позволяет не только выйти на определенный уровень концентрации кислорода в воздухе, но и поддерживать этот уровень на протяжении достаточно длительного периода времени.
Следует отметить, что пожары в дата-центрах являются относительно редким явлением, но когда они случаются, интернет-компании несут огромные убытки. Представители Equinix говорят, что новая установка Fuji Electric является единственным в мире топливным элементом, характеризующимся повышенным уровнем интеграции с дата-центром, что необходимо для использования энергоблока во время противопожарных мероприятий. Сообщается, что специалисты Equinix и N2telligence в ближайшие месяцы будут осуществлять мониторинг топливного элемента с целью оценки целесообразности применения этой технологии в других дата-центрах колокейшн-провайдера.
