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データセンターと直流超伝導システムさくらインターネット株式会社 基盤戦略部

片山洋平

会社概要

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商 号 さくらインターネット株式会社

所 在 地本社 大阪市中央区南本町支社 東京都新宿区西新宿

設 立 年 月 日1999年8月17日（サービス開始は1996年12月23日）

上 場 年 月 日 2015年11月27日（東証一部）

資 本 金 8億9,530万円

事 業 概 要 データセンター

従 業 員 数 約266名(2015/3現在)

データセンターのサービス ～データセンター事業者～

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お客様のサーバお客様のデータ

データセンター

●コロケーション

データが格納されたお客様の「サーバ」を「データセンター」内でお預かりする。

●クラウド

お客様の「データ」を「当社のサーバ」内でお預かりする。

お客様のデータ

お客様のデータ

「箱売り」データセンターのフロアや

スペース、ラック単位での提供

「リソース」CPUやメモリ、ディスク単位での

提供

データセンター

業界トレンドと幅広い利用者からのニーズを反映したデータセンター

様々なサービスが集約できる国内最大級の拡張性を持つ郊外型データセンター

郊外型データセンター

オフィス至近、豊富な配信実績を持つ都市型データセンター

都市型データセンター

石狩

東京

大阪

●用途

ハウジング、ホスティング、クラウド

●総ラック数

2,650基（2013年8月現在）

●顧客数

340,000件（2013年4月現在）

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さくらインターネット 石狩データセンター

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東京ドーム約1個分の敷地面積（51,448㎡）※2011年8月撮影

建設地 北海道石狩市（石狩湾新港地域）

敷地面積 51,448㎡ ※石狩湾新港地域全体で3,022ha

建物構造 地上2階建・鉄骨造

面積（2棟） 建築：7,116㎡ 延床：11,417㎡（最大8棟まで増築可能）

ラック数（2棟） 1,000ラック（1棟 500ラック、最終8棟 4,000ラック）

受電電圧66,000V（特別高圧）本線・予備線2系統受電

30,000kVA受電トランス2基設置

発電機（1号棟） ディーゼル発電機 1,000kVA×5基 1,500ｋVA×2基

供給電力 標準8kVA/ラック（最大15kVA/ラック）

設計施工 大成建設株式会社

石狩データセンターの建築概要

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• 札幌駅から車で約30分(約15㎞) 新千歳空港から車で約60分(約45㎞) 羽田空港まで90分

データセンターと超電導設備

北海道電力から 66kV

さくらインターネット

石狩太陽光発電所

電圧 ３８０V

電力 ２００ｋW

超電導管路

耐電圧 １０ｋV

耐電流 ５ｋA

さくらインターネット

石狩データセンター

定格容量 2,000 kW

(約400V運転時）

各設備の位置関係（発電から送電、消費まで）

各設備の位置関係（発電から送電、消費まで）

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太陽光発電所 の諸元

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• 名称： さくらインターネット 石狩太陽光発電所

• 場所： 北海道石狩市

• 面積： 5,004 m2 (0.5ha)

• 出力： 200 kW

• 電圧： 380 V

• 発電量： 21万kWh／年

• 稼働開始： 平成27年8月

この発電所でデータセンターの電力の 0.6％ をまかなう

売電・電力会社との系統連系は、しない

超電導設備の 諸元

• 建設： 石狩超電導・直流送電システム技術研究組合

• 場所： 北海道石狩市

• 距離： 500m

• 定格： 5,000A

• 電圧： 10kV

• 稼働開始： 平成27年8月

受電設備 －データセンター

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変圧整流

非常電池

電力会社から

260V

380V

340V

66,000V

電圧(V)が高い電源から優先使用される

・太陽光ある時は太陽光が、無いときは電力会社が・・・・切替ではなく、並列合成なので途切れない（交流と違う）

超電導管路 500m

（バイパス送電線 300m)

直流（トランスレス）

各設備の位置関係（発電から送電、消費まで）

受電設備 －データセンター

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変圧整流

非常電池

電力会社から

260V

380V

340V

66,000V

超電導管路 500m

200kWを通すために、

380V送電だと、

500A超の大電流が流れる。

直流（トランスレス）

（バイパス送電線 300m)

検討

• 発送電電圧の選定と電力損失

• サージ対策

発送電電圧の選定と電力損失

電圧降下

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接続箱 超電導端末１ 超電導端末２ 直流集電盤 配電盤

（バイパス送電線）

超電導

電圧[V

]

電圧降下

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電気抵抗がゼロ

↓

大電流でも損失が少ない

↓

低圧送電が得意な超電導！

サージ対策

雷サージ対策

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ケーブル

放電して穴が開く！

雷サージ

パネルに落雷

負荷を破壊する！

雷サージ対策

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ケーブル

雷サージ

パネルに落雷

サージ減衰回路

雷サージ対策

• 今回の実装

雷サージ対策

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ケーブル

雷サージ

パネルに落雷

絶縁チョッパ回路

雷サージ

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雷サージにはそれほど強くない↓

絶縁型チョッパ回路の挿入

↓

この低損失・低廉化が望まれる

結果

• 運転に要した電力

結果

2015/08/28 初期冷却 開始

/30 初期冷却 完了

（各種試験）

2015/09/18 送電開始

運転に要した電力

日付 消費電力量

2015/08/28 1,970 [kWh] 初期冷却（一日目）

2015/08/29 2,280 [kWh] （二日目）

2015/08/30 1,990 [kWh] （三日目）

2015/09/18 1,790 [kWh] 送電開始（一日目）

2015/09/19 1,750 [kWh] （二日目）

2015/09/20 1,760 [kWh] （三日目）

2015/09/21 1,760 [kWh] （四日目）

2015/09/22 1,770 [kWh] （五日目）

2015/09/23 1,770 [kWh] （六日目）

2015/09/24 1,760 [kWh] （七日目）

※ 照明設備や計測機器等の消費電力も含む

運転に要した電力

• 定格容量 2000[kW] の超伝導ケーブル

• 冷却コスト

– 初期 6,240 [kWh]

– 運転 1,760 [kWh]/day

（＝73 [kW]）

交流常温送電との比較

直流４００V 交流6,600V 直流４００V

DC/ACインバータ AC/DCコンバータ

変換損失 ２％ 変換損失 ２％

送電損失 ＝ 2,000 [kW] × 3.96% = 79.2 [kW]

合計の損失 ＝３．９６％

2,000[kW] おくる

交流常温送電との比較

• 交流常温送電

– 2,000 [kW] 送るのに 79.2 [kW] の電力損失

• 直流超伝導送電

– 2,000 [kW] 送るのに 73 [kW] の運転コスト

ほぼ同等，もしくは 直流超伝導 が有利！

（参考） 各国の送電損失率

• 送配電網における各国の送電損失

– 日本 ４．８％ (2010年)

– 米国 ５．８％ (2009年）

– フランス ６．９％ (2009年）

（電気事業連合会による調査）

交流常温送電との比較

直流超伝導送電 交流常温送電

送電電圧 負荷電圧に近い低圧を選択できる 抵抗損を避けるため、高圧がよい

サージ対策 廉価かつ低損失な絶縁型電力変換器が必要

変圧器が挿入されることにより、特段の追加対策は不要

消失電力 小（もしくは同等）（冷却電源として消費）

大（もしくは同等）（電力変換および送電時に、抵抗損として喪失）

データセンターでの応用（他）

データセンターへの応用

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66kV 6,600V 400V 200V

サーバ機器

66kV380V

サーバ機器

電力会社

電力会社

５００～１０００ｍ （電圧降下大きい）

超電導ケーブル（分岐あり）

たとえば・・・屋内配電線路への応用

12V

まとめ

• まとめ1. 低圧送電が妥当である

2. 確実なサージ対策が困難である

3. 運転コストは交流常温送電と遜色ない

• データセンターにおける応用

1. 受電線としての活用（電気事業として）

2. 屋内配電路への適用（自家用電気設備として）