日本石狩市使用(yòng)高(gāo)溫超導線纜的(de)直流輸電業務示意圖

  爲合作研究、測試超導直流輸電及其相關技術，千代田化(huà)工建設、住友電氣工業、中部大(dà)學和(hé)SAKURA Internet于2014年1月(yuè)設立日本石狩超導直流輸電系統技術研究聯盟，在北(běi)海道的(de)石狩市開展使用(yòng)高(gāo)溫超導線纜的(de)直流輸電業務。
  該業務由兩期組成：一期是用(yòng)約500米的(de)高(gāo)溫超導線纜連接光(guāng)伏發電設備和(hé)數據中心，将光(guāng)伏電力直接供數據中心使用(yòng)。二期是在2018年3月(yuè)底之前，利用(yòng)約2千米長(cháng)的(de)超導線纜，連接北(běi)海道電力的(de)變電站和(hé)數據中心，對(duì)北(běi)電的(de)商用(yòng)電力以直流輸電。
  此次成功的(de)超導輸電試驗，是在500米高(gāo)溫超導線纜兩端的(de)輸電設備之間試驗性地作了(le)直流輸電。2015年9月(yuè)，還(hái)将用(yòng)高(gāo)溫超導線纜連接SAKURA Internet建設的(de)光(guāng)伏發電設備(輸出功率約爲200kW)和(hé)該公司的(de)“石狩數據中心”，開始在數據中心直接使用(yòng)不經交流轉換的(de)光(guāng)伏電力試驗。
  據悉，此次試驗确認了(le)1.5kA、100MVA的(de)輸電能力。這(zhè)相當于約3萬戶家庭的(de)用(yòng)電量。使用(yòng)的(de)超導線纜在日本國内首次實現路下(xià)鋪設，通(tōng)過采用(yòng)新的(de)配管結構，輸電電路的(de)熱(rè)損失減少到過去的(de)一半左右。将用(yòng)于現有的(de)“HVDC輸電系統”
  超導輸電使用(yòng)在極低溫度下(xià)電阻爲零的(de)超導體技術，能降低輸電損失、增加輸電容量。近年來(lái)，無需在絕對(duì)零度附近，而是在相對(duì)較高(gāo)的(de)液氮溫度(-196℃)下(xià)即可(kě)達到超導狀态的(de)材料實用(yòng)化(huà)開發，在全世界都在飛(fēi)速進展。
  此次實驗主要是爲了(le)試制高(gāo)溫超導直流輸電系統，通(tōng)過向需要使用(yòng)直流電的(de)數據中心輸電，而發現其中的(de)各種課題，力争在全球率先實現新一代輸電系統的(de)實用(yòng)化(huà)。
  SAKURA Internet的(de)“石狩數據中心”已經采用(yòng)“高(gāo)電壓直流(HVDC)輸電系統”，通(tōng)過使服務器利用(yòng)商用(yòng)電流電時(shí)進行AC/DC(交流/直流)轉換的(de)次數從過去的(de)3次減少到1次，提高(gāo)了(le)電力的(de)利用(yòng)效率。驗證事業将把光(guāng)伏發電設備供應的(de)直流電直接輸入到HVDC輸電系統，供數據中心使用(yòng)。
  現在，以美(měi)國谷歌(gē)、蘋果計算(suàn)機等歐美(měi)大(dà)型IT企業爲中心，爲耗電量巨大(dà)的(de)數據中心積極采用(yòng)可(kě)再生能源的(de)動态正在擴大(dà)。SAKURA Internet也(yě)瞄準了(le)直流超導輸電這(zhè)個(gè)潮流。該公司提出在2020年以後，以超導電纜将石狩數據中心與擁有大(dà)量風力發電設備的(de)北(běi)海道稚内市相連，廣泛利用(yòng)道内的(de)可(kě)再生能源電力。