محققان در اردن و قطر، ایده‌ی جالب توجهی برای طراحی یک «سیستم خورشیدی با فناوری دوقلو» ارائه کردند که قادر به تولید انرژی پاک در طول تمامی روزها و شب‌های سال است. این طراحی با عملکرد دوگانه، وعده می‌دهد که بیش از دو برابر یک برج استاندارد خورشیدی انرژی تولید کند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره‌ی این طراحی جالب توجه با اِروتِک همراه باشید.
همان‌طور که از نام ایده‌ی «سیستم خورشیدی با فناوری دوقلو» می‌توان حدس زد، این پروژه دو فناوری برج‌مانند را در یک طرح واحد ترکیب می‌کند؛ یک برج مکشی (Updraft) خورشیدی و یک برج دمشی (Downdraft) خنک‌کننده. این دو فناوری در یک برج با یکدیگر ادغام می‌شوند و برج مکشی خورشیدی از وسط به بالا جریان پیدا می‌کند.
سیستم مکشی خورشیدی، هوای سطح زمین را گرم می‌کند و سپس با استفاده از این نظریه که هوای گرم غالباً به بالا می‌رود، جریان هوا را به برج بلندی که توربین‌ها در آن قرار دارند هدایت می‌کند. در نهایت نیز هوا در زیر سقف بزرگی که یک منطقه‌ی جمع‌آوری انرژی وسیع از جنس مواد مشابه گلخانه‌ای را پوشش می‌دهد و برای به دام انداختن حداکثر میزان گرما طراحی شده است، گرم می‌شود.
این سازه‌ها در حال حاضر تنها در مقیاس آزمایشی ساخته شده‌اند و هنوز به مقیاس تجاری نرسیده‌اند، چرا که این نوع سازه‌ها معمولاً دارای ساختارهای بسیار بزرگ و بلندی‌اند تا از اختلاف دمای خوب و مناسبی اطمینان حاصل کنند. به همین خاطر، هزینه‌های این سازه‌ها بسیار بالاست و ریسک بالایی نیز برای آن‌ها در نظر گرفته می‌شود.
از طرف دیگر، برج دمشی خورشیدی در واقع هوا را به سمت پایین جریان می‌دهد تا یک توربین دیگر را بچرخاند. در این طراحی، چنین کاری با پاشیدن مقدار اندکی آب به هوای محیط موجود در بالای برج میسر می‌شود که جریان هوا را هم خنک‌تر و هم سنگین‌تر می‌کند و به سمت پایین می‌فرستد.
در طراحی «سیستم خورشیدی با فناوری دوقلو»، برج مکشی خورشیدی در میانه قرار می‌گیرد و با ده برج دمشی رو به پایین و بیرونی احاطه می‌شود. به شکلی که این برج بتواند در دو حالت مکشی و دمشی به طور همزمان حرکت کند.
تیم تحقیقاتی از دانشگاه فنی الحسین اردن و دانشگاه قطر، یک برج با این سیستم خورشیدی را با ارتفاع ۲۰۰ متری، قطر ۱۳.۶ متری و یک کالکتور با قطر ۲۵۰ متری در زیر آن مدل‌سازی کردند. قطر برج خنک‌کننده‌ی داخلی ۱۰ متر بود و یک شکاف ۱.۸ متری را در اطراف باقی می‌گذاشت. این شکاف به ۱۰ برج دمشی مجزا با سیستم رطوبت‌ساز و مه‌پاشی آب در بالا و توربین‌های پایینی تقسیم می‌شد. مکان این طرح نیز در نزدیکی شهر ریاض در نظر گرفته شده بود، چرا که مناطق بیابانی گرم و خشک برای چنین طرح‌هایی ایده‌آل محسوب می‌شوند.
در شبیه‌سازی که با استفاده از داده‌های آب‌وهوای محلی انجام شد، این تیم تحقیقاتی تخمین زد که چنین سیستمی می‌تواند سالانه در مجموع حدود ۷۵۳ مگاوات‌ساعت انرژی تولید کند. در این سیستم، برج‌های دمشی اطراف، شبانه‌روز کار می‌کنند تا امکان تأمین حدود ۴۰۰ مگاوات‌ساعت انرژی را داشته باشند. برج‌های مکشی نیز در زیر نور داغ خورشید کارآمدی بیشتری از خود نشان می‌دهند و حدود ۳۵۰ مگاوات‌ساعت از انرژی تولیدی این سیستم سهم دارند.
طبق گفته‌های این تیم تحقیقاتی، ارقام تخمینی چنین سیستمی ۲.۱۴ برابر بیشتر از طرح مشابه‌ای که فقط دارای طراحی‌های مکشی باشد، محسوب می‌شود. موضوعی که به دلیل نوع تقسیم‌بندی بین سیستم مکشی و دمشی که بالاتر شرح داده شد، منطقی است. این محققان حتی می‌توانند مشکل رایج عدم توازن بین عرضه و تقاضای انرژی در اکثر پروژه‌های خورشیدی را نیز با این طرح تا حد زیادی حل کنند.
این تیم تحقیقاتی هنوز هزینه‌ی ترازشده‌ی انرژی و برق (LCoE) خاصی را برای این طرح مشخص نکرده یا در این زمینه هیچ مقایسه‌ای با یک آرایه فتوولتائیک خورشیدی با باتری ذخیره‌ساز انرژی انجام نداده است. در این تحقیق همچنین ذکر شد که «سیستم خورشیدی با فناوری دوقلو» در مناطقی که بیشترین کارآمدی را دارند، مانند شهرهای بیابانی گرم و خشک، احتمالاً نمی‌توان به‌راحتی به آب کافی برای راه‌اندازی سیستم دمشی دسترسی داشت.
با این حال، تحقیق مشترک این دو دانشگاه ایده‌ی جالب توجهی را ارائه می‌کند و نشان‌دهنده‌ی این حقیقت است که راه‌های بسیار زیادی برای به‌حرکت‌درآوردن توربین‌ها و تولید برق وجود دارد.
منبع: NewAtlas
