成果報告書詳細
管理番号20150000000753
タイトル平成26年度ー平成27年度成果報告書 「国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業 実証前調査 米国におけるデータセンターに関するHVDC(高電圧直流)給電システム等実証事業」
公開日2016/3/30
報告書年度2014 - 2015
委託先名株式会社NTTファシリティーズ
プロジェクト番号P93050
部署名省エネルギー部
和文要約 近年、インターネット用途等の拡大に伴い、通信インフラを流れるトラフィック量は急増しており、今後もこの傾向が続くと想定されている。一方、データセンターにおいては設備増設等に伴い、消費電力は増加傾向にあることから、データセンター事業者の課題として、運用コストを下げるための省エネ化や再生可能エネルギーの活用は急務である。また、事業運営における情報システムの重要性も高まっており、システム停止による事業的なインパクトを考慮した高い信頼性が求められている。
 このような中、データセンターの省エネ化手法の一つとして、直流380Vで給電する高電圧直流(HVDC)給電システム技術が注目を集めている。HVDC給電システムは、データセンターの主流となっている交流給電と比較して、高効率、高信頼な新たな給電システムである。また、太陽光発電システム、燃料電池や蓄電池との接続が電圧制御のみで容易に連系可能であることから、現状、直流電源が占める比率が多い再生可能エネルギーの有効活用も期待できる。
 現状、大規模なデータセンターに対応可能な大容量HVDC給電システムの製品化は世界的に限られているが、日本ではNEDOグリーンITプロジェクトにおいて実用化しており、本分野においては世界で一歩先を進んでいると言える。
 本事業では、ICT分野において最大の市場を有する米国において500kW級のHVDC給電システムを実運用するサイトを構築し、省エネ性の検証を行う。具体的には、データセンターの効率性を定量評価する標準的な測定法DPPE(Data center Performance Per Energy)を用いて省エネ性能を評価する。また、再生可能エネルギーである太陽光発電システムとの連系として、太陽光発電の発電電力の時間変動にあわせてHVDC電源装置を運転台数制御(モジュール毎のオン/オフ制御)することで、運転条件を最適化し、更なる省エネ効果を検証する。システム構築後は実証サイトを活用してデータセンター業界関係者にHVDC給電システムの優位性を示し、米国でのHVDC給電システムの普及拡大を図ることで、日本の先進技術を国際展開しデータセンター分野における省エネ化に貢献する。
 実証前調査では、データセンター業界関係者へのヒアリングや市場調査等を行った。データセンター市場では世界的に、省エネ化や再生可能エネルギー活用促進に加えて、高信頼なシステムが求められる傾向にあり、HVDC給電システムの普及を期待する声が聞かれた。また、世界のデータセンター市場の約3割を占める米国においてもその傾向が強く、普及活動を後押しする各種政策や税制優遇なども確認でき、本技術の普及実現性を高める根拠を把握することができた。
 当社の提案する大容量HVDC給電システムは、市場の動きを鑑みても有利な位置にあると考えており、最大のデータセンター市場である米国を中心にグローバル展開を進めることは市場にマッチした計画であると考える。
英文要約 The amount of traffic carried by the information and telecommunication infrastructure has been increasing with increased use of the Internet, and the increase is expected to continue into the future. As a result of the increased traffic, data center facilities have been expanding as well, and data center operators are facing the issue of reducing operating cost by decreasing energy consumption and using renewable energy. The importance of IT systems that support the social infrastructure has also been increasing, and the social impact of system failures requires high reliability of those systems.
 In such circumstances, HVDC power systems that supply 380-VDC high-voltage direct current are attracting attention as a way to save energy in data centers, because they are more efficient and reliable than the AC systems that are commonly used. It is also easy to connect DC power sources such as solar power and fuel cell power generation systems, enabling effective use of renewable energy.
 Although worldwide commercialization of large-capacity HVDC power systems for data centers is currently limited, progress is being made toward practical implementation through the NEDO Green IT Project in Japan, and it can be said that we are one step ahead in this field.
 The verification work being done includes the testing of the energy-saving effect from actual operation of a 500-kW class HVDC power system that has been constructed at a site in the United States, which is the largest single market for the ICT field. In that work, a standard metric for quantitative assessment of the efficiency of a data center, the Data Center Performance Per Energy (DPPE) is used. Also being evaluated is the effect of even further energy saving by interworking with solar power generation systems, a form of renewable energy. That involves controlling the number of HVDC power supply units operating according to changes in solar power output over time (on-off control for individual modules) to optimize operating conditions. By using the test site to demonstrate the advantages of HVDC power systems to players in the data center industry, we can expand the application of Japanese technology internationally and contribute to energy conservation in data centers world-wide.
 In investigation preliminary to the testing, we did a market survey that included parties involved in the data center industry. The world-wide data center market has high expectations for energy conservation and renewable energy sources, and the trend is towards high reliability requirements for the systems that support social infrastructure. We therefore believe that adoption of highly efficient and highly reliable HVDC power systems will continue to increase. The trend is the same in the United States, which accounts for about one-third of the world data center market. Additionally, the firm basis for the feasibility of implementation can be understood from the various government policies and tax incentives that are intended to promote wider use.
 In the United States, our large-capacity HVDC power systems are in an advantageous position for expansion, so moving forward with penetration of the U.S. market is a plan that matches the market situation well.
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