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光伏电力直流供电给数据中心,并开始超导电缆验证

发表于:2015-10-08 09:33:12 来源:日经BP社

 运营数据中心的SAKURA Internet于8月10日,在北海道石狩市建成了输出功率200kW的“SAKURA Internet石狩光伏电站”。采用加拿大太阳能公司(Cnanadian Solar)制造的电池板,设置成45度角来防止积雪。

 


 

图1:输出功率为200kW的“SAKURA Internet石狩光伏电站”(摄影:SAKURA Internet)

这种规模的光伏电站通常与高压配电线并网,因此会在发电站内安装光伏逆变器(PCS)和升压变压器。这是由于要利用PCS把太阳能电池板输出的直流电流转换成交流,并升压至6.6kV后向高压配电线送电。

但“SAKURA Internet石狩光伏电站”rdquo;内没有设置这些用于高压并网的大体积电气设备,内部空阔宽敞。实际上,该电站所发电力不是以固定价格收购制度(FIT)出售,而是向约500m远处的“石狩数据中心”送直流电,作为该数据中心内的服务器电源消费(图2)的。该数据中心全部(预定全部8栋)运转时,约有4000机架的服务器要用电。光伏发电的电力能够全部用于自家消费,因此没有售电,而是决定公司自用。

 


 

图2:SAKURA Internet的“石狩数据中心”(摄影:SAKURA Internet)

光伏电力投入HVDC供电

将光伏电力投入HVDC供电

10张太阳能电池板组成一个串联电路(组串),一个接线盒并联8条电路,将发电电力转换为直流380V,经由集电箱,利用自营线向数据中心直流供电。接线盒采用带MPPT(最大功率点追踪控制)功能的产品(Nipron制造的“PV Maximizer”),原本由PCS负责的MPPT以组串为单位处理(图3)。

 


 

图3:带MPPT(最大功率点追踪控制)功能的接线盒(摄影:日经BP社)

SAKURA Internet决定导入直接利用直流光伏电力的系统,很大程度上是因为石狩数据中心已经采用了“高压直流(HVDC)供电系统”。“HVDC供电系统”是指,将商用交流电用于服务器时,将AC/DC(交流/直流)转换次数由原来系统的3次减为1次,从而提高电力利用效率的机制(图4)。

 


 

图4:“高压直流(HVDC)供电系统”的机制(出处:SAKURA Internet)

数据中心为防备电力系统停电和瞬停,必须采用UPS(不间断电源)。UPS内置的蓄电池为直流输入输出。最终负载——服务器的心脏部主板虽也是用直流电力处理信息,但服务器自身采用首先接收交流电力的设计。因此,一般的数据中心都会进行先接受商用交流电力,在UPS内转换为直流后,再回到交流的“AC/DC/AC”处理。输出的交流电力由各服务器内的电源单元再作转换为直流的“AC/DC”处理后提供给主板。

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