1. No category

HVDCコンセントバー
集
HVDC整流装置
特
高電圧直流給電システム
情報通信サービスの環境負荷低減に向けた取り組み
高電圧直流給電システム導入に向けた装置開発
ほし
ひでかず
や じ ま
星　秀和
ば ば さ き
ただとし
ひ ろ せ
馬場崎 忠利
ま つ お
NTTファシリティーズでは高電圧直流（HVDC）給電システムの通信ビル・
データセンタなどへの導入に加え，将来的には太陽光発電システムなど再
生可能エネルギーを直流のまま連系したスマートグリッドへの適用も視野
に入れた研究開発を行っています．本稿では幅広い領域での活用に向けた，
システム開発，構築・保守などの取り組みを紹介します．
ICT装置の課題
近年，サーバや情報通信装置などの
ICT装置は社会に広く普及し，経済活
HVDCコンセントバー ・
電源プラグ
ひでのり
松尾 英徳
た け だ
ひ ろ や
/矢島 寛也
けいいち
/廣瀬 圭一
のりたけ
まさとし
/則竹 政俊
たかし
武田 隆
NTTファシリティーズ
す．電源プラグを抜く際は，機械的ス
イッチをOFF側へスライドすること
で，内部の接点が開き，アークを遮断
直流の高電圧化に際して課題となる
＊２
し，
ロックを解除するため，
外部へアー
動を支えています．通信ビルやデータ
遮断時のアーク
対策として，HVDC
クが発生することなく，作業者 ・ 保守
センタは，ICT装置を集中的に管理し
専用のHVDCコンセントバーと電源
者が安全に挿抜作業を行うことがで
ており，ICT装置の社会への浸透に伴
プラグを開発しました（図 １ ）
．
きます．
い，社会インフラとして重要性を増して
ICT機器などの電源プラグをコンセ
います．重要性の高まりとともに，消費
ントに接続し，プラグ未挿入時は動作
される電力量も増加しており，消費電力
しない機械的スイッチをON側へスラ
量の低減が課題となっています．
イドすることで内部の接点が閉じ，電
＊1
高電圧直流
（HVDC）給電システ
流が流れるとともに電源プラグの抜け
ムは，省エネルギー効果と高い給電信
防止ロックが作動する構造としていま
＊1 高電圧直流：ICT分野において，直流の給
電電圧は，電気通信用として世界的に直流
−48 Vが使用されています．これに対して，
直流300〜400 V程度のなる高い電圧範囲を
高電圧直流と呼んでいます．
＊2 アーク：電極に電位差が生じることにより，
電極間にある気体に持続的に発生する放電
の一種．
頼性の観点から世界中で大きな期待が
寄せられており，NTTグループでは
NTT環境エネルギー研究所とNTTファ
シリティーズが世界に先駆けて基礎研
究から各装置開発を行ってきました（1）．
HVDC整流装置
HVDC整流装置は電力会社から供給
される商用の電力を直流380 Vに変換
する整流装置です（2）．100 kWクラス，
500 kWクラスの容量があり，最高98％
と高い変換効率を有しています．また，
冗長構成を採用しており，万一障害発
生時も継続的な運用が可能です．
図 1 HVDCコンセントバー・電源プラグ
NTT技術ジャーナル　2015.1
41
情報通信サービスの環境負荷低減に向けた取り組み
テム移行の過渡期には，導入予定の
る直流380 Vを受電し，交流200 V，
ICT装置すべてがHVDCに対応してい
交流100 V，直流－₄8 Vいずれかの電
ないことが想定されます．そのため，
力を出力するマイグレーション用電源
HVDC給電システムを導入するに
HVDC給電システムの大枠を変更す
変換装置が必要となります（図 ₂ ）
．
あたって，HVDC整流装置やHVDC
ることなく，部分的に従来の給電方式
分電盤といった装置のほか，HVDCに
である交流200 V，交流100 Vや直流
S（小容量）タイプとM（中容量）タ
対応したICT装置の調達が必要となり
－₄8 Vで動作するICT装置を利用する
イプのマイグレーション用電源変換装
ます．しかし，導入初期におけるシス
ために，HVDC整流装置から供給され
置を開発しました（図 ₃ ）
．Sタイプは，
マイグレーション用電源変換装置
の開発
当社は，供給先の種類に合わせて，
19インチラック
交流200 V
直流380 V
HVDC整流装置
（100 kW・500 kW）
380 V対応ICT装置
直流380 V
HVDC分電盤
マイグレーション用
電源変換装置（S・M）
既存交流，直流
−48 V ICT装置
マイグレーション用
電源変換装置（S・M）
既存交流，直流
−48 V ICT装置
直流380 V
蓄電池
図 ₂ HVDC給電システムの構成
マイグレーション用電源変換装置（S）
マイグレーション用電源変換装置（M）
交流出力タイプ
直流出力タイプ
交流出力タイプ
直流出力タイプ
W：430 × D：700 ×
H：43（1U）
W：430 × D：700 ×
H：43（1U）
W：430 × D：553 ×
H：130（3U）
W：430 × D：652 ×
H：130（3U）
外観
寸法
（mm）
入力
電圧
出力
電圧
出力
容量
ユニット
効率
定格 直流 380 V
交流 100 V
直流 −48 V
交流 100 V，交流 200 V
1.0 kW
（500 W ユニット× 2 台＋ 1 台）
90％以上
93％以上
直流 −48 V
7 kW
90％以上
94％以上
※ M タイプの寸法はユニット部
図 3 マイグレーション用電源変換装置ラインアップ
42
NTT技術ジャーナル　2015.1
特
集
商用電力
（北海道電力）
整流装置
（15 kW）
左：リチウムイオン
蓄電池充放電器
右：直流電力変換
装置
整流装置
（15 kW）
太陽光パネル
（10 kW）
太陽光パネル
（10 kW）
交流電力
直流電力
情報通信
直流EMS※
6600 V/
200 V
直流電力変換装置
（10 kW）
直流電力変換装置
（10 kW）
直流380 V
リチウムイオン
充電器
電気自動車用
双方向充電器
LED照明
直流
アダプタ
ノートPC
冷蔵庫
直流
コンセント
直流EMSサーバ
直流スイッチ 直流アダプタ
液晶TV
BMU
電気自動車
リチウムイオン （三菱i-MieV）
（25 kWh）
電気自動車
リチウムイオン
蓄電池
直流
スイッチ
ブルーレイ
ディスク
プレーヤ
直流コンセント
直流380 V周辺機器
液晶TV＋ブルーレイ
冷蔵庫
ディスクプレイヤ
直流380 V家電
LED照明
太陽光パネル（10 kW× 2 ）
※運用計画に基づいて各装置を制御する運用管理システム
EMS: Energy Management System
BMU: Battery Management Unit
図 4 環境省フィールド実証システム（北海道帯広市）
モニタなどのコンソール系の装置で消
費電力数100W程度の装置用に開発し
ています．Mタイプは，消費電力が数
kW程度のICT装置を想定して開発し
ています．
■参考文献
（1） 朝倉 ・ 田中 ・ 馬場崎：“高電圧直流給電シス
テムの導入に向けて，” NTT技術ジャーナル，
Vol.22，No.11，pp.1₆-19，2010．
（2） 宇田川 ・ 松尾：“情報通信分野における給電
技 術 ・ 空 調 技 術，
” NTT技 術 ジ ャ ー ナ ル，
Vol.2₆，No.₇，pp.13-19，201₄．
（3） 廣 瀬: “直 流 技 術 と 応 用 の 動 向，
” 電 学 論B，
Vol.131，No.₄，pp.358-3₆1，2011．
今後の展開
本稿では，通信ビル ・ データセンタ
などへのHVDC給電システム導入にお
ける取り組みについて紹介しました．
将来的には，通信ビル ・ データセン
タなどへの導入だけでなく，太陽光発
電システムなど直流で発電する分散型
電源や蓄電池と組み合わせて，再生可
能エネルギーをHVDCで運用するス
マートグリッドへの展開も視野に入れ
ています（3）．環境省による地球温暖化
対策技術開発 ・ 実証研究事業におい
て，北海道帯広市，山形県山形市にて
フィールド検証が実施されており
（図 ₄ ）
，得られた成果を積極的に活用
していく予定です．
（上段左から）星　秀和/ 矢島 寛也/
馬場崎 忠利/ 廣瀬 圭一
（下段左から）松尾 英徳/ 則竹 政俊/
武田 隆
NTTグループでは使用電力量の削減にエ
ネルギーマネジメントの推進，エネルギー
効率の高い装置の導入 ･ 更改といった取り
組みが行われてきましたが，社会的に環境
負荷低減がより重要視されている中，一層
の使用電力量削減に貢献が出来るような研
究開発に努めたいと思います．
◆問い合わせ先
NTTファシリティーズ
エネルギー事業本部　研究開発本部
TEL 03-₅₆₆₉-0₇8₅
FAX 03-₅₆₆₉-1₆₅0
E-mail　matsuo₅₆ ntt-f.co.jp
NTT技術ジャーナル　2015.1
43