如今，隨著人們在數(shù)字服務(wù)方面的消費(fèi)越來越多，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和能源消耗量繼續(xù)快速增長。而燃料電池對于數(shù)據(jù)中心來說，是一個(gè)頗有吸引力的替代能源。

到目前為止，包括蘋果公司和eBay在內(nèi)的公司都已經(jīng)部署了大型集中式高容量燃料電池為其一些數(shù)據(jù)中心提供電能。但微軟公司一直在嘗試將更小的燃料電池直接部署在IT機(jī)架中，并承諾廢除電網(wǎng)通過配電基礎(chǔ)設(shè)施將電力輸送給每一臺(tái)服務(wù)器的方式，因?yàn)檫@種方式需要進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換，而這個(gè)過程則會(huì)導(dǎo)致大量電能損耗。

雖然燃料電池的應(yīng)用前景看好，但這種技術(shù)仍有一個(gè)尚未解決的問題。就是服務(wù)器工作負(fù)載的浪涌尖峰需要處理，而燃料電池的電力是一個(gè)化學(xué)過程，將天然氣通過能源轉(zhuǎn)換為電力，不能很快地提高功率輸出。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的電力基礎(chǔ)設(shè)施可以有效地解決尖峰問題。

　　坐落在華盛頓雷德蒙的微軟總部

問題是如今的燃料電池是否可以為服務(wù)器的高負(fù)載提供足夠的電力，同時(shí)可以迅速地提高其功率輸出，以滿足數(shù)據(jù)中心的需求。

最近，由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和微軟公司研究人員共同撰寫，并發(fā)表了一篇專門研究這一問題的論文，并提出了解決的辦法。

文章提出有兩個(gè)主要的解決方法：一是設(shè)置功率上限，二是對服務(wù)器的負(fù)載量進(jìn)行限制。設(shè)置功率上限，意味著不讓服務(wù)器負(fù)載量超過某一設(shè)定值，或者使用能量儲(chǔ)存的方法吸收浪涌尖峰。研究人員寫道，這兩種解決方案并不是很理想的，因?yàn)殡娏Φ南拗埔馕吨鴮π阅艿南拗?，因?yàn)橛懈呷萘康哪芰績?chǔ)存只是為了應(yīng)對最大的浪涌尖峰，這是罕見的，意味著大量的能量閑置。

研究報(bào)告指出，每增加1千瓦時(shí)的儲(chǔ)能用超級電容器的容量，其成本將提高約2萬美元。“唯一的解決方案就是在負(fù)載量最大的情況下使用ESD解決方案，而為了應(yīng)對這些偶爾出現(xiàn)明顯現(xiàn)象，其總擁有成本（TCO）將會(huì)上升。”論文的作者寫道。而ESD則是能源儲(chǔ)存裝置。

他們提出了一個(gè)解決方案，將功率上限和能量儲(chǔ)存的方式結(jié)合起來，據(jù)稱可以更具成本效益而無需浪費(fèi)性能。并稱之為SizeCap，它是用于協(xié)調(diào)ESD和功率上限的框架。

使用該框架，研究人員聲稱他們在合理SLA約束下，可以減少85％的ESD能力，可以解決罕見的尖峰，以及50%的浪涌。他們在微軟公司數(shù)據(jù)中心的實(shí)際生產(chǎn)工作負(fù)載的條件下，測試了SizeCap和各種模擬的工作負(fù)載。

大多數(shù)服務(wù)器的功耗峰值是輕微的。雖然有尖峰發(fā)生，但很少發(fā)生，而數(shù)據(jù)中心的電力基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)做好準(zhǔn)備來吸收它們。

建議使用中等容量ESD吸收浪涌，再增加一些小容量ESDS幫助吸收尖峰。這個(gè)框架有助于確定功率上限，使數(shù)據(jù)中心能夠繼續(xù)滿足其服務(wù)水平協(xié)議。而SizeCap可以用來確定最優(yōu)化的功率上限和最佳尺寸。

微軟最近幾年一直在測試架兩種類型的燃料電池：分別使用天然氣和甲烷。2014年，微軟公司收到來自美國政府500萬美元的贈(zèng)款，并與馬里蘭大學(xué)聯(lián)合研究項(xiàng)目，馬里蘭大學(xué)是為燃料電池供應(yīng)商研究氧化還原動(dòng)力系統(tǒng)和先進(jìn)材料的專業(yè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。

微軟公司從2012年起，一直在俄明州塞恩運(yùn)營采用甲烷燃料電池供電的數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心推出搭載使用市政污水處理廠產(chǎn)生的甲烷的燃料電池的數(shù)據(jù)中心模塊，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心使用以甲烷為燃料的燃料電池的可行性。該公司在數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場安裝了燃料電池模塊。

而在該數(shù)據(jù)中心的燃料電池的最大實(shí)際部署不同于微軟公司的機(jī)架燃料電池的研究嘗試。它們是大量集中的大容量的燃料電池裝置，主要由布魯姆能源公司提供，該公司為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商部署燃料電池要比行業(yè)其他廠商要多很多。

eBay公司、蘋果公司、CenturyLink公司，以及Equinix公司已經(jīng)公開表示，他們的一些數(shù)據(jù)中心已經(jīng)部署了布魯姆公司的燃料電池供電解決方案。