CN113137324A - 一种自然流域分布式水下数据中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自然流域分布式水下数据中心，涉及水下结构物和数据中心领域，所述数据中心包括：若干服务器、导流外壳、机仓、水力发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统、第一供电系统和散热系统；水力发电系统发电、风力发电系统和太阳能发电系统产生的电能可以供数据中心中的第一供电系统使用，节能环保，且成本较低，并且服务器在机仓中产生的热量会通过散热系统传递至外机仓，导流外壳内具有水流可以将这些热量带走，利用自然流域的水流可以长时间有效的对机仓内的服务器进行散热；本发明中技术方案易于实施且成本较低。

Description

一种自然流域分布式水下数据中心

技术领域

本发明涉及水下结构物和数据中心领域，具体地，涉及一种自然流域分布式水下数据中心。

背景技术

随着世界信息技术的迅猛发展，人类已快步踏入了云时代，对数据存储和计算资源的需求越来越大，数据中心的规模也越来越大，其能耗也以惊人的速度快速增加。在美国，数据中心的能源消耗占电网总消耗的2％，我国2016年数据中心能耗也已增长到全社会用用电量的1.87％，并持续以两位数的速度增长。根据IBM公司的统计表明，能源成本占数据中心总运营成本的50％，而IT设备所消耗的电能除少部分以电磁辐射形式消散外，绝大多数的电能最终转换为热能，巨大的散热需求使得数据中心冷却设备耗电占总功耗的40％以上。利用自然冷源来冷却数据中心是降低功耗的最直接有效手段之一。

现有技术中，公开号为专利CN105556113公布了一种水基数据中心设备和利用闭环热管理系统的方法，该专利提出将数据中心布置于海上船舶舱室内，并利用抽取底层海水来循环冷却数据中心；专利CN106102413公布了一种水下数据处理器，将数据中心用锚系泊于海底实现利用海水冷却。将数据中心布置在船舶或直接布置在水下达到了利用海水冷源的目的，但数据中心巨大的电力负荷需求要求系统具有海上大功率电力的供应能力，且单独为数据中心配置的依托结构物如船舶或水下结构物成本高昂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种自然流域分布式水下数据中心。

为实现上述目的，本发明提供了一种自然流域分布式水下数据中心，所述数据中心包括：

若干服务器、导流外壳、机仓、水力发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统、第一供电系统和散热系统；

所述导流外壳使用时安装在自然流域的水面下方，所述导流外壳一端为入流口，所述导流外壳另一端为出流口；所述机仓固定在所述导流外壳内，所述服务器安装在所述机仓内；所述水力发电系统安装在所述导流外壳内，所述水力发电系统利用所述导流外壳内的水流发电，并将产生的电能传输至所述第一供电系统；所述风力发电系统和所述太阳能发电系统安装在所述自然流域对应的岸边陆地上，所述风力发电系统和所述太阳能发电系统分别用于利用风力和太阳能发电，并将产生的电能传输至所述第一供电系统；所述散热系统用于对所述机仓内部进行散热，所述第一供电系统用于为所述数据中心供电。

其中，本发明中的数据中心位于自然流域的水面下方，因此不需要系统具有海上大功率电力的供应能力，因此技术方案易于实施，也不需要单独为数据中心配置的依托结构物如船舶或水下结构物，因此成本较低。

其中，本发明中的原理为：自然流域的水流具有流动性，水流从入流口流入，然后从出流口流出，水流在流动的过程中会带动水力发电系统发电，并且，位于地面的风力发电系统可以利用自然风发电，太阳能发电系统可以利用太阳能发电，这三者产生的电能可以供数据中心中的第一供电系统使用，节能环保，且成本较低，并且服务器在机仓中产生的热量会通过散热系统传递至外机仓，即导流外壳内，而导流外壳内具有水流可以将这些热量带走，利用自然流域的水流可以长时间有效的对机仓内的服务器进行散热。

优选的，所述系统还包括第二供电系统，所述第二供电系统与陆地供电网连接，所述第二供电系统用于在所述第一供电系统的供电能力不满足所述数据中心的用电需求时，所述第二供电系统基于所述陆地供电网向所述数据中心输电，以及用于在所述第一供电系统的供电能力超出所述数据中心的用电需求时，所述第二供电系统向所述陆地供电网输电。

其中，当水流不足，如河流的流量较小时此时水力发电系统的发电量较低，或者由于风力较弱导致风力系统发电的电量较低，或者由于天气原因导致太阳能发电系统的发电量较低，这三者最终导致第一供电系统的供电能力无法满足数据中心用电需求时，如无法满足数据中心中的服务器用电需求以及散热系统用电需求时，则通过第二供电系统从陆地供电网向所述数据中心输电以保障数据中心的正常运作，当所述第一供电系统的供电能力恢复所述数据中心的用电需求时，则所述陆地供电网停止向所述数据中心输电。

其中，当水流充足，如河流的流量较大时此时水力发电系统的发电量较高，或者由于风力较强，风力系统发电的电量较高，或者太阳能发电系统的发电量较高，这三者最终使得第一供电系统的供电能力超出数据中心用电需求时，如满足数据中心中的服务器用电需求以及散热系统用电需求后仍然有多余的剩余电力，则第二供电系统向所述陆地供电网输电避免电力浪费。

优选的，在本发明中所述导流外壳内壁与所述机仓外壁之间固定连接有若干支撑架。利用支撑架可以对机仓进行固定，保障机仓的稳固和安全。

优选的，在本发明中所述水力发电系统包括：水力发电机、齿轮箱、水能机和水力发电控制器，所述水力发电机与所述水力发电控制器连接，所述水能机的输出轴与所述齿轮箱的输入轴连接，所述齿轮箱的输出轴与所述水力发电机的输入轴连接。

其中，水力发电系统的发电原理为水流带动水能机转动，水能机的输出通过齿轮箱传递至水力发电机，水力发电机转动产生电力，将机械能转化成电能，水力发电控制器用于对水力发电机进行控制。

优选的，本发明中所述风力发电系统中的风力发电机和所述太阳能发电系统中的太阳能电池板均与风光发电控制器连接，所述风光发电控制器与储能电源连接，所述储能电源与逆变电源连接。

其中，风力发电机利用风力转动产生电能，太阳能电池板利用太阳光照射产生电能，两者产生的电能传递至储能电源，储能电源将电能传输至逆变电源，通过逆变电源向所述服务器供电。

优选的，本发明中所述数据中心还包括电力变换控制器，所述风力发电系统、所述太阳能发电系统和水力发电系统连接所述电力变换控制器为所述服务器供电。

优选的，本发明中所述散热系统包括换热器，所述换热器安装在所述机仓内壁，所述水力发电机、所述齿轮箱和水力发电控制器均位于所述机仓内，所述水能机位于所述机仓外靠近所述出流口侧。

其中，利用换热器可以将机仓内的热量通过热交换传递至机仓外的导流外壳内，然后通过水流将热量带走。

优选的，本发明中所述导流外壳为锥形，所述入流口的尺寸大于所述出流口的尺寸。

其中，这样设计的好处是入流口的尺寸大于出流口的尺寸，这样可以将水流集中在导流外壳尾部，而水力发电系统中的水能机正好位于导流外壳尾部，这样集中水流后能够提高水能机的发电效率。

其中，发明人研究发现，自然流域中的水流中具有较多的杂质，如垃圾或漂浮物或悬浮物或水草或藤类植物，而这些杂质在进入导流外壳后容易缠绕在水能机的叶片上，导致水能机转动效率下降，最终导致水力发电系统的发电效率下降。

因此，为解决上述问题，本发明在入流口设有过滤网，利用过滤网可以对杂质进行过滤，避免水能机的叶片被杂质缠绕，保障水力发电系统的发电效率。

其中，申请人还进一步发现，现有的过滤网均是平面型过滤网，这种平面型过滤网使用一段时间后其表面会附着很多杂质，导致其过滤孔堵塞，这样会导致流入导流外壳内的水流量下降，最终导致水力发电系统的发电效率下降，为解决上述问题，本发明的改进方案是过滤网为锥形，锥形过滤网的前端与杂质的接触面积小，杂质吸附在过滤网前端的几率小，减小了过滤网被堵塞的几率，过滤网两侧为倾斜的斜面，无法直接对杂质进行阻挡，杂质很难附着在两侧的网孔上，降低了过滤网网孔为堵塞的几率，进而保障水力发电系统的发电效率。

其中，申请人研究发现，虽然上述锥形过滤网能够减小网孔被堵塞的风险，但是其一定程度上减小了进入导流外壳的水流，进而一定程度上减小了发电的效率，为了即能够过滤杂质又保障发电效率不被影响，本发明设计了相应的过滤结构。

优选的，本发明中所述数据中心还包括过滤结构，所述过滤结构包括：

第一圆环、第一圆盘、第一过滤网、第一连接杆、电动伸缩杆、第一控制器、防水外壳和电动机；

其中，所述入流口的端口处设有圆环形凹槽，所述第一圆环嵌入在所述圆环形凹槽中，所述第一圆环的横截面直径小于所述圆环形凹槽的开口宽度，所述第一圆环与所述圆环形凹槽滑动连接，所述第一圆盘与所述第一圆环之间连接所述第一过滤网，所述第一过滤网采用弹性材料制成；所述防水外壳固定在所述机仓上，所述电动机安装在所述防水外壳内，所述电动伸缩杆和所述电动机均与所述第一控制器连接，所述电动伸缩杆一端延伸至所述防水外壳内与所述电动机的输出轴连接，所述电动伸缩杆的另一端与所述第一连接杆的一端固定连接，所述第一连接杆的另一端与所述第一圆盘的背面固定连接。

其中，本发明中过滤结构的工作原理为：利用第一过滤网可以对进入导流外壳的水流中的杂质进行过滤，初始状态过滤网为平面型对水流的阻挡能力较低，能够保障水力发电系统的正常效率，当过滤网上堆积了较多的杂质时，此时第一控制器控制电动伸缩杆伸长预设长度，进而使得平面型的第一过滤网凸起，变成锥形，这样的好处是第一过滤网的形变使得附着在其表面的杂质脱落一部分或者附着变得不稳固，然后第一控制器开启电动机转动，电动机通过第一连接杆带动第一圆盘转动，第一圆盘带动第一过滤网转动，进而将第一过滤网上的杂质甩掉，完成第一过滤网的清洁后，第一控制器控制电动伸缩杆缩短至初始长度，第一过滤网恢复初始的平面状态，通过上述方式即保障了杂质的过滤，又实现了过滤网杂质的清除，保障了进入导流外壳内的水流量稳固，进而保障了水力发电系统的发电效率。

其中，本发明中将所述入流口的端口处设有圆环形凹槽，所述第一圆环与所述圆环形凹槽滑动连接，这样设计的目的使得第一圆环能够转动，进而方便第一过滤网转动，所述第一圆环嵌入在所述圆环形凹槽中，所述第一圆环的横截面直径小于所述圆环形凹槽的开口宽度，这样设计的目的是避免在转动的过程中第一圆环从圆环形凹槽中脱落。

其中，所述过滤网采用弹性材料制成，这样设计的目的是便于电动伸缩杆伸长时过滤网产生形变，如凸起变成锥形。

优选的，所述数据中心还包括升降结构，所述升降结构包括：

第一固定柱、第一固定环、第一固定杆、第一气囊层、第一气管、第一气泵和第二控制器；

其中，所述第一固定柱下端固定在所述自然流域底部，所述第一固定柱上端延伸至水面上方，所述第一固定环套设在所述第一固定柱上，所述第一固定环能够沿所述第一固定柱上下滑动，所述第一固定杆一端与所述第一固定环固定连接，所述第一固定杆另一端与所述导流外壳固定连接，所述导流外壳外表面设有所述第一气囊层，所述第一气管一端与所述第一气囊层内部连通，所述第一气管另一端与所述自然流域对应的岸边陆地上的所述第一气泵的输气口连通，所述第一气泵与所述第二控制器连接。

其中，申请人研究发现若将导流外壳简单的安装在水中并不能够达到最好的发电和散热效果，其中，申请人发现水力发电系统的发电量与水流量密切相关，而水流量随着水下深度的不同呈现不同的分布，其中水下深度越深，水流越缓慢。申请人还发明人散热效果也与水流的温度有关，水流温度越低则水流的散热效果越好，而水流的温度随着水下深度增加温度逐渐降低，如同一位置，距离水面越近水流速度越快，水力发电的效果也越好，但是距离水面越近水温也越高，换热效果一般，而水深越深，水力发电效果下降，但是水温温度更低，换热效果较好。因此，本发明设计了一个升降结构用于调节导流外壳在水下的深度，调节的目的是到达水流和温度一个较好的平衡点，使得水力发电效果较好，散热效果也较好。为此本申请的方案是设计一个导流外壳在水底深度可调的升降结构，在夏天的时候，水流量充沛，水面温度较高，将导流外壳下降至深水区，如下降至所述自然流域水下的下半部分区域，而冬天水流量较小，水面温度也较低，将导流外壳上升至浅水区，如上升至所述自然流域水下的上半部分区域，通过在水下深度的调整，可以兼顾水流和温度，保障水力发电和散热的共同效果。

其中，本发明中的升降结构的工作原理为：当需要升降时，第二控制器控制第一气泵增压或减压，使得第一气囊层的体积增大或者减小，进而使得第一气囊层的浮力增大或减小，进而使得导流外壳整体上升或下降，而利用第一固定柱、第一固定环、第一固定杆即可以方便导流外壳上升或下降，也能防止导流外壳被水冲走。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明中的数据中心位于自然流域的水面下方，因此不需要系统具有海上大功率电力的供应能力，因此技术方案易于实施，也不需要单独为数据中心配置的依托结构物如船舶或水下结构物，因此成本较低。

本发明中的数据中心依托广泛的自然流域分布式安装，不需要拦河筑坝，不会破坏生态环境。

本发明中的数据中心舱体处于自然流域水下，与水面式数据中心相比水温更低、与海底式数据中心相比自然流域水的流动性更大，具有很好的自然换热效果。

本发明中的数据中心充分利用自然流域的热交换对数据中心进行自然冷却，取代传统风力冷却、普通液体冷却等方法，降低能耗，减少投资成本和运营成本。

本发明中的数据中心在供电上以就地利用水力发电、风力发电机、太阳能发电为主，以陆地主电网为辅助电源，且当数据中心用电不足以消纳系统发电时可反向向陆地主电网供电，减小电力输送成本，提高了供电可靠性。

本发明中的数据中心充分利用自然流域水力发电和新能源发电，实现数据中心自给供电。

本发明中的数据中心数据中心结构简单，节能高效。

本发明中的数据中心能够良好的对水流中的杂质进行过滤，保障水力发电效果。

本发明中的数据中心能够将堆积在过滤网上的杂质进行清除，保障水力发电效果。

本发明中的数据中心能够兼顾水流和温度，保障水力发电和散热的共同效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1为数据中心的结构示意；

图2为过滤结构的结构示意图；

图3为入流口处的结构示意图；

图4为升降结构的结构示意图；

图5为导流板的分布示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例一

本发明实施例一提供了一种水下数据中心，属于水下结构物和数据中心领域，依托河流自然流域分布式安装布置、特别是依托自然流域水力发电、太阳能发电、风力发电为一体的自给能源供电系统和依托河流水源进行冷却的水下数据中心。

本发明实施例提供了一种自然流域分布式水下数据中心，所述数据中心包括：

若干服务器、导流外壳、机仓、水力发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统、第一供电系统和散热系统；

所述导流外壳使用时安装在自然流域的水面下方，所述导流外壳一端为入流口，所述导流外壳另一端为出流口；所述机仓固定在所述导流外壳内，所述服务器安装在所述机仓内；所述水力发电系统安装在所述导流外壳内，所述水力发电系统利用所述导流外壳内的水流发电，并将产生的电能传输至所述第一供电系统；所述风力发电系统和所述太阳能发电系统安装在所述自然流域对应的岸边陆地上，所述风力发电系统和所述太阳能发电系统分别用于利用风力和太阳能发电，并将产生的电能传输至所述第一供电系统；所述散热系统用于对所述机仓内部进行散热，所述第一供电系统用于为所述数据中心供电。

其中，自然流域指河流、溪流、湖泊等这些河流、溪流、湖泊的水能够自然流动。

其中，机仓外壁与外壳内壁之间具有间隙，这样设计的目的是便于水流能够从机仓外壁流过，便于带走热量。

请参考图1，图1为本发明实施例一中的数据中心的结构示意图，本发明的一种自然流域分布式水下数据中心，如图1所示，所述机仓1通过支撑架2连接在导流外壳3上构成水下数据中心主体；水力发电机4连接齿轮箱5、水能机6构成水力发电系统，水力发电机4连接水力发电控制器7构成水下水力发电供电系统；风力发电机9和太阳能电池板10连接在风光发电控制器11上，风光发电控制器11和储能电源12通过逆变电源13构成地面风光储供电系统；地面风光储供电系统和水下水力发电供电系统连接电力变换控制器8给服务器14供电；换热器15和导流外壳3连接构成热交换系统，服务器14热能通过换热器15和导流外壳3将热量带走。

其中，在本发明实施例中，所述系统还包括第二供电系统，所述第二供电系统与陆地供电网连接，所述第二供电系统用于在所述第一供电系统的供电能力不满足所述数据中心的用电需求时，所述第二供电系统基于所述陆地供电网向所述数据中心输电，以及用于在所述第一供电系统的供电能力超出所述数据中心的用电需求时，所述第二供电系统向所述陆地供电网输电。

其中，在本发明实施例中，所述导流外壳内壁与所述机仓外壁之间固定连接有若干支撑架。

其中，在本发明实施例中，所述水力发电系统包括：水力发电机、齿轮箱、水能机和水力发电控制器，所述水力发电机与所述水力发电控制器连接，所述水能机的输出轴与所述齿轮箱的输入轴连接，所述齿轮箱的输出轴与所述水力发电机的输入轴连接。

其中，在本发明实施例中，所述风力发电系统中的风力发电机和所述太阳能发电系统中的太阳能电池板均与风光发电控制器连接，所述风光发电控制器与储能电源连接，所述储能电源与逆变电源连接。

其中，在本发明实施例中，所述数据中心还包括电力变换控制器，所述风力发电系统、所述太阳能发电系统和水力发电系统连接所述电力变换控制器为所述服务器供电。

其中，在本发明实施例中所述散热系统包括换热器，所述换热器安装在所述机仓内壁，所述水力发电机、所述齿轮箱和水力发电控制器均位于所述机仓内，所述水能机位于所述机仓外靠近所述出流口侧。

其中，在本发明实施例中，所述导流外壳为锥形，所述入流口的尺寸大于所述出流口的尺寸。

实施例二

在本发明实施例一的基础上，本发明实施例二中所述数据中心还包括过滤结构，请参考图2-图3，图2为过滤结构的结构示意图，图3为入流口处的结构示意图，所述过滤结构包括：

第一圆环16、第一圆盘17、第一过滤网18、第一连接杆19、电动伸缩杆20、第一控制器、防水外壳21和电动机22；

其中，所述入流口29的端口处设有圆环形凹槽30，所述第一圆环16嵌入在所述圆环形凹槽中，所述第一圆环的横截面直径小于所述圆环形凹槽的开口宽度，所述第一圆环与所述圆环形凹槽滑动连接，所述第一圆盘与所述第一圆环之间连接所述第一过滤网，所述第一过滤网采用弹性材料制成；所述防水外壳固定在所述机仓上，所述电动机安装在所述防水外壳内，所述电动伸缩杆和所述电动机均与所述第一控制器连接，所述电动伸缩杆一端延伸至所述防水外壳内与所述电动机的输出轴连接，所述电动伸缩杆的另一端与所述第一连接杆的一端固定连接，所述第一连接杆的另一端与所述第一圆盘的背面固定连接。

其中，第一控制器可以设置为一个月或一周控制清洁过滤网上的杂质依次，具体的间隔时间长短可以根据实际需要进行设置，以及电动伸缩杆的伸缩长短也可以根据实际需要进行设置，本发明不进行具体的限定。

其中，弹性材料可以为弹力绳，弹性橡胶等等。

其中，通过上述过滤结构即保障了杂质的过滤，又实现了过滤网杂质的清除，保障了进入导流外壳内的水流量稳固，进而保障了水力发电系统的发电效率。

其中，从图3中可以看出，在未清洁杂质时，第一过滤网为平面状态，当需要清洁杂质时，电动伸缩杆伸长会降第一过滤网顶起为凸出状，然后电动机带动第一过滤网转动将杂质甩掉。

实施例三

在本发明实施例一的基础上，本发明实施例三中所述数据中心还包括升降结构，请参考图4，图4为升降结构的结构示意图，所述升降结构包括：

第一固定柱23、第一固定环24、第一固定杆25、第一气囊层26、第一气管27、第一气泵28和第二控制器；

其中，所述第一固定柱下端固定在所述自然流域底部，所述第一固定柱上端延伸至水面上方，所述第一固定环套设在所述第一固定柱上，所述第一固定环能够沿所述第一固定柱上下滑动，所述第一固定杆一端与所述第一固定环固定连接，所述第一固定杆另一端与所述导流外壳固定连接，所述导流外壳外表面设有所述第一气囊层，所述第一气管一端与所述第一气囊层内部连通，所述第一气管另一端与所述自然流域对应的岸边陆地上的所述第一气泵的输气口连通，所述第一气泵与所述第二控制器连接。

其中，第一气管上可以设置相应的气阀。

其中，第一气囊层外表面也可以设置相应的保护层避免被划破。

其中，本发明中的升降结构的工作原理为：当需要升降时，第二控制器控制第一气泵增压或减压，使得第一气囊层的体积增大或者减小，进而使得第一气囊层的浮力增大或减小，进而使得导流外壳整体上升或下降，而利用第一固定柱、第一固定环、第一固定杆即可以方便导流外壳上升或下降，也能防止导流外壳被水冲走。

实施例四

在实施例一中，机仓1通过支撑架2连接在导流外壳3上，在实施例四中，采用导流板代替上述支撑架，请参考图5，所述数据中心包括若干个导流板31，若干个导流板均匀分布在机仓外表面，导流板在竖直方向上的一端与机仓固定连接，导流板在竖直方向上的另一端与导流外壳内壁固定连接，导流板内部设有流通通道，所述流通通道与所述数据中心中的换热器连通，用于所述换热器中的换热流体流动，所述导流板为弧形板。

其中，导流板内有换热体流动可以增加换热面积、提高热交换效率；通过导流板增加了换热面积，换热流体通过导流板中的导流通道提高热交换效率。

其中，将导流板设计为为弧形板可以改变水流在导流外壳内流动方式，在传统的支撑架下，水流是在水平方向左右流动，而将导流板设计为弧形板可以改变水流方式，将水的直流方式改变成螺旋方式流动，强迫水流形成螺旋状方式进入水流通道，形成旋涡势力，使得位于机仓尾部的水能机转动效率更高，提高发电效率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述数据中心包括：

若干服务器、导流外壳、机仓、水力发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统、第一供电系统和散热系统；

所述导流外壳使用时安装在自然流域的水面下方，所述导流外壳一端为入流口，所述导流外壳另一端为出流口；所述机仓固定在所述导流外壳内，所述服务器安装在所述机仓内；所述水力发电系统安装在所述导流外壳内，所述水力发电系统利用所述导流外壳内的水流发电，并将产生的电能传输至所述第一供电系统；所述风力发电系统和所述太阳能发电系统安装在所述自然流域对应的岸边陆地上，所述风力发电系统和所述太阳能发电系统分别用于利用风力和太阳能发电，并将产生的电能传输至所述第一供电系统；所述散热系统用于对所述机仓内部进行散热，所述第一供电系统用于为所述数据中心供电。

2.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述系统还包括第二供电系统，所述第二供电系统与陆地供电网连接，所述第二供电系统用于在所述第一供电系统的供电能力不满足所述数据中心的用电需求时，所述第二供电系统基于所述陆地供电网向所述数据中心输电，以及用于在所述第一供电系统的供电能力超出所述数据中心的用电需求时，所述第二供电系统向所述陆地供电网输电。

3.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述导流外壳内壁与所述机仓外壁之间固定连接有若干支撑架。

4.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述水力发电系统包括：水力发电机、齿轮箱、水能机和水力发电控制器，所述水力发电机与所述水力发电控制器连接，所述水能机的输出轴与所述齿轮箱的输入轴连接，所述齿轮箱的输出轴与所述水力发电机的输入轴连接。

5.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述风力发电系统中的风力发电机和所述太阳能发电系统中的太阳能电池板均与风光发电控制器连接，所述风光发电控制器与储能电源连接，所述储能电源与逆变电源连接。

6.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述数据中心还包括电力变换控制器，所述风力发电系统、所述太阳能发电系统和水力发电系统连接所述电力变换控制器为所述服务器供电。

7.根据权利要求4所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述散热系统包括换热器，所述换热器安装在所述机仓内壁，所述水力发电机、所述齿轮箱和水力发电控制器均位于所述机仓内，所述水能机位于所述机仓外靠近所述出流口侧。

8.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述导流外壳为锥形，所述入流口的尺寸大于所述出流口的尺寸。

9.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述数据中心还包括过滤结构，所述过滤结构包括：

第一圆环、第一圆盘、第一过滤网、第一连接杆、电动伸缩杆、第一控制器、防水外壳和电动机；

其中，所述入流口的端口处设有圆环形凹槽，所述第一圆环嵌入在所述圆环形凹槽中，所述第一圆环的横截面直径小于所述圆环形凹槽的开口宽度，所述第一圆环与所述圆环形凹槽滑动连接，所述第一圆盘与所述第一圆环之间连接所述第一过滤网，所述第一过滤网采用弹性材料制成；所述防水外壳固定在所述机仓上，所述电动机安装在所述防水外壳内，所述电动伸缩杆和所述电动机均与所述第一控制器连接，所述电动伸缩杆一端延伸至所述防水外壳内与所述电动机的输出轴连接，所述电动伸缩杆的另一端与所述第一连接杆的一端固定连接，所述第一连接杆的另一端与所述第一圆盘的背面固定连接。

10.根据权利要求1所述的自然流域分布式水下数据中心，其特征在于，所述数据中心还包括升降结构，所述升降结构包括：

第一固定柱、第一固定环、第一固定杆、第一气囊层、第一气管、第一气泵和第二控制器；

其中，所述第一固定柱下端固定在所述自然流域底部，所述第一固定柱上端延伸至水面上方，所述第一固定环套设在所述第一固定柱上，所述第一固定环能够沿所述第一固定柱上下滑动，所述第一固定杆一端与所述第一固定环固定连接，所述第一固定杆另一端与所述导流外壳固定连接，所述导流外壳外表面设有所述第一气囊层，所述第一气管一端与所述第一气囊层内部连通，所述第一气管另一端与所述自然流域对应的岸边陆地上的所述第一气泵的输气口连通，所述第一气泵与所述第二控制器连接。

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