燃料電池資料中心效率有望翻倍

耗電大戶資料中心或將實現自供電

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未來的資料中心可能不僅僅是處理和儲存資訊。除了提供網頁服務、流媒體Netflix影片和託管社交網路之外,它們可能很快就能自行發電。

資料中心消耗了大量的能源——據估計,它們約佔美國總用電量的2%。但微軟的研究人員可能已經找到了一種方法,讓科技公司在不犧牲基礎設施可靠性的前提下,減少能源消耗。他們表示,解決方案在於燃料電池,這種裝置可以將燃料中的化學能轉化為電能。研究人員預測,透過將燃料電池直接整合到伺服器機架中,資料中心的效率可以提高一倍。

燃料電池的工作原理是從燃料分子(通常是氫氣)中剝離電子。電子透過外部電路,產生電流。


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將燃料電池儘可能靠近資料伺服器放置,可以減少長距離輸電造成的效率損失。而且,為燃料電池供氣的地下天然氣管道比架空電力線路在風暴中更具彈性。

在一種設想中,燃料電池元件將遍佈資料中心,每個元件為幾個伺服器機架供電。挑戰在於找到可靠性、成本和效率之間的最佳平衡。“這是一個經典的 Goldilocks 問題:不太熱,也不太冷,”微軟全球基礎服務高階研究專案經理 Sean James 說。將過多的伺服器連線到一個燃料電池意味著如果該電池發生故障,問題會更多,但連線的伺服器太少會增加所需燃料電池的數量和成本。另一個障礙:資料移動速度很快,而燃料電池的反應速度相對較慢。給定伺服器的需求可能會在毫秒內激增,但燃料電池需要幾秒鐘才能適應負載的增加。

由燃料電池供電的全面資料中心仍然需要幾年時間才能實現。與此同時,隨著越來越多的資訊和服務遷移到雲端,資料中心——或其巨大的能源足跡——似乎不會消失。

改編自 Plugged In 部落格,網址:blogs.ScientificAmerican.com/plugged-in

David Wogan 是一位工程師和政策研究員,撰寫有關能源、技術和政策的文章。

David 的學術和專業背景包括能源系統領域技術和政策的獨特結合。最近,David 在德克薩斯州市政公用事業公司 Austin Energy 工作,實施了一項與能源效率相關的能源部刺激計劃。此前,David 是奧巴馬政府白宮環境質量委員會能源與氣候變化團隊的成員。

David 擁有德克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和公共事務兩個碩士學位。在德克薩斯大學期間,David 是 Webber Energy Group 的研究員,他的研究重點是先進的生物燃料生產,以抵消交通運輸部門的石油使用。David 擁有德克薩斯大學奧斯汀分校機械工程學士學位,他在那裡研究了核不擴散測量技術。

David 是 2013 年阿斯彭研究所新聞學者,加入了一個由來自SlateABC News紐約時報的記者組成的精選小組。

David 居住在德克薩斯州奧斯汀市。在 Twitter 上關注他,或透過電子郵件 david.wogan@me.com 聯絡他。

更多作者:David Wogan
大眾科學 Magazine Vol 310 Issue 1本文最初以“大資料,大能源”為標題發表於大眾科學 Magazine 第 310 卷第 1 期 (),第 22 頁
doi:10.1038/scientificamerican0114-22b
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