برج خورشیدی دوکاره چگونه عمل می‌کند؟

در آزمایش شبیه‌سازی، تیم تخمین زد که برج خورشیدی در مجموع ۷۵۳ مگاوات ساعت انرژی سالانه تولید می‌کند.

به گزارش دیجیاتو؛ محققان اردن و قطر طرح قابل‌توجهی به نام «سیستم خورشیدی با فناوری دوقلو» (TTSS) ارائه کرده‌اند که قادر به تولید انرژی پاک در تمام ساعات شبانه‌روز است. این طراحی با عملکرد دوگانه، تولید بیش از دو برابر انرژی یک برج استاندارد خورشیدی را نوید می‌دهد.

TTSS دو فناوری به سبک برج را در یک طرح واحد ترکیب می‌کند: یک برج خورشیدی مکشی و برج‌های خنک‌کننده با جریان پایین‌رونده. این دو ویژگی در یک برج منفرد ادغام می‌شوند.

برج خورشیدی دوکاره چگونه عمل می‌کند؟

سیستم خورشیدی با گرم‌کردن هوا در سطح زمین کار می‌کند؛ سپس از صعود هوای گرم استفاده می‌کند تا هوا را به سمت یک برج بلند با توربین‌هایی در آن هدایت کند. هوا زیر یک سقف بزرگ که منطقه جمع‌آوری وسیعی را پوشش می‌دهد، گرم می‌شود. این منطقه از مواد گلخانه‌ای ساخته شده است که تا حد امکان گرما را به دام می‌اندازد.

این سیستم‌ها در مقیاس آزمایشی ساخته شده‌اند، اما هنوز در مقیاس تجاری ساخته نشده‌اند. زیرا معمولاً هزینه ساختار‌های بسیار بزرگ و بلند، بالاست.

طراحی TTSS ترکیبی از یک برج بالابر خورشیدی با چندین برج پایین برای ایجاد جریان مه‌آلود است.

از طرف دیگر، برج خنک‌کننده با جریان پایین‌رونده، هوا را به سمت پایین می‌کشد تا توربین دیگری را بچرخاند. در این طراحی، این کار با پاشیدن یک غبار ریز آب به هوای محیط در بالای برج انجام می‌شود که هوا را سردتر و سنگین‌تر می‌کند و آن را به سمت پایین می‌فرستد.

در طراحی TTSS یک برج مکشی در وسط قرار می‌گیرد و اطراف آن با ۱۰ برج رو به پایین که از بیرون درحال کار هستند، احاطه می‌شود، به‌طوری‌که می‌تواند در هر دو حالت برج خورشیدی مکشی و خنک‌کننده با جریان پایین‌رونده به‌طور هم‌زمان عمل کند.

طرح آزمایشی

تیم تحقیقاتی دانشگاه فنی الحسین اردن و دانشگاه قطر، یک برج TTSS به ارتفاع ۲۰۰ متر و قطر ۱۳.۶ متر را با یک کلکتور با قطر ۲۵۰ متر در زیر آن مدل‌سازی کردند.. قطر برج خنک‌کننده داخلی ۱۰ متر است که یک شکاف ۱.۸ متری در اطراف ایجاد می‌کند. این شکاف به ۱۰ برج روبه‌روی مجزا با سیستم‌های آب‌پاشی در بالا و توربین‌ها در پایین تقسیم می‌شود.

مکان انتخاب‌شده در نزدیکی شهر ریاض است؛ چرا که مناطق گرم و خشک بیابانی برای این طرح‌ها ایده‌آل هستند.

برج کششی داخلی در پایین توسط ده کانال احاطه شده است که هر کدام دارای توربین ژنراتور خاص خود هستند.

در آزمایش با استفاده از داده‌های آب‌وهوای محلی، تیم تخمین زد که چنین سیستمی به‌طور سالانه درمجموع حدود ۷۵۳ مگاوات‌ساعت انرژی تولید می‌کند. طبق گفته تیم تحقیقاتی، این رقم ۲.۱۴ برابر بیشتر از طرح‌های مشابه، آن هم فقط با برج مکشی بود.

این تیم در این مرحله هیچ نوع مقایسه‌ای برای هزینه برق، یا ذخیره انرژی باتری انجام نداده و فقط اشاره داشته که در شهر‌های بیابانی گرم و خشک که سیستم TTSS بیشترین کارایی را دارد، احتمالاً به‌راحتی نمی‌‎توان آب کافی برای راه‌اندازی خنک‌کننده با جریان پایین‌رونده به‌دست آورد.

با این‌حال، این ایده جالب نشان‌دهنده این واقعیت است که راه‌های بسیار زیادی برای به‌کارگیری توربین‌ها و تولید برق وجود دارد.