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燃料電池助力微軟碳中和計(jì)劃

溫室氣體排放問(wèn)題已經(jīng)引起各國(guó)政府和企業(yè)的重視,作為全球科技巨頭之一的微軟(Microsoft)于2020年初發(fā)布了其碳中和計(jì)劃。微軟計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)碳負(fù)排放,并計(jì)劃在2050年實(shí)現(xiàn)清除微軟成立以來(lái)的所有碳排放。

燃料電池助力微軟碳中和計(jì)劃

在微軟實(shí)現(xiàn)碳中和的過(guò)程中,微軟采用了綠電購(gòu)買(mǎi)、電車(chē)替換、植樹(shù)造林、BECCS(生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存)等手段。其中,在耗能大戶(hù)的數(shù)據(jù)中心,微軟采用了燃料電池發(fā)電機(jī)替換柴油發(fā)電機(jī),以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心的用電保障。在利用燃料電池減少數(shù)據(jù)中心碳排放過(guò)程中,微軟目前主要采用的是以天然氣作為燃料的SOFC(固體氧化物燃料電池)技術(shù)。由于SOFC技術(shù)在使用過(guò)程中仍會(huì)產(chǎn)生CO2,因此,微軟與Caterpillar、Ballard等企業(yè)展開(kāi)合作,計(jì)劃試驗(yàn)氫燃料電池數(shù)據(jù)中心。

燃料電池助力微軟碳中和計(jì)劃

從專(zhuān)利公開(kāi)數(shù)據(jù)來(lái)看,目前微軟公開(kāi)的相關(guān)專(zhuān)利絕大部分涉及SOFC在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用,具體包括:

l利用SOFC為數(shù)據(jù)中心供電的相關(guān)控制方法,涉及SOFC發(fā)電控制、SOFC級(jí)聯(lián)啟動(dòng)、SOFC負(fù)載跟蹤響應(yīng)安全性保障等;

l設(shè)置熱管理組件調(diào)節(jié)電堆溫度,保障SOFC高效輸出;

l基于天然氣消耗設(shè)備狀態(tài)來(lái)檢測(cè)天然氣是否發(fā)生泄漏;

l反應(yīng)副產(chǎn)物甲烷、一氧化碳、氫氣回收與再利用;

l通過(guò)形成閉環(huán)系統(tǒng),利用植物消耗反應(yīng)產(chǎn)物二氧化碳和水;

l自動(dòng)化燃料電池部署系統(tǒng)。

燃料電池助力微軟碳中和計(jì)劃

數(shù)據(jù)中心閉環(huán)系統(tǒng)示意圖

從微軟SOFC應(yīng)用相關(guān)專(zhuān)利來(lái)看,微軟在SOFC應(yīng)用環(huán)節(jié)中主要考慮以下方面:

燃料電池助力微軟碳中和計(jì)劃

數(shù)據(jù)中心機(jī)架級(jí)系統(tǒng)示意圖

1、數(shù)據(jù)中心用電電力保障,如在設(shè)置SOFC的同時(shí),還設(shè)置了TEG(熱電發(fā)電機(jī))、UPS(不間斷電源)來(lái)保障數(shù)據(jù)中心用電;如數(shù)據(jù)中心用電功率波動(dòng)時(shí),利用ESD(能量存儲(chǔ)設(shè)備)補(bǔ)償、分布式服務(wù)器功率調(diào)節(jié)策略以及滿(mǎn)足燃料電池功率斜率上升約束的雙層層次功率調(diào)節(jié)方法等保障數(shù)據(jù)中心功率需求;

2、數(shù)據(jù)中心安全保障;

3、數(shù)據(jù)中心節(jié)能與環(huán)!绻(jié)能涉及利用數(shù)據(jù)中心服務(wù)器排氣冷卻燃料電池排氣并收集燃料電池排氣產(chǎn)生的冷凝水用于服務(wù)器冷卻,環(huán)保涉及SOFC(副)產(chǎn)物的處理;

4、數(shù)據(jù)中心燃料電池安裝、調(diào)試、操作、維護(hù)的便利性。

       原文標(biāo)題 : SOFC應(yīng)用于微軟數(shù)據(jù)中心

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