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    光伏電力直流供電給數據中心,并開始超導電纜驗證

    2015-10-08 09:56:54 太陽能發電網
      運營數據中心的SAKURA Internet于8月10日,在北海道石狩市建成了輸出功率200kW的“SAKURA Internet石狩光伏電站”。采用加拿大太陽能公司(Cnanadian Solar)制造的電池板,設置成45度角來防止積雪。圖1:輸出功率為200kW的“SAKURA Internet石狩光伏電站”(攝影:SAKURA Internet)
      換成超導電纜
      SAKURA Internet還參與了放眼未來的直流送電實證項目。8月10日開始運轉時,石狩光伏電站所發電力是利用銅線電纜向數據中心直流供電的,但9月24日換成了高溫超導電纜。直流的供電損失原本就比交流少,用高溫超導電纜后,損失能進一步減少。與利用銅線輸送交流電力相比,利用超導電纜輸送直流電力可減少一半的損失。
      另外,該公司還率先實施了利用超導電纜輸送交流電力的嘗試,但交流特有的電感損失,利用超導電纜也無法減少。還有,交流送電需要三條電纜,而直流供電最低只需一條,在節省空間上也有優勢。
      由于具備這些優點,目前,全球紛紛開始了實施超導直流供電系統的實證事業。其中韓國和俄羅斯等尤為熱心,包含計劃在內,已經有500m~2.5km左右的實證項目發表。在日本,中部大學成功實現了200m的供電。
      此次石狩的實證事業由石狩超導直流供電系統技術研究聯盟實施。該聯盟是為了共同研究并試驗超導直流供電及其相關技術,由千代田化工建設、住友電氣工業、中部大學及SAKURA Internet于2014年1月成立的。石狩市的實證項目是經濟產業省的委托事業。
      該聯盟首先在SAKURA Internet石狩光伏電站與石狩數據中心之間的500m地下1.2m深處埋設了住友電工制造的高溫超導電纜,已開始直流供電光伏電力。電纜在雙重隔熱管中以-196℃的液氮冷卻,鉍線的電阻為零。在供電光伏電力之前,于8月上旬先將商用電力轉換為直流,進行了試供電,確認具備5kA、100MVA的供電能力。這相當于約3萬戶家庭的用電量。

      在公路下敷設超導電纜
      據稱此為世界最長距離的超導電纜的直流供電。另外,在公路下敷設尚屬日本首例。
      石狩光伏電站隔壁和石狩數據中心,均建有約三層樓高的廠房,超導電纜的末端在此露面(圖8)。進入廠房就可看到,一樓有采用液氮的冷卻系統和制冷機等,用來向地下室的超導電纜輸送液氮(圖9)。
    圖8:廠房地下室里的超導電纜末端(攝影:日經BP社)

    圖9:利用液氮的冷卻系統(攝影:日經BP社)

      高溫超導電纜作為節能系統,當供電損失的削減量大于冷卻所需的電力量才是有意義的。因此,要求采用抑制熱滲透的高級隔熱技術。其中發揮重要作用的,是封入了液氮、相當于保溫瓶的超導電纜管。此次是將每根12m的電纜管連接至500m長。
      石狩的實證事業通過采用新的雙重隔熱管構造等,將供電電路的熱損失降至1.5W/m以下,約為原來的一半。另外,液氮循環時的損失削減至原來的約四分之一。 


    作者:金子憲治 來源:日經bp社 責任編輯:wutongyufg

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