一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统的制作方法

本发明属于数据中心输电，尤其是一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统。

背景技术：

1、大数据产业的迅速发展加上“5g”通信的加持，致使大数据产业对大型数据中心的需求量越来越大，数据中心能耗基数巨大，效率指标的微小提升都能够带来非常可观的经济环境效益。为实现节能降耗，数据传输稳定的能效设计带来巨大挑战。

2、目前，数据中心的电气传输、制冷散热、储能系统环节采用铜缆电力传输、风冷水冷以及化学电池作为主要建设构架，而电缆线损、散热效率及储能转化率为数据中心运行带来额外负担和不稳定性。

3、具体的，数据中心消耗电能大，采用传统铜缆传输所产生的焦耳热，电力能源利用率下降；数据中心运行产生热量较多，通常利用空调或冷水机组散热，而空气、水流热传导效率不高；化学电池储能单位体积能量存储密度低、能源转化效率低，供电线路故障时，化学电池长时间供电稳定性差；电力传输、散热及化学电池储能装置装机量大、占地空间大。

4、针对以上问题，急需一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，实现数据中心输电损耗低、散热效率高、储能转化高、占地空间小的目的。

技术实现思路

1、发明目的：提供一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，以解决现有技术存在的上述问题。

2、技术方案：一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，包括超导电缆及数据传输单元、制冷及储能单元和数据中心及冷屏散热单元，所述制冷及储能单元的输入端通过输电线与电网端连接，且电网端与制冷及储能单元之间的输电线上安装有电器控制开关一，所述制冷及储能单元的输出端通过冷媒输送管道与超导电缆及数据传输单元连接，所述超导电缆及数据传输单元的输入端通过数据传送线路与通信端连接，通过输电线与电网端连接，且电网端与超导电缆及数据传输单元之间的输电线上安装有电器控制开关三，所述超导电缆及数据传输单元的输出端连接有数据中心及冷屏散热单元，所述数据中心及冷屏散热单元的输出端与制冷及储能单元连接，所述数据中心及冷屏散热单元的输入端通过输电线与电器控制开关一，且数据中心及冷屏散热单元与电器控制开关一之间的输电线上安装有电器控制开关二，所述电器控制开关二通过输电线与超导电缆及数据传输单元连接。

3、进一步的，所述制冷及储能单元包括燃气发电机组、汽化器、超导储能及冷媒储罐和过冷箱，所述过冷箱内注有清洁能源液体，所述过冷箱的输出端连接有冷媒输送管道，所述过冷箱与超导储能及冷媒储罐连通，所述超导储能及冷媒储罐的输出端连接有汽化器，所述汽化器上连接有燃气发电机组，所述燃气发电机组的输出端连接在电器控制开关一上，所述电器控制开关一通过输电线与超导储能及冷媒储罐内的超导磁体连接。

4、进一步的，所述过冷箱的清洁能源液体内浸没有制冷机和低温泵，所述所述低温泵的输出端连接有冷媒输送管道，所述制冷机和低温泵的输入端均连接子在电器控制开关四上，所述电器控制开关四通过输电线与电器控制开关一连接。

5、进一步的，所述超导电缆及数据传输单元包括电器终端一、超导光电复合缆和电器终端二，所述超导光电复合缆的两端分别连接有电器终端一和电器终端二，所述电器终端一分别与电器控制开关三、冷媒输送管道和数据传送线路连接，所述电器终端二分别与电器控制开关二和数据中心及冷屏散热单元连接。

6、进一步的，所述超导光电复合缆包括超导导体、光纤集束和骨架一，所述骨架一呈管状结构，所述骨架一内充满清洁能源液体，所述清洁能源液体内设置有超导导体和光纤集束。

7、进一步的，所述超导光电复合缆包括超导导体、光纤集束和骨架二，所述骨架二呈双层套管结构，所述骨架二内层管中充满清洁能源液体，所述清洁能源液体内设有超导导体，所述骨架二内层管与外层管之间设置有光纤集束。

8、进一步的，所述数据中心及冷屏散热单元包括冷屏、换热盘管和服务器，所述服务器外设置有冷屏，所述冷屏上设置有换热盘管，所述换热盘管的一端与电器终端二上的冷媒输送管道连接，另一端与过冷箱连接，所述冷屏上设置有电力输入端和数据输入端，所述电力输入端通过输电线与电器控制开关二连接，所述数据输入端通过数据传送线路与电器终端二连接。

9、进一步的，所述清洁能源液体为液氢或液化天然气。

10、有益效果：本发明设置超导电缆及数据传输单元，用以将城市电力及信息数据，通过超导光电复合缆传输至数据中心，超导电缆与液态清洁能源共管，利用液氢、液化天然气冷量达到超导态，清洁能源通过迫流循环，使电力无损传输，热负荷及时带走，达到光通讯与电力能源、清洁能源共同高效传输，并节约空间。

技术特征：

1.一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，包括超导电缆及数据传输单元(1)、制冷及储能单元(2)和数据中心及冷屏散热单元(3)，所述制冷及储能单元(2)的输入端通过输电线(5)与电网端连接，且电网端与制冷及储能单元(2)之间的输电线(5)上安装有电器控制开关一(7)，所述制冷及储能单元(2)的输出端通过冷媒输送管道(4)与超导电缆及数据传输单元(1)连接，所述超导电缆及数据传输单元(1)的输入端通过数据传送线路(6)与通信端连接，通过输电线(5)与电网端连接，且电网端与超导电缆及数据传输单元(1)之间的输电线(5)上安装有电器控制开关三(9)，所述超导电缆及数据传输单元(1)的输出端连接有数据中心及冷屏散热单元(3)，所述数据中心及冷屏散热单元(3)的输出端与制冷及储能单元(2)连接，所述数据中心及冷屏散热单元(3)的输入端通过输电线(5)与电器控制开关一(7)，且数据中心及冷屏散热单元(3)与电器控制开关一(7)之间的输电线(5)上安装有电器控制开关二(8)，所述电器控制开关二(8)通过输电线(5)与超导电缆及数据传输单元(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述制冷及储能单元(2)包括燃气发电机组(21)、汽化器(22)、超导储能及冷媒储罐(23)和过冷箱(24)，所述过冷箱(24)内注有清洁能源液体(121)，所述过冷箱(24)的输出端连接有冷媒输送管道(4)，所述过冷箱(24)与超导储能及冷媒储罐(23)连通，所述超导储能及冷媒储罐(23)的输出端连接有汽化器(22)，所述汽化器(22)上连接有燃气发电机组(21)，所述燃气发电机组(21)的输出端连接在电器控制开关一(7)上，所述电器控制开关一(7)通过输电线(5)与超导储能及冷媒储罐(23)内的超导磁体连接。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述过冷箱(24)的清洁能源液体(121)内浸没有制冷机(241)和低温泵(242)，所述所述低温泵(242)的输出端连接有冷媒输送管道(4)，所述制冷机(241)和低温泵(242)的输入端均连接子在电器控制开关四(0)上，所述电器控制开关四(0)通过输电线(5)与电器控制开关一(7)连接。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述超导电缆及数据传输单元(1)包括电器终端一(11)、超导光电复合缆(12)和电器终端二(13)，所述超导光电复合缆(12)的两端分别连接有电器终端一(11)和电器终端二(13)，所述电器终端一(11)分别与电器控制开关三(9)、冷媒输送管道(4)和数据传送线路(6)连接，所述电器终端二(13)分别与电器控制开关二(8)和数据中心及冷屏散热单元(3)连接。

5.根据权利要求4所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述超导光电复合缆(12)包括超导导体(122)、光纤集束(123)和骨架一(124)，所述骨架一(124)呈管状结构，所述骨架一(124)内充满清洁能源液体(121)，所述清洁能源液体(121)内设置有超导导体(122)和光纤集束(123)。

6.根据权利要求4所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述超导光电复合缆(12)包括超导导体(122)、光纤集束(123)和骨架二(125)，所述骨架二(125)呈双层套管结构，所述骨架二(125)内层管中充满清洁能源液体(121)，所述清洁能源液体(121)内设有超导导体(122)，所述骨架二(125)内层管与外层管之间设置有光纤集束(123)。

7.根据权利要求4所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述数据中心及冷屏散热单元(3)包括冷屏(31)、换热盘管(34)和服务器(35)，所述服务器(35)外设置有冷屏(31)，所述冷屏(31)上设置有换热盘管(34)，所述换热盘管(34)的一端与电器终端二(13)上的冷媒输送管道(4)连接，另一端与过冷箱(24)连接，所述冷屏(31)上设置有电力输入端(32)和数据输入端(33)，所述电力输入端(32)通过输电线(5)与电器控制开关二(8)连接，所述数据输入端(33)通过数据传送线路(6)与电器终端二(13)连接。

8.根据权利要求6所述的一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，其特征在于，所述清洁能源液体(121)为液氢或液化天然气。

技术总结
本发明公开了一种数据中心用清洁能源超导输电及储能系统，属于数据中心输电技术领域。系统包括超导电缆及数据传输单元、制冷及储能单元和数据中心及冷屏散热单元，制冷及储能单元的输入端与电网端连接，输出端与超导电缆及数据传输单元连接，超导电缆及数据传输单元的输入端与通信端和电网端连接，输出端与数据中心及冷屏散热单元连接。本发明设置超导电缆及数据传输单元，用以将城市电力及信息数据，通过超导光电复合缆传输至数据中心，超导电缆与液态清洁能源共管，利用液氢、液化天然气冷量达到超导态，清洁能源通过迫流循环，使电力无损传输，热负荷及时带走，达到光通讯与电力能源、清洁能源共同高效传输，并节约空间。

技术研发人员：朱红亮
受保护的技术使用者：富通集团（天津）超导技术应用有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13