光伏電力直流供電給數(shù)據(jù)中心,并開始超導(dǎo)電纜驗(yàn)證

2015-10-08 09:56:54 太陽能發(fā)電網(wǎng)
  運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)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(shè)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(dǎo)電纜
  SAKURA Internet還參與了放眼未來的直流送電實(shí)證項(xiàng)目。8月10日開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),石狩光伏電站所發(fā)電力是利用銅線電纜向數(shù)據(jù)中心直流供電的,但9月24日換成了高溫超導(dǎo)電纜。直流的供電損失原本就比交流少,用高溫超導(dǎo)電纜后,損失能進(jìn)一步減少。與利用銅線輸送交流電力相比,利用超導(dǎo)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(shí)施了利用超導(dǎo)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(dǎo)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(jié)省空間上也有優(yōu)勢(shì)。
  由于具備這些優(yōu)點(diǎn),目前,全球紛紛開始了實(shí)施超導(dǎo)直流供電系統(tǒng)的實(shí)證事業(yè)。其中韓國(guó)和俄羅斯等尤為熱心,包含計(jì)劃在內(nèi),已經(jīng)有500m~2.5km左右的實(shí)證項(xiàng)目發(fā)表。在日本,中部大學(xué)成功實(shí)現(xiàn)了200m的供電。
  此次石狩的實(shí)證事業(yè)由石狩超導(dǎo)直流供電系統(tǒng)技術(shù)研究聯(lián)盟實(shí)施。該聯(lián)盟是為了共同研究并試驗(yàn)超導(dǎo)直流供電及其相關(guān)技術(shù),由千代田化工建設(shè)、住友電氣工業(yè)、中部大學(xué)及SAKURA Internet于2014年1月成立的。石狩市的實(shí)證項(xiàng)目是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的委托事業(yè)。
  該聯(lián)盟首先在SAKURA Internet石狩光伏電站與石狩數(shù)據(jù)中心之間的500m地下1.2m深處埋設(shè)了住友電工制造的高溫超導(dǎo)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(zhuǎn)換為直流,進(jìn)行了試供電,確認(rèn)具備5kA、100MVA的供電能力。這相當(dāng)于約3萬戶家庭的用電量。

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

圖9:利用液氮的冷卻系統(tǒng)(攝影:日經(jīng)BP社)

  高溫超導(dǎo)電纜作為節(jié)能系統(tǒng),當(dāng)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(jí)隔熱技術(shù)。其中發(fā)揮重要作用的,是封入了液氮、相當(dāng)于保溫瓶的超導(dǎo)電纜管。此次是將每根12m的電纜管連接至500m長(zhǎng)。
  石狩的實(shí)證事業(yè)通過采用新的雙重隔熱管構(gòu)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(huán)時(shí)的損失削減至原來的約四分之一。 


作者:金子憲治 來源:日經(jīng)bp社 責(zé)任編輯:wutongyufg

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