CN107769204A - 一种集装箱数据中心及其供电方法 - Google Patents

一种集装箱数据中心及其供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种集装箱数据中心及其供电方法，包括：集装箱数据中心箱体、至少一个数据中心负载和至少一个太阳能光伏极板；所述至少一个数据中心负载部署在所述集装箱数据中心箱体内；所述至少一个太阳能光伏极板部署在所述集装箱数据中心箱体的外壁；所述太阳能光伏极板，用于获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载。本方案能够降低集装箱数据中心的投入成本。

Description

一种集装箱数据中心及其供电方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，特别涉及一种集装箱数据中心及其供电方法。
背景技术
随着电子信息行业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。其中，集装箱数据中心成为一种发展趋势，由于其搭建速度快，且可容纳高密度的计算设备而得到企业的广泛应用。
目前，集装箱数据中心内的设备主要包括：配电设备、制冷设备、监控设备和IT设备。而在为集装箱数据中心供电时，主要通过配电设备中的多个不间断电源来保障集装箱数据中心的电力供应。但是，配电设备中的每个不间断电源都有使用寿命，为了保障集装箱数据中心的电力供应，则需要定期更换这些不间断电源。而定期更换数量较多的不间断电源数量较多，会增加集装箱数据中心的投入成本。
发明内容
本发明实施例提供了一种集装箱数据中心及其供电方法，能够降低集装箱数据中心的投入成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，包括：集装箱数据中心箱体、至少一个数据中心负载和至少一个太阳能光伏极板；
所述至少一个数据中心负载部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述至少一个太阳能光伏极板部署在所述集装箱数据中心箱体的外壁；
所述太阳能光伏极板，用于获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载。
优选地，进一步包括：光伏逆变器；
所述光伏逆变器部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述光伏逆变器分别与所述太阳能光伏极板和所述数据中心负载相连；
所述太阳能光伏极板，用于将转换得到的所述电能输送给所述光伏逆变器；
所述光伏逆变器，用于将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载。
优选地，所述光伏逆变器，包括：电能处理模块、市电获取模块和电能输送模块；
所述市电获取模块与的外部的市电电源相连；
所述电能处理模块，用于将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电，并检测转换的所述交流电的交流电功率是否小于各个所述数据中心负载的总额定功率，如果是，触发所述市电获取模块获取市电交流电，否则触发所述电能输送模块输送转换的交流电；
所述市电获取模块，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电；
所述电能输送模块，用于在所述市电获取模块从所述市电电源获取市电交流电时，将获取到的所述市电交流电和所述交流电共同输送给每一个所述数据中心负载，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述电能处理模块转换的所述交流电输送给每一个所述数据中心负载。
优选地，进一步包括：计费模块；
所述计费模块分别与所述市电电源、所述市电获取模块和所述电能输送模块相连；
所述市电获取模块，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，通过所述计费模块从所述市电电源获取市电交流电；
所述电能处理模块，用于当监测到所述交流电功率大于所述总额定功率时，将大于所述总额定功率的所述交流电，转换为与所述市电电源的电压同频、同相的交流电，并触发所述电能输送模块；
所述电能输送模块，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述与所述总额定功率相等的所述交流电输送给各个所述数据中心负载，并将所述电能处理模块转换的同频、同相的所述交流电通过所述计费模块输送给所述市电电源；
所述计费模块，用于记录所述市电获取模块从所述市电电源获取的所述市电交流电的输入电量和所述电能输送模块向所述市电电源输送的同频、同相的所述交流电的输出电量，并在预设的周期内，根据所述输入电量和所述输出电量计算所述集装箱数据中心耗电费用。
优选地，进一步包括：储能蓄电池；
所述储能蓄电池部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述储能蓄电池与所述电能处理模块相连；
所述电能处理模块，进一步用于当无法从所述太阳能光伏极板和所述市电获取模块无法从所述市电电源获取电能时，触发所述储能蓄电池，并将所述储能蓄电池在接收到触发时输送的直流电转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载；
所述储能蓄电池，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，将存储的直流电输送给所述电能处理模块。
优选地，进一步包括：电池充放电控制模块；
所述电池充放电控制模块部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述储能蓄电池通过所述电池充放电控制模块与所述电能处理模块相连；
所述电池充放电控制模块分别与所述太阳能光伏极板、所述电能处理模块和所述储能蓄电池相连；
所述太阳能光伏极板，进一步用于向所述电池充放电控制模块输送直流电；
所述电能处理模块，进一步用于当未检测到所述太阳能光伏极板输送的直流电时，触发所述市电获取模块获取交流电，并将所述市电获取模块从所述市电电源获取的市电交流电转换为直流电输送给电池充放控制模块，以及当未获取到所述太阳能光伏极板和所述市电获取模块输送的电能时，触发所述电池充放电控制模块，并将所述电池充放电控制模块在接收到所述触发后输送的直流电转换为交流电，触发所述电能输送模块；
所述市电获取模块，进一步用于在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电输送给所述电能处理模块；
所述电池充放电控制模块，用于分别将所述太阳能光伏极板和所述电能处理模块输送的直流电的功率调节到预设的浮充值，并将调节到浮充值的直流电输送给所述储能蓄电池，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将从所述储能蓄电池获取的直流电输送给所述电能处理模块，并当所述储能蓄电池的电压等于预设的过放值时，断开与所述电能处理模块的连接；
所述储能蓄电池，用于存储所述电池充放电控制模块输送的直流电。
优选地，所述太阳能光伏极板，包括：至少一个太阳能电池和电流汇总部件；
所述外壁，包括：上壁和/或侧壁；
所述至少一个太阳能电池和所述电流汇总部件部署在所述集装箱数据中心箱体的上壁和/或侧壁；
所述太阳能电池，用于当被太阳光线照射时，吸收所述太阳光线，并将将吸收的所述太阳光线转换为直流电；
所述电流汇总部件，用于分别获取每一个所述太阳能电池转换的直流电，将获取到的直流电汇总后输送给每一个所述数据中心负载。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面任一所述的集装箱数据中心的供电方法，包括：预先将至少一个数据中心负载部署在所述集装箱数据中心箱体内；
将至少一个太阳能光伏极板部署在所述集装箱数据中心箱体的外壁；
利用太阳能光伏极板获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载。
优选地，在所述利用太阳能光伏极板获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能之后，在所述将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载之前，进一步包括：
利用所述太阳能光伏极板将转换得到的所述电能输送给所述光伏逆变器；
所述将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载，包括：
利用所述光伏逆变器将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载。
优选地，当所述光伏逆变器，包括：电能处理模块、市电获取模块和电能输送模块时，
所述利用所述光伏逆变器将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载，包括：
利用所述电能处理模块将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电，并检测转换的所述交流电的交流电功率是否小于各个所述数据中心负载的总额定功率，如果是，触发所述市电获取模块获取市电交流电，否则触发所述电能输送模块输送转换的交流电；
利用所述市电获取模块在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电；
利用所述电能输送模块在所述市电获取模块从所述市电电源获取市电交流电时，将获取到的所述市电交流电和所述交流电共同输送给每一个所述数据中心负载，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述电能处理模块转换的所述交流电输送给每一个所述数据中心负载。
在本发明实施例中，通过太阳能光伏极板将获取的太阳热辐射能转换为电能为数据中心负载供电，可以降低集装箱数据中心在用电峰值时的耗电费用，并且太阳能光伏极板具有维护需求少、使用寿命长的特点，解决了传统集装箱数据中心白天峰值耗电费用巨大的情况，同时还响应了节能减排的政策，以及降低集装箱数据中心在不间断电源的投入成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的另一种集装箱数据中心的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的又一种集装箱数据中心的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的再一种集装箱数据中心的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的另一种集装箱数据中心的结构示意图；
图7是本发明一实施例提供的又一种集装箱数据中心的结构示意图；
图8是本发明一实施例提供的一种集装箱数据中心的结构示意图；
图9是本发明一实施例提供的一种集装箱数据中心供电方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种集装箱数据中心，包括：集装箱数据中心箱体101、至少一个数据中心负载102和至少一个太阳能光伏极板103；
所述至少一个数据中心负载102部署在所述集装箱数据中心箱体101内；
所述至少一个太阳能光伏极板103部署在所述集装箱数据中心箱体101的外壁；
所述太阳能光伏极板101，用于获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载102。
在本发明实施例中，通过太阳能光伏极板将获取的太阳热辐射能转换为电能为数据中心负载供电，可以降低集装箱数据中心在用电峰值时的耗电费用，并且太阳能光伏极板具有维护需求少、使用寿命长的特点，解决了传统集装箱数据中心白天峰值耗电费用巨大的情况，同时还响应了节能减排的政策，以及降低集装箱数据中心在不间断电源的投入成本。
基于图1所示的所述集装箱数据中心，如图2所示，所述集装箱数据中心，进一步包括：光伏逆变器201；
所述光伏逆变器201部署在所述集装箱数据中心箱体101内；
所述光伏逆变器201分别与所述太阳能光伏极板103和所述数据中心负载102相连；
所述太阳能光伏极板103，用于将转换得到的所述电能输送给所述光伏逆变器201；
所述光伏逆变器201，用于将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载102。
在本发明实施例中，由于大多数数据中心负载采用的是交流电，且太阳能光伏极板将太阳热辐射能转换成的电能为直流电，所以需要先通过光伏逆变器将直流电转换为交流电再输送给各个数据中心负载，可以避免各个交流数据中心负载后在获取直流电后无法正常工作而导致集装箱数据中心瘫痪。
基于图2所示的所述集装箱数据中心，如图3所示，所述光伏逆变器201，包括：电能处理模块2011、市电获取模块2012和电能输送模块2013，另外，图3还示出了外部的市电电源301；
所述光伏逆变器部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述市电获取模块2012与所述市电电源301相连；
所述电能处理模块2011，用于将所述太阳能光伏极板103输送的所述电能转换为交流电，并检测转换的所述交流电的交流电功率是否小于各个所述数据中心负载的总额定功率，如果是，触发所述市电获取模块2012获取市电交流电，否则触发所述电能输送模块2013输送转换的交流电；
所述市电获取模块2012，用于在接收到所述电能处理模块2011的触发时，从所述市电电源301获取市电交流电；
所述电能输送模块2013，用于在所述市电获取模块2012从所述市电电源获取市电交流电时，将获取到的所述市电交流电和所述交流电共同输送给每一个所述数据中心负载，以及在接收到所述电能处理模块2011的触发时，将所述电能处理模块转换的所述交流电输送给每一个所述数据中心负载。
在本发明实施例中，电能转换处理模块在将太阳能光伏极板输送的直流电转换完交流电后，不是直接触发电能输送模块输送转换的交流电，而是先检测所转换的交流电的交流电功率是否小于数据中心负载的总额定功率，避免所转换的交流电的交流电功率不足而导致数据中心负载无法正常运行，当且仅当在检测到交流电功率小于数据中心负载的总额定功率时，再从市电电源获取交流电，而无需在支持数据中心负载运行时全部使用市电电源，从而可以降低集装箱数据中心的耗电费用。
基于图3所示的集装箱数据中心，如图4所示，所述集装箱数据中心，进一步包括：计费模块401；
所述计费模块401分别与所述市电电源301、所述市电获取模块2012和所述电能输送模块2013相连；
所述市电获取模块2012，用于在接收到所述电能处理模块2011的触发时，通过所述计费模块401从所述市电电源获取市电交流电；
所述电能处理模块2011，用于当监测到所述交流电功率大于所述总额定功率时，将大于所述总额定功率的所述交流电，转换为与所述市电电源的电压同频、同相的交流电，并触发所述电能输送模块2013；
所述电能输送模块2013，用于在接收到所述电能处理模块2011的触发时，将所述与所述总额定功率相等的所述交流电输送给各个所述数据中心负载，并将所述电能处理模块转换的同频、同相的所述交流电通过所述计费模块401输送给所述市电电源；
所述计费模块401，用于记录所述市电获取模块2012从所述市电电源获取的所述市电交流电的输入电量和所述电能输送模块2013向所述市电电源输送的同频、同相的所述交流电的输出电量，并在预设的周期内，根据所述输入电量和所述输出电量计算所述集装箱数据中心耗电费用。
在本发明实施例中，电能输送模块在将太阳能光伏极板输送的电能在输送给数据中心负载后，若还有多余的电能则通过计费模块可以向市电电源发电，而通过计费模块记录集装箱数据中心从市电电源获取电能的输入电量，以及向市电电源输送电能的输送电量，再经过计算，即可得知集装箱数据中心在预设的周期内的耗电费用，而无需人工手动计算集装箱数据中心的耗电费用，从而可以提高工作人员在管理集装箱数据中心耗电费用时的效率。
基于图3所示的所述集装箱数据中心，如图5所示，所述集装箱数据中心，进一步包括：储能蓄电池501；
所述储能蓄电池部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述储能蓄电池501与所述电能处理模块2012相连；
所述电能处理模块2012，进一步用于当无法从所述太阳能光伏极板和所述市电获取模块无法从所述市电电源获取电能时，触发所述储能蓄电池501，并将所述储能蓄电池在接收到触发时输送的直流电转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载；
所述储能蓄电池501，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，将存储的直流电输送给所述电能处理模块2012。
在本发明实施例中，当且仅当太阳能光伏极板和市电电源无法向数据中心负载提供电能时，储能蓄电池会将存储的电能输送给数据中心负载，避免数据中心负载因未获得到电能而停止运行，并且储能蓄电池的寿命较长，可以减少和维护成本，从而可以降低集装箱数据中心的总体投入成本。
基于图5所示的所述集装箱数据中心，如图6所示，所述集装箱数据中心，进一步包括：电池充放电控制模块601；
所述电池充放电控制模块601部署在所述集装箱数据中心箱体101内；
所述储能蓄电池501通过所述电池充放电控制模块601与所述电能处理模块2013相连；
所述电池充放电控制模块601分别与所述太阳能光伏极板103、所述电能处理模块2013和所述储能蓄电池501相连；
所述太阳能光伏极板103，进一步用于向所述电池充放电控制模块601输送直流电；
所述电能处理模块2011，进一步用于当未检测到所述太阳能光伏极板输送的直流电时，触发所述市电获取模块获取交流电，并将所述市电获取模块从所述市电电源获取的市电交流电转换为直流电输送给电池充放控制模块，以及当未获取到所述太阳能光伏极板和所述市电获取模块输送的电能时，触发所述电池充放电控制模块601，并将所述电池充放电控制模块在接收到所述触发后输送的直流电转换为交流电，触发所述电能输送模块；
所述市电获取模块，进一步用于在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电输送给所述电能处理模块；
所述电池充放电控制模块601，用于分别将所述太阳能光伏极板103和所述电能处理模块2013输送的直流电的功率调节到预设的浮充值，并将调节到浮充值的直流电输送给所述储能蓄电池501，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将从所述储能蓄电池501获取的直流电输送给所述电能处理模块，并当所述储能蓄电池的电压等于预设的过放值时，断开与所述电能处理模块的连接；
所述储能蓄电池501，用于存储所述电池充放电控制模块601输送的直流电。
在本发明实施例中，在为储能蓄电池充电时，通过电池充放电控制模块可以为储能蓄电池提供最佳的充电电流和电压，起到对储能蓄电池的过充电、过放电进行保护的作用，使得储能蓄电池可以快速平稳地充电，并且可以使得储能蓄电池在充电过程中减少损耗，从而实现延长储能蓄电池使用寿命的目的。
基于图1所示的所述集装箱数据中心，如图7所示，所述太阳能光伏极板103，包括：至少一个太阳能电池1031和电流汇总部件1032；
所述外壁，包括：上壁和/或侧壁；
所述至少一个太阳能电池1031和所述电流汇总部件1032部署在所述集装箱数据中心箱体101的上壁和/或侧壁；
所述太阳能电池1031，用于当被太阳光线照射时，吸收所述太阳光线，并将将吸收的所述太阳光线转换为直流电；
所述电流汇总部件1032，用于分别获取每一个所述太阳能电池1031转换的直流电，将获取到的直流电汇总后输送给每一个所述数据中心负载。
在本发明实施例中，由于太阳能电池具有永久性、清洁性和灵活性等特点，只要太阳存在，太阳能电池既可以依次投资而长期使用，从而可以节省集装箱数据中心在不间断电源的投入成本，并且与火力发电相比，通过太阳能电池发电不会引起环境污染。
为了更加清楚的说明本发明的技术方案及优点，下面以市电电源和太阳能光伏极板为集装箱数据中心箱体内的数据中心负载供电为例，对本发明实施例提供的一种集装箱数据中心进行详细说明，如图8所示，包括：
将光伏逆变器801、电池充放电控制模块802、储能蓄电池803和数据中心负载804均部署在集装箱数据中心箱体805内。
太阳能光伏极板806部署在集装箱数据中心箱体805的上壁和/或侧壁。
电池充放电控制模块802分别与储能蓄电池803、光伏逆变器801和太阳能光伏极板806相连。
光伏逆变器801分别与数据中心负载804和通过计费模块807与市电电源808相连。
太阳能光伏极板806的太阳能电池，用于当被太阳光线照射时，吸收太阳光线，并将吸收的太阳光线转换为直流电。
具体地，通过太阳能光伏极板中的太阳能电池为集装箱数据中心供电，并且太阳能电池的寿命长，而且只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用，即解决了传统数据中心白天峰值时期耗电费用巨大的情况，又节省了传统集装箱数据中心在不间断电源部分的投入成本，并且与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。
太阳能光伏极板806的电流汇总部件，用于分别获取每一个太阳能电池转换的直流电，将获取到的直流电汇总后输送给电池充放电控制模块802。
具体地，由于每一个太阳能电池所转换的直流电的电流较小，所以需要将各个太阳能电池转换的直流电汇总，再输送给电池充放电控制模块。
电池充放电控制模块802，用于在接收到太阳能光伏极板806的电流汇总部件输送的直流电时，将接收到的直流电分为两路，一路输送给储能蓄电池803，另一路输送给光伏逆变器801，以及在接收到光伏逆变器801的电能处理模块的触发时，将从储能蓄电池803获取的直流电输送给光伏逆变器801的电能处理模块。
具体地，电池充放电控制模块可以获取太阳能光伏极板输送的直流电，以及获取电能处理模块输送的由市电交流电转换成的直流电为储能蓄电池充电，并且电池充放电控制模块可以对储能蓄电池的过充电和过放电进行保护，为储能蓄电池提供最佳的充电电流和电压，以使快速平稳地为储能蓄电池充电。
光伏逆变器801的电能处理模块，用于在接收到电池充放电控制模块802输送的直流电时，将直流电转换为交流电，并检测转换的交流电的交流电功率是否小于数据中心负载的总额定功率，如果是，触发光伏逆变器的市电获取模块获取市电交流电，否则，将大于总额定功率的交流电转换为与市电电源的电压同频、同相的交流电，并触发光伏逆变器的电能输送模块。
具体地，由于太阳能光伏极板和储能蓄电池是直流电源，而且大多数数据中心负载是交流负载时，为使太阳能光伏极板输送的电能能够符合数据中心负载的使用要求，光伏逆变器的电能处理模块会将直流电转换为交流电，以及将市电电源的市电交流电转换为直流电通过电池充放电控制模块输送给储能蓄电池。
光伏逆变器801的市电获取模块，用于在接收到光伏逆变器的电能处理模块的触发时，通过计费模块807从市电电源808获取市电交流电。
具体地，当太阳能光伏极板无法输送电能或输送的电能无法满足数据中心负载的所需的电能时，光伏逆变器的市电获取模块会从市电电源获取电能，避免数据中心负载无法正常运行。
光伏逆变器801的电能输送模块，用于将光伏逆变器的市电获取模块获取的市电交流电输送给数据中心负载804，并在接收到光伏逆变器的电能处理模块的触发时，将光伏逆变器的电能处理模块转换的交流电输送给数据中心负载，以及将获取光伏逆变器的电能处理模块转换的与市电电源同频、同相的交流电通过计费模块807输送给市电电源808。
具体地，通过光伏逆变器的电能输送模块可以将太阳能光伏极板输送的电能和从市电电源获取的市电交流电输送给数据中心负载，避免数据中心负载没有足够的电能无法正常运行，以及在太阳能光伏极板转换的电能充足时，将光伏逆变器的电能处理模块转换的与市电电源同频、同相的交流电输送给市电电源，可以在满足数据中心负载运行的同时，缓解电网的电力供应不足情况。
计费模块807，用于记录光伏逆变器801的市电获取模块从市电电源808获取的市电交流电的输入电量，以及光伏逆变器的电能输送模块向市电电源输送的同频、同相的交流电的输出电量，并在预设的周期内，根据输入电量和输出电量计算集装箱数据中心耗电费用。
具体地，通过计费模块(例如，电表)可以记录集装箱数据中心所耗费的市电和向市电电源输送的电能，可以使得计费模块根据记录的电量计算出集装箱数据中心的耗电费用，而无需人工手动计算，可以解决人工计费的情况。
储能蓄电池803，用于存储电池充放电控制模块802输送的直流电。
具体地，储能蓄电池所存储的直流电可以在自然条件发生变化时，例如，阴天、雨天、晚上光照强度变化等原因导致太阳能光伏极板无法输送电能，以及市电电源同样无法提供市电交流电时，能够使电池充放电控制模块在瞬间获取大电流的直流电，并通过光伏逆变器输送给数据中心负载，确保数据中心负载的正常运行。
如图9所示，本发明实施例提供了如上述实施例中任一所述的一种集装箱数据中心的供电方法，该方法可以包括以下步骤：
步骤901：预先将至少一个数据中心负载部署在所述集装箱数据中心箱体内；
步骤902：将至少一个太阳能光伏极板部署在所述集装箱数据中心箱体的外壁；
步骤903：利用太阳能光伏极板获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载。
在本发明实施例中，利用太阳能光伏极板将获取的太阳热辐射能转换为电能为数据中心负载供电，可以降低集装箱数据中心在用电峰值时的耗电费用，并且太阳能光伏极板具有维护需求少、使用寿命长的特点，解决了传统集装箱数据中心白天峰值耗电费用巨大的情况，同时还响应了节能减排的政策，以及降低集装箱数据中心在不间断电源的投入成本。
在本发明一实施例中，在所述利用太阳能光伏极板获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能之后，在所述将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载之前，进一步包括：
利用所述太阳能光伏极板将转换得到的所述电能输送给所述光伏逆变器；
所述将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载，包括：
利用所述光伏逆变器将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载。
在本发明一实施例中，当所述光伏逆变器，包括：电能处理模块、市电获取模块和电能输送模块时，
所述利用所述光伏逆变器将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载，包括：
利用所述电能处理模块将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电，并检测转换的所述交流电的交流电功率是否小于各个所述数据中心负载的总额定功率，如果是，触发所述市电获取模块获取市电交流电，否则触发所述电能输送模块输送转换的交流电；
利用所述市电获取模块在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电；
利用所述电能输送模块在所述市电获取模块从所述市电电源获取市电交流电时，将获取到的所述市电交流电和所述交流电共同输送给每一个所述数据中心负载，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述电能处理模块转换的所述交流电输送给每一个所述数据中心负载。
本发明各个实施例至少具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，通过太阳能光伏极板将获取的太阳热辐射能转换为电能为数据中心负载供电，可以降低集装箱数据中心在用电峰值时的耗电费用，并且太阳能光伏极板具有维护需求少、使用寿命长的特点，解决了传统集装箱数据中心白天峰值耗电费用巨大的情况，同时还响应了节能减排的政策，以及降低集装箱数据中心在不间断电源的投入成本。
2、在本发明实施例中，由于大多数数据中心负载采用的是交流电，且太阳能光伏极板将太阳热辐射能转换成的电能为直流电，所以需要先通过光伏逆变器将直流电转换为交流电再输送给各个数据中心负载，可以避免各个交流数据中心负载后在获取直流电后无法正常工作而导致集装箱数据中心瘫痪。
3、在本发明实施例中，电能转换处理模块在将太阳能光伏极板输送的直流电转换完交流电后，不是直接触发电能输送模块输送转换的交流电，而是先检测所转换的交流电的交流电功率是否小于数据中心负载的总额定功率，避免所转换的交流电的交流电功率不足而导致数据中心负载无法正常运行，当且仅当在检测到交流电功率小于数据中心负载的总额定功率时，再从市电电源获取交流电，而无需在支持数据中心负载运行时全部使用市电电源，从而可以降低集装箱数据中心的耗电费用。
4、在本发明实施例中，电能输送模块在将太阳能光伏极板输送的电能在输送给数据中心负载后，若还有多余的电能则通过计费模块可以向市电电源发电，而通过计费模块记录集装箱数据中心从市电电源获取电能的输入电量，以及向市电电源输送电能的输送电量，再经过计算，即可得知集装箱数据中心在预设的周期内的耗电费用，而无需人工手动计算集装箱数据中心的耗电费用，从而可以提高工作人员在管理集装箱数据中心耗电费用时的效率。
5、在本发明实施例中，当且仅当太阳能光伏极板和市电电源无法向数据中心负载提供电能时，储能蓄电池会将存储的电能输送给数据中心负载，避免数据中心负载因未获得到电能而停止运行，并且储能蓄电池的寿命较长，可以减少和维护成本，从而可以降低集装箱数据中心的总体投入成本。
6、在本发明实施例中，在为储能蓄电池充电时，通过电池充放电控制模块可以为储能蓄电池提供最佳的充电电流和电压，起到对储能蓄电池的过充电、过放电进行保护的作用，使得储能蓄电池可以快速平稳地充电，并且可以使得储能蓄电池在充电过程中减少损耗，从而实现延长储能蓄电池使用寿命的目的。
7、在本发明实施例中，由于太阳能电池具有永久性、清洁性和灵活性等特点，只要太阳存在，太阳能电池既可以依次投资而长期使用，从而可以节省集装箱数据中心在不间断电源的投入成本，并且与火力发电相比，通过太阳能电池发电不会引起环境污染。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集装箱数据中心，其特征在于，包括：集装箱数据中心箱体、至少一个数据中心负载和至少一个太阳能光伏极板；
所述至少一个数据中心负载部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述至少一个太阳能光伏极板部署在所述集装箱数据中心箱体的外壁；
所述太阳能光伏极板，用于获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载。
2.根据权利要求1所述的集装箱数据中心，其特征在于，进一步包括：光伏逆变器；
所述光伏逆变器部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述光伏逆变器分别与所述太阳能光伏极板和所述数据中心负载相连；
所述太阳能光伏极板，用于将转换得到的所述电能输送给所述光伏逆变器；
所述光伏逆变器，用于将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载。
3.根据权利要求2所述的集装箱数据中心，其特征在于，所述光伏逆变器，包括：电能处理模块、市电获取模块和电能输送模块；
所述市电获取模块与的外部的市电电源相连；
所述电能处理模块，用于将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电，并检测转换的所述交流电的交流电功率是否小于各个所述数据中心负载的总额定功率，如果是，触发所述市电获取模块获取市电交流电，否则触发所述电能输送模块输送转换的交流电；
所述市电获取模块，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电；
所述电能输送模块，用于在所述市电获取模块从所述市电电源获取市电交流电时，将获取到的所述市电交流电和所述交流电共同输送给每一个所述数据中心负载，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述电能处理模块转换的所述交流电输送给每一个所述数据中心负载。
4.根据权利要求3所述的集装箱数据中心，其特征在于，进一步包括：计费模块；
所述计费模块分别与所述市电电源、所述市电获取模块和所述电能输送模块相连；
所述市电获取模块，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，通过所述计费模块从所述市电电源获取市电交流电；
所述电能处理模块，用于当监测到所述交流电功率大于所述总额定功率时，将大于所述总额定功率的所述交流电，转换为与所述市电电源的电压同频、同相的交流电，并触发所述电能输送模块；
所述电能输送模块，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述与所述总额定功率相等的所述交流电输送给各个所述数据中心负载，并将所述电能处理模块转换的同频、同相的所述交流电通过所述计费模块输送给所述市电电源；
所述计费模块，用于记录所述市电获取模块从所述市电电源获取的所述市电交流电的输入电量和所述电能输送模块向所述市电电源输送的同频、同相的所述交流电的输出电量，并在预设的周期内，根据所述输入电量和所述输出电量计算所述集装箱数据中心耗电费用。
5.根据权利要求3所述的集装箱数据中心，其特征在于，进一步包括：储能蓄电池；
所述储能蓄电池部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述储能蓄电池与所述电能处理模块相连；
所述电能处理模块，进一步用于当无法从所述太阳能光伏极板和所述市电获取模块无法从所述市电电源获取电能时，触发所述储能蓄电池，并将所述储能蓄电池在接收到触发时输送的直流电转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载；
所述储能蓄电池，用于在接收到所述电能处理模块的触发时，将存储的直流电输送给所述电能处理模块。
6.根据权利要求5所述的集装箱数据中心，其特征在于，进一步包括：电池充放电控制模块；
所述电池充放电控制模块部署在所述集装箱数据中心箱体内；
所述储能蓄电池通过所述电池充放电控制模块与所述电能处理模块相连；
所述电池充放电控制模块分别与所述太阳能光伏极板、所述电能处理模块和所述储能蓄电池相连；
所述太阳能光伏极板，进一步用于向所述电池充放电控制模块输送直流电；
所述电能处理模块，进一步用于当未检测到所述太阳能光伏极板输送的直流电时，触发所述市电获取模块获取交流电，并将所述市电获取模块从所述市电电源获取的市电交流电转换为直流电输送给电池充放控制模块，以及当未获取到所述太阳能光伏极板和所述市电获取模块输送的电能时，触发所述电池充放电控制模块，并将所述电池充放电控制模块在接收到所述触发后输送的直流电转换为交流电，触发所述电能输送模块；
所述市电获取模块，进一步用于在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电输送给所述电能处理模块；
所述电池充放电控制模块，用于分别将所述太阳能光伏极板和所述电能处理模块输送的直流电的功率调节到预设的浮充值，并将调节到浮充值的直流电输送给所述储能蓄电池，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将从所述储能蓄电池获取的直流电输送给所述电能处理模块，并当所述储能蓄电池的电压等于预设的过放值时，断开与所述电能处理模块的连接；
所述储能蓄电池，用于存储所述电池充放电控制模块输送的直流电。
7.根据权利要求1至6中任一所述的集装箱数据中心，其特征在于，所述太阳能光伏极板，包括：至少一个太阳能电池和电流汇总部件；
所述外壁，包括：上壁和/或侧壁；
所述至少一个太阳能电池和所述电流汇总部件部署在所述集装箱数据中心箱体的上壁和/或侧壁；
所述太阳能电池，用于当被太阳光线照射时，吸收所述太阳光线，并将将吸收的所述太阳光线转换为直流电；
所述电流汇总部件，用于分别获取每一个所述太阳能电池转换的直流电，将获取到的直流电汇总后输送给每一个所述数据中心负载。
8.一种权利要求1至7中任一所述的集装箱数据中心的供电方法，其特征在于，包括：
预先将至少一个数据中心负载部署在所述集装箱数据中心箱体内；
将至少一个太阳能光伏极板部署在所述集装箱数据中心箱体的外壁；
利用太阳能光伏极板获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能，并将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载。
9.根据权利要求8所述的集装箱数据中的供电方法，其特征在于，
在所述利用太阳能光伏极板获取太阳热辐射能，将获取的所述太阳热辐射能转换为电能之后，在所述将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载之前，进一步包括：
利用所述太阳能光伏极板将转换得到的所述电能输送给所述光伏逆变器；
所述将转换得到的所述电能输送给部署在所述集装箱数据中心箱体内的每一个所述数据中心负载，包括：
利用所述光伏逆变器将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载。
10.根据权利要求9所述的集装箱数据中的供电方法，其特征在于，
当所述光伏逆变器，包括：电能处理模块、市电获取模块和电能输送模块时，
所述利用所述光伏逆变器将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电输送给每一个所述数据中心负载，包括：
利用所述电能处理模块将所述太阳能光伏极板输送的所述电能转换为交流电，并检测转换的所述交流电的交流电功率是否小于各个所述数据中心负载的总额定功率，如果是，触发所述市电获取模块获取市电交流电，否则触发所述电能输送模块输送转换的交流电；
利用所述市电获取模块在接收到所述电能处理模块的触发时，从所述市电电源获取市电交流电；
利用所述电能输送模块在所述市电获取模块从所述市电电源获取市电交流电时，将获取到的所述市电交流电和所述交流电共同输送给每一个所述数据中心负载，以及在接收到所述电能处理模块的触发时，将所述电能处理模块转换的所述交流电输送给每一个所述数据中心负载。
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