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微軟:燃料動力電池有助數據中心降低成本

鉅大LARGE  |  點擊量:719次  |  2021年09月27日  

微軟研究中心公布的一份報告顯示,有了這項技術,數據中心可以在電力公司供應的電力不足,而天然氣資源豐富的地區進行擴建。此外,由于天然氣供應比電力供應來得更可靠,因而可以縮短這些數據中心的停機時間。


研究人員表示,設計這類數據中心時,有許多變化因素要考慮進去;但總的來說,大有希望建造更節能的數據中心。


研究人員曾試著將體積較小的燃料動力鋰電池(類似丙烷作為供電來源的巴士所用的那種燃料動力鋰電池)分布到數據中心的各個角落,為服務器機架供電,結果發現了幾個潛在的優點。它不像傳統數據中心那樣要有線配電系統。就算某只燃料動力鋰電池壞了,影響的也是數量有限的服務器,數據中心管理軟件應付得了這種情況。由于燃料動力鋰電池供應的是直流電,因而不要服務器里面將交流電轉換成直流電的變流器。


在這種架構中,電源供應將是附近的每個服務器機架,那樣就不要在整個數據中心部署配電系統,而配電系統通常配備相應的變壓器、高壓開關設備以及配電電纜。天然氣傳輸管道和泄漏傳感器的成本比較低。研究人員表示,整個數據中心所需的場地面積可以減少30%.


較之傳統的供電方法,燃料動力鋰電池排放的二氧化碳要少49%,排放的一氧化碳要少68%,排放的一氧化氮更是要少91%.

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燃料動力鋰電池確實要傳統數據中心不要的一些特殊設備,比如從甲烷中提煉氫的重整爐、電池和啟動系統以及輔助電路。


設計燃料動力鋰電池供電的數據中心時,必須考慮到服務器使用方面出現的高峰,這通常要立即新增供電量。燃料動力鋰電池在恒定負載下性能最佳,它可能比需求方面出現的變化滯后幾秒鐘。微軟報告指出:“一些使用高峰可以由服務器電源供電系統的內部電容器來解決。但瞬間擁擠和硬件故障等重大變化還是得由外部能源貯存裝置(電池或超級電容)或者負荷組來加以解決?!?/p>


研究人員表示,假如使用機架級電池,每瓦特成本為3至5美元,預計可以用上五年再更換。整個系統的使用壽命定為10年。由于天然氣供應非常穩定,因而不要購置柴油發電機和不間斷電源。機架級配電不要變壓器、高壓開關設備和配電電纜。天然氣輸送管道和泄漏傳感器的成本比較低。


傳統數據中心的資本成本是每只機架每月313.43美元。假如是機架級燃料動力鋰電池數據中心,每月成本要少50.72美元至63.36美元。傳統數據中心每只機架每月的運營成本是223.51美元,而聚合物電解質膜燃料動力鋰電池供電的數據中心每月花費是214.06美元。要是采用一種名為固體氧化物燃料動力鋰電池的不同技術,可以節省更多的費用。費用節省多少還會有所波動,這要看數據中心所在地區的電價。


研究人員表示,天然氣配送系統的可靠性要勝過電網系統,可以將數據中心的停機時間由每年平均8小時45分鐘縮短到2小時6分鐘。

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研究人員曾考慮使用大型燃料動力鋰電池,接入到傳統的傳統數據系統,直接代替電力公司供應的電力,但是他們后來覺得燃料動力鋰電池體積越大,出現故障的可能性也就越大。而且,成本也很高。


他們還考慮了用小型燃料動力鋰電池為單臺服務器供電。那樣,萬一出現故障,也只影響一臺服務器;由于電池實現了集成化,所以不存在直流電傳輸損耗。不過,與機架所需的大一號燃料動力鋰電池相比,許多小型燃料動力鋰電池堆在一起的結果是,能源利用起來效率不太高、成本效益不太顯著。



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