日本石狩市使用高溫超導(dǎo)線纜的直流輸電業(yè)務(wù)示意圖

  為合作研究、測試超導(dǎo)直流輸電及其相關(guān)技術(shù)，千代田化工建設(shè)、住友電氣工業(yè)、中部大學(xué)和SAKURA Internet于2014年1月設(shè)立日本石狩超導(dǎo)直流輸電系統(tǒng)技術(shù)研究聯(lián)盟，在北海道的石狩市開展使用高溫超導(dǎo)線纜的直流輸電業(yè)務(wù)。
  該業(yè)務(wù)由兩期組成：一期是用約500米的高溫超導(dǎo)線纜連接光伏發(fā)電設(shè)備和數(shù)據(jù)中心，將光伏電力直接供數(shù)據(jù)中心使用。二期是在2018年3月底之前，利用約2千米長的超導(dǎo)線纜，連接北海道電力的變電站和數(shù)據(jù)中心，對北電的商用電力以直流輸電。
  此次成功的超導(dǎo)輸電試驗(yàn)，是在500米高溫超導(dǎo)線纜兩端的輸電設(shè)備之間試驗(yàn)性地作了直流輸電。2015年9月，還將用高溫超導(dǎo)線纜連接SAKURA Internet建設(shè)的光伏發(fā)電設(shè)備(輸出功率約為200kW)和該公司的“石狩數(shù)據(jù)中心”，開始在數(shù)據(jù)中心直接使用不經(jīng)交流轉(zhuǎn)換的光伏電力試驗(yàn)。
  據(jù)悉，此次試驗(yàn)確認(rèn)了1.5kA、100MVA的輸電能力。這相當(dāng)于約3萬戶家庭的用電量。使用的超導(dǎo)線纜在日本國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)路下鋪設(shè)，通過采用新的配管結(jié)構(gòu)，輸電電路的熱損失減少到過去的一半左右。將用于現(xiàn)有的“HVDC輸電系統(tǒng)”
  超導(dǎo)輸電使用在極低溫度下電阻為零的超導(dǎo)體技術(shù)，能降低輸電損失、增加輸電容量。近年來，無需在絕對零度附近，而是在相對較高的液氮溫度(-196℃)下即可達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的材料實(shí)用化開發(fā)，在全世界都在飛速進(jìn)展。
  此次實(shí)驗(yàn)主要是為了試制高溫超導(dǎo)直流輸電系統(tǒng)，通過向需要使用直流電的數(shù)據(jù)中心輸電，而發(fā)現(xiàn)其中的各種課題，力爭在全球率先實(shí)現(xiàn)新一代輸電系統(tǒng)的實(shí)用化。
  SAKURA Internet的“石狩數(shù)據(jù)中心”已經(jīng)采用“高電壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)”，通過使服務(wù)器利用商用電流電時(shí)進(jìn)行AC/DC(交流/直流)轉(zhuǎn)換的次數(shù)從過去的3次減少到1次，提高了電力的利用效率。驗(yàn)證事業(yè)將把光伏發(fā)電設(shè)備供應(yīng)的直流電直接輸入到HVDC輸電系統(tǒng)，供數(shù)據(jù)中心使用。
  現(xiàn)在，以美國谷歌、蘋果計(jì)算機(jī)等歐美大型IT企業(yè)為中心，為耗電量巨大的數(shù)據(jù)中心積極采用可再生能源的動態(tài)正在擴(kuò)大。SAKURA Internet也瞄準(zhǔn)了直流超導(dǎo)輸電這個(gè)潮流。該公司提出在2020年以后，以超導(dǎo)電纜將石狩數(shù)據(jù)中心與擁有大量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的北海道稚內(nèi)市相連，廣泛利用道內(nèi)的可再生能源電力。