燃料电池解忧数据中心供电麻烦

微软研究中心发布的一份报告显示，有了这项技术，数据中心可以在电力公司供应的电力不足，而天然气资源丰富的地区进行扩建。此外，由于天然气供应比电力供应来得更可靠，因而可以缩短这些数据中心的停机时间。

研究人员表示，设计这类数据中心时，有许多变化因素需要考虑进去;但总的来说，大有希望建造更节能的数据中心。

研究人员曾试着将体积较小的燃料电池(类似丙烷作为供电来源的巴士所用的那种燃料电池)分布到数据中心的各个角落，为服务器机架供电，结果发现了几个潜在的优点。它不像传统数据中心那样需要有线配电系统。就算某只燃料电池坏了，影响的也是数量有限的服务器，数据中心管理软件应付得了这种情况。由于燃料电池提供的是直流电，因而不需要服务器里面将交流电转换成直流电的变流器。

在这种架构中，电源供应将是附近的每个服务器机架，那样就不需要在整个数据中心部署配电系统，而配电系统通常配备相应的变压器、高压开关设备以及配电电缆。天然气传输管道和泄漏传感器的成本比较低。研究人员表示，整个数据中心所需的场地面积可以减少30%。

较之传统的供电方法，燃料电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%。

燃料电池确实需要传统数据中心不需要的一些特殊设备，比如从甲烷中提炼氢的重整炉、电池和启动系统以及辅助电路。

设计燃料电池供电的数据中心时，必须考虑到服务器使用方面出现的高峰，这通常需要立即增加供电量。燃料电池在恒定负载下性能最佳，它可能比需求方面出现的变化滞后几秒钟。微软报告指出：“一些使用高峰可以由服务器电源供电系统的内部电容器来解决。但瞬间拥挤和硬件故障等重大变化还是得由外部能源贮存装置(电池或超级电容)或者负荷组来加以解决。”

研究人员表示，如果使用机架级电池，每瓦特成本为3至5美元，预计可以用上五年再更换。整个系统的使用寿命定为10年。由于天然气供应非常稳定，因而不需要购置柴油发电机和不间断电源。机架级配电不需要变压器、高压开关设备和配电电缆。天然气输送管道和泄漏传感器的成本比较低。

传统数据中心的资本成本是每只机架每月313.43美元。如果是机架级燃料电池数据中心，每月成本要少50.72美元至63.36美元。传统数据中心每只机架每月的运营成本是223.51美元，而聚合物电解质膜燃料电池供电的数据中心每月花费是214.06美元。要是采用一种名为固体氧化物燃料电池的不同技术，可以节省更多的费用。费用节省多少还会有所波动，这要看数据中心所在地区的电价。

研究人员表示，天然气配送系统的可靠性要胜过电网系统，可以将数据中心的停机时间由每年平均8小时45分钟缩短到2小时6分钟。

研究人员曾考虑使用大型燃料电池，接入到传统的传统数据系统，直接代替电力公司提供的电力，但是他们后来觉得燃料电池体积越大，出现故障的可能性也就越大。而且，成本也很高。

他们还考虑了用小型燃料电池为单台服务器供电。那样，万一出现故障，也只影响一台服务器;由于电池实现了集成化，所以不存在直流电传输损耗。不过，与机架所需的大一号燃料电池相比，许多小型燃料电池堆在一起的结果是，能源利用起来效率不太高、成本效益不太显著。