Microsoft montre qu’on peut alimenter un datacenter avec des piles à hydrogène
Avec l’aide d’’un fournisseur spécialisé, Microsoft a conçu et expérimenté un système de piles à hydrogène capable de générer 3 MW et d’alimenter 10’000 serveurs. La solution est ainsi à même de remplacer le générateur de secours au diesel d’un datacenter.
Amélioration de l’efficience énergétique, réutilisation de la chaleur, alimentation en énergie verte… les grand fournisseurs cloud cherchent en permanence à réduire l’empreinte carbone de leurs datacenters. Selon GreenIT.fr, les centres de données comptent en effet pour 17% de l’énergie consommée par les systèmes informatiques et pour 15% de leurs émissions de CO2, le reste provenant des réseaux et équipements.
Dans cette course à la réduction de l’impact écologique des datacenters, Microsoft a expérimenté avec succès au mois de juin un générateur de secours fonctionnant à l’aide de piles à combustible (ou piles à hydrogène), capable de générer 3 MW d’électricité et donc d’alimenter 10’000 serveurs ou 600 foyers. Le système est ainsi à même de servir de générateur de secours pour alimenter un datacenter en cas d’interruption du réseau électrique. A titre indicatif, le plus grand centre de données de Suisse (Safehost à Gland) dispose d’une capacité de 40 MW.
Energie plus verte
Le principal atout du système expérimenté par Microsoft est d’être bien plus écologique que les générateurs de secours fonctionnant au diesel et employés aujourd’hui dans les datacenters. D’autant plus que Microsoft s’est engagé a éliminer le carburant diesel dans le cadre de sa promettre d’être neutre en carbone à l’horizon 2030.
Le système testé par Microsoft repose sur la technologie des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (MEP). Ces dernières combinent l’hydrogène et l’oxygène dans une réaction chimique qui produit de l’électricité, de la chaleur et de l’eau - sans combustion, sans particules et sans émissions de carbone.
Pour son expérimentation, Microsoft a utilisé de l’hydrogène «bleu» dont l’impact écologique est débattu, mais la firme souligne qu’elle emploiera uniquement de l’hydrogène «vert» pour ses centres de données en production.
Montée en puissance
Reste que, si la technologie de piles à hydrogène est établie (notamment dans l’industrie automobile), générer 3 MW d’électricité est un exploit. Microsoft explique avoir commencé à travailler sur cette alternative en 2018 car, comme les moteurs diesel, les piles à combustible «sont rapides à allumer et à éteindre, et peuvent suivre monter et descendre en charge». Après avoir testé la technologie sur des serveurs, puis sur des baies, puis sur des rangées. Toutefois, pour monter encore en capacité, Microsoft s’est associée à Plug, une société américaine spécialisée dans les piles à combustible et l’hydrogène vert.
Placé à côté du centre R&D de Plug, le système qu’ils ont co-développés se compose de deux conteneurs de 40 pieds de long, contenant chacun 18 piles à combustible MEP de 125 kilowatts. «Comme le système est plus grand que tout ce qui a été construit auparavant, il en va de même pour tous les composants, des compresseurs et des échangeurs de chaleur aux onduleurs à l’échelle du réseau et aux tuyaux d’alimentation en hydrogène», explique l’entreprise.
Le système de piles à hydrogène de trois mégawatts se compose de deux conteneurs de 40 pieds de long, chacun contenant 18 piles à combustible PEM. Un capot de ventilateurs de radiateur se trouve au sommet de chaque conteneur. (Photo de John Brecher).
Une fois les 3 MW atteints, Microsoft a testé la capacité du système à fonctionner comme un moteur diesel. Et en juin, les équipes ont soumis le système de pile à hydrogène aux mêmes tests que ceux utilisés par Microsoft pour qualifier les générateurs diesel afin de prouver qu’il pouvait fonctionner de manière fiable, notamment en simulant des pannes de courant et en le faisant fonctionner pendant des heures.
En production?
La prochaine étape? Microsoft compte installer l'un de ces systèmes de piles à combustible dans un centre de données de recherche où ses ingénieurs apprendront à travailler avec cette nouvelle technologie et à la déployer, notamment en élaborant des protocoles de sécurité pour l'hydrogène. «La date du premier déploiement dans un centre de données réel n'est pas connue, mais il est probable qu'il aura lieu dans un nouveau datacenter situé dans un endroit où les normes de qualité de l'air interdisent les générateurs diesel», indique Sean James, director of datacenter research chez Microsoft.
