在决定一个数据中心的建设位置时，确保其与电网的可靠连接通常是企业必须考虑的头等大事。但这也限制了再生能源丰富却位置偏远的数据中心的建设和运营。

去年，在怀俄明州Dry  Creek水回收设施和加州大学欧文分校的美国国家燃料电池研究中心进行了试验后，微软公司在燃料电池商业化方面迈出了迄今为止的最大一步。

微软公司云基础设施和运营总经理 Christian Belady(左)与微软公司云计算基础设施与运营高级研究项目经理 Sean  James(右)在西雅图的先进能源实验室

"我们在西雅图的先进能源实验室(The Advanced Energy Lab)中部署了 20 个机架。"微软公司云计算基础设施与运营高级研究项目经理  Sean  James说，"这个项目如此具有颠覆性的原因是，它如何从根本上简化了服务器供电的过程，以及使数据中心的能效几乎翻了一番，同时降低了成本，并提高了可靠性。"

在氢气燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的情况下，氢分子在阳极分解成质子和电子，由催化剂激活。质子可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极。  当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。

固体氧化物燃料电池具有更高的效率、更大的容量，适合连续发电，但运行在更高的温度，将产生二氧化碳，并对负载变化不敏感。

固体氧化物燃料电池是替代电网的一种快速和可行的方案，仍然可以提供一些环境优势。微软公司估计可减少49%的二氧化碳排放量，减少91%的氮氧化物，减少68%的一氧化碳，减少93%的挥发性有机化合物。

Hydrogenics燃料电池系统在设计时考虑到了数据中心和电信设施的应用特点，而目前固体氧化物燃料电池(SOFC)系统尚不存在类似的产品，其主要针对住宅和商业建筑领域，旨在用于热电联产。

该方法提高能源效率的关键是减少输电损耗。因为电能沿着导线传输时会损耗一部分，而在这些损耗存在于标准数据中心、发电厂、变电站、变压器和交直流变换中。

微软公司称，由于在发电、输电和配电过程的电力损耗，发电厂提供的电能只有不到35%是数据中心消耗的。当考虑到数据中心的现场冷却、照明和能源储存相关的能源消耗时，发电厂提供的电能只有17.5%用于服务器运行。

能源效率并不是使用天然气燃料电池供电的数据中心具有吸引力的唯一因素。可靠性也可能是一个主要的吸引力，因为天然气的电网基础设施通常埋在地下，并且不受恶劣天气的影响。美国天然气供电的电网可靠性超过99.999%，而市电电网的可靠性仅为99.9%或更低。

然而，挑战依然存在，这种技术仍处于研究阶段。当然，虽然数据中心运营商不再需要担心与电网的可靠连接，但如果采用固体氧化物燃料电池(SOFC)方法，则需要靠近天然气供应地点来解除这些担忧。

但是，对于燃料电池来说，如果有一段时间燃料电池输送的电压或容量不足，将会导致服务器关闭或损坏，这可能导致数据中心无法使用。微软在研究报告中表示，可以有效处理燃料电池供电数据中心的电源浪涌。

然而，对于应对最坏情况的准备需要付出很高的经济代价。为此，微软公司提供了SizeCap解决方案，这个方案可以协调电池和超级电容器等储能设备(ESD)的规模和功率上限，可以实现经济高效，并解决数据中心的电力短缺问题。微软公司希望在这两种方法之间找到折衷的方案。

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对于SizeCap和燃料电池整体方案的进一步研究是必要的，但电池的成本仍然非常高。然而，微软公司希望该方法很快会被广泛采用。如果出现这种情况，电网对数据中心的影响可能会成为过去。