Солнечная башня двойного действия обещает экологически чистую энергию круглые сутки
Солнечная башня высотой 200 метров может круглосуточно генерировать чистую энергию в жаркой пустынной местности.
Исследователи из Иордании и Катара разработали новую конструкцию «солнечной системы с двойной технологией» (TTSS), способной генерировать чистую энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Эта система двойного действия обещает более чем в два раза больше энергии, чем стандартная солнечная башня с восходящим потоком воздуха.
Как следует из названия, TTSS сочетает в себе две технологии башенного типа в единой конструкции: солнечную башню с восходящим потоком и охлаждающую башню с нисходящим потоком.
Солнечная система восходящего потока работает, нагревая воздух на уровне земли, а затем используя тот факт, что горячий воздух поднимается, направляет его вверх по высокой башне с турбинами в ней. Воздух нагревается под большой крышей, закрывающей обширную зону сбора, сделанной из материала тепличного типа, предназначенного для улавливания как можно большего количества тепла.
Такие системы были построены в экспериментальном масштабе, но пока еще не в коммерческом, поскольку обычно представляют собой очень большие и высокие конструкции, чтобы обеспечить хороший перепад температур. Таким образом, капитальные затраты высоки и считаются рискованными.
С другой стороны, охлаждающая башня с нисходящим потоком заставляет воздух двигаться вниз, чтобы вращать другую турбину. В этой конструкции это достигается путем распыления мелкого водяного тумана в окружающий воздух наверху башни, что делает его одновременно прохладнее и тяжелее и направляет его вниз.
Конструкция TTSS размещает башню с восходящим потоком посередине и окружает ее 10 башнями с нисходящим потоком, расположенными снаружи, так что она может одновременно работать как в режиме восходящего, так и нисходящего потока.
Исследовательская группа из Иорданского технического университета Аль-Хусейна и Катарского университета смоделировала башню TTSS высотой около 200 метров и диаметром 13,6 метра с коллектором диаметром 250 метров под ней.
Диаметр внутренней башни составлял 10 метров, оставляя зазор шириной 1,8 м по всему периметру. Этот зазор был разделен на 10 отдельных башен с нисходящей тягой, с системами водяного тумана наверху и турбинами внизу. Местом выбрано было недалеко от города Эр-Рияд — жаркие и сухие пустынные районы идеально подходят для таких проектов.
В ходе симуляционных испытаний с использованием местных погодных данных команда ученых подсчитала, что такая система будет генерировать в общей сложности около 753 мегаватт-часов энергии в год, при этом внешние башни с нисходящим потоком будут обеспечивать около 400 мегаватт-часов, а башня с восходящим потоком около 350 МВтч.
Эти цифры, по данным исследовательской группы, были в 2,14 раза больше, чем у аналогичных проектов, использующих только восходящий поток, что имеет смысл, учитывая приведенное выше разделение восходящего и нисходящего потоков.
На данный момент команда не указала LCoE (приведенную стоимость электроэнергии) или не провела какое-либо сравнение стоимости, скажем, с солнечной фотоэлектрической батареей плюс аккумулятором для хранения энергии. И было отмечено, что в тех районах, где система TTSS будет наиболее эффективной – в жарких и сухих местах – вероятно, будет непросто получить достаточно воды для работы системы нисходящей тяги.
Тем не менее, это интересная идея и демонстрация того факта, что существует множество способов заставить турбины производить электричество.