约旦和卡塔尔的研究人员设计了一个"双作用太阳能系统"(TTSS),能够全天候产生清洁能源。 这种双作用设计产生的能量是标准太阳能塔的两倍以上。 顾名思义,"双技术太阳能系统"两种塔式技术被整合到一个设计中:一个太阳能供电的上升气流塔和一个冷却的塔。 它们被整合在一个塔中,一个上升气流塔从中间升起。
一座 200 米高的双作用太阳能上升下沉气流塔在炎热干燥的沙漠地区提供全天候的清洁能源。
太阳能上升气流系统的工作原理是加热地面上的空气,然后利用热空气上升的原理将空气输送到装有涡轮机的塔架上。 空气在一个覆盖着广阔收集区域的大屋顶下加热,该屋顶由温室型材料制成,旨在收集尽可能多的热量。
这些设备是以实验规模建造的,但尚未达到商业规模,因为它们通常是非常高的结构,以确保足够的温差。 因此,成本很高,被认为是有风险的。
TTSS设计结合了太阳能上升塔和多个喷雾安装的塔 - 侯赛因技术大学卡塔尔大学。
另一方面,冷却塔迫使空气向动,从而驱动另一台涡轮机转动。 在这种设计中,这是通过将细小的水雾喷入塔顶的环境空气中,使其更凉爽、更重,然后向下输送来实现的。
TTSS设计在中间放置了一个上升气流塔,周围环绕着10个下沉气流塔,使其能够同时在上升气流和下降气流模式下运行。
来自约旦侯赛因技术大学和卡塔尔大学的一组研究人员对一座高约200米,直径约13米的建筑物进行了研究对一个 6 米长的 TTSS 塔进行了建模,塔下有一个直径为 250 米的收集器。 内部冷却塔的直径为 10 米(33 英尺),周围环绕着 18 米 (5.)9英尺)。这个缺口分为 10 个独立的顺风塔,顶部是细水雾系统,底部是涡轮机。 设计地点选择在利雅得市附近 - 炎热干燥的沙漠地区非常适合这种设计。
在利用当地气象数据进行的模拟测试中,该团队估计该系统每年可产生约753兆瓦时的能量,外部塔昼夜不停地工作,提供约400兆瓦时的能量,而上升气流在烈日下更有效地工作,提供约350兆瓦时的能量。
一个内部上升气流塔,周围有十个下沉气流通道,每个通道都有自己的发电机涡轮机 图:侯赛因科技大学卡塔尔大学。
根据研究小组的说法,这些数字与纯上升气流设计的数字相似 214倍,考虑到上述上升气流和下降气流分离,这是合理的。 它们还可以在一定程度上解决大多数太阳能项目中的能源供需矛盾。
目前,该团队尚未尝试计算其LCOE(平准化电力成本),也没有与太阳能光伏阵列和电池存储进行任何成本比较。 该报告还指出,在炎热干燥的沙漠城市中,要获得足够的水来运行下拉系统可能并不容易,而TTSS系统最有效。
尽管如此,这仍然是一个有趣的想法,并证明了驱动涡轮机发电的方法有很多种。