運營數據中心的SAKURAInternet於8月10日，在北海道石狩市建成了輸出功率200kW的SAKURAInternet石狩光伏電站。采用加拿大太陽能公司（CnanadianSolar）製造的電池板，設置成45度角來防止積雪。

這種規模的光伏電站通常與高壓配電線並網，因此會在發電站內安裝光伏逆變器（PCS）和升壓變壓器。這是由於要利用PCS把太陽能電池板輸出的直流電流轉換成交流，並升壓至6.6kV後向高壓配電線送電。

但SAKURAInternet石狩光伏電站內沒有設置這些用於高壓並網的大體積電氣設備，內部空闊寬敞。實際上，該電站所發電力不是以固定價格收購製度（FIT）出售，而是向約500m遠處的石狩數據中心送直流電，作為該數據中心內的服務器電源消費的。該數據中心全部（預定全部8棟）運轉時，約有4000機架的服務器要用電。光伏發電的電力能夠全部用於自家消費，因此沒有售電，而是決定公司自用。

將光伏電力投入HVDC供電

10張太陽能電池板組成一個串聯電路（組串），一個接線盒並聯8條電路，將發電電力轉換為直流380V，經由集電箱，利用自營線向數據中心直流供電。接線盒采用帶MPPT（最大功率點追蹤控製）功能的產品（Nipron製造的PVMaximizer），原本由PCS負責的MPPT以組串為單位處理。

SAKURAInternet決定導入直接利用直流光伏電力的係統，很大程度上是因為石狩數據中心已經采用了高壓直流（HVDC）供電係統。HVDC供電係統是指，將商用交流電用於服務器時，將AC/DC（交流/直流）轉換次數由原來係統的3次減為1次，從而提高電力利用效率的機製。

數據中心為防備電力係統停電和瞬停，必須采用UPS（不間斷電源）。UPS內置的蓄電池為直流輸入輸出。最終負載——服務器的心髒部主板雖也是用直流電力處理信息，但服務器自身采用首先接收交流電力的設計。因此，一般的數據中心都會進行先接受商用交流電力，在UPS內轉換為直流後，再回到交流的AC／DC／AC處理。輸出的交流電力由各服務器內的電源單元再作轉換為直流的AC／DC處理後提供給主板。

優先利用光伏電力

而HVDC供電係統，則是交流受電轉換為直流，再利用蓄電池，經由直流配電盤，從直流集中電源裝置向DC服務器供電。DC服務器是沒有獨立電源單元的產品，可直接輸入直流12V的電力。

在石狩數據中心，是將直流受電的光伏電力（DC380V）供給HVDC供電係統的直流電路，來優先利用的。該數據中心相應於供電情況，是按照光伏電力、商用電力、蓄電池放電的次序，為服務器供電的。最優先利用來自光伏電站的直流380V電力；次之是光伏電站不發電時，從電力公司受電、並由交流轉換為直流的340V電力。當光伏電站不發電，商用電力也停電時，才利用來自蓄電池的直流264V電力。

這三種電源，越優先使用的電源，設定的電壓越高。因此，據稱即使不主動控製電源選擇，也會按照光伏電力商用電力蓄電池的優先順序，自動從集中電源裝置向服務器供電。

SAKURAInternet表示，采用HVDC供電係統，係統整體的功率效率可提高15％，運行成本也可降低。但以直流12V輸入為前提的DC服務器的產量還比較少，存在價格較貴的課題。今後，如果HVDC供電係統的采用增加，DC服務器的產量擴大，則包括初期投資在內的經濟效益有望進一步提高。

換成超導電纜

SAKURAInternet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，用高溫超導電纜後，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嚐試，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，而直流供電最低隻需一條，在節省空間上也有優勢。

由於具備這些優點，目前，全球紛紛開始了實施超導直流供電係統的實證事業。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係統技術研究聯盟實施。該聯盟是為了共同研究並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SAKURAInternet於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SAKURAInternet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製造的高溫超導電纜，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，於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。這相當於約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麵。進入廠房就可看到，一樓有采用液氮的冷卻係統和製冷機等，用來向地下室的超導電纜輸送液氮。

高溫超導電纜作為節能係統，當供電損失的削減量大於冷卻所需的電力量才是有意義的。因此，要求采用抑製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、相當於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。

第二階段將延長至1km

高溫超導電纜實用方麵的課題，是存在冷卻收縮的問題。一般情況下，電纜和雙重隔熱管從室溫下開始冷卻會收縮約0.3％左右。500m電纜收縮就會有1.5m。因此，除了采用以螺旋狀變形吸收收縮的構造外，不固定電纜的兩端，而是將其放置在導軌上。這樣，兩端會經由伸縮護罩滑動，從而可以吸收收縮。

該聯盟在石狩市實施的實證事業主要由兩個階段構成。第一階段利用約500m的高溫超導電纜連接光伏發電設備和數據中心，在數據中心直接利用光伏發電的電力。第二階段預定在2018年3月底之前鋪設約1km的超導電纜，並實驗性地直流送電。

目前已開始在石狩數據中心附近的用地開始了1km超導電纜的敷設工程。在長約500m的占地內折返來保證1km的距離。據稱計劃利用光伏電站與數據中心之間的直流送電成果，實施在更長距離上提高經濟效益等的試驗。

第二階段將采用新款超導電纜管。此為用輻射屏蔽膜包覆雙重隔熱管內的電纜配管，可進一步提高隔熱效果。據稱供電電路的熱損失可降至0.7～1.0W/m。

另外，超導電纜管將在地上設置。原本，最理想的方式是埋設在溫度變化較小的地下，但受實證預算的限製而放棄了埋設。但據稱，預定將利用在地上設置這一點，驗證電纜管周圍的環境變化對供電性能的影響等。

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