요르단과 카타르의 연구원들은 24시간 내내 청정 에너지를 생산할 수 있는 "복동 태양계"(TTSS)를 설계했습니다. 이 이중 동작 설계는 표준 태양광 상승 타워보다 두 배 이상의 에너지를 생산합니다. 이름에서 알 수 있듯이 "이중 기술 태양광 시스템"은 두 가지 타워 기술을 단일 설계로 결합합니다: 태양열 상승 기류 타워와 냉각 하강 기류 타워. 그들은 중앙에서 상승 기류 타워가 솟아 오르는 타워로 통합됩니다.
태양 상승 기류 시스템은 지면의 공기를 가열한 다음 뜨거운 공기의 원리를 이용해 상승하여 터빈이 장착된 높은 타워 위로 공기를 보내는 방식으로 작동합니다. 공기는 넓은 지붕 아래에서 가열됩니다. 이 지붕은 광범위한 수집 공간을 포함하며 가능한 한 많은 열을 가두도록 설계된 온실 유형의 재료로 만들어졌습니다.
이러한 장치는 실험적 규모로 제작되었지만 일반적으로 충분한 온도 차이가 생성되도록 매우 높은 구조이기 때문에 아직 상업적 규모에 도달하지 못했습니다. 따라서 비용이 높고 위험도 높은 것으로 간주됩니다.
반면에 냉각 하향류 타워는 공기를 아래쪽으로 강제하여 다른 터빈을 회전시킵니다. 이 설계에서는 타워 상단의 주변 공기에 미세한 물 안개를 분사하여 타워를 더 차갑고 무거워지며 아래쪽으로 운반함으로써 이를 수행합니다.
TTSS 설계는 상승 기류 타워를 중앙에 배치하고 10개의 하강 기류 타워로 둘러싸여 있어 상승 기류 및 하강 기류 모드에서 동시에 작동할 수 있습니다.
요르단 알 후세인 공과대학과 카타르 대학 연구팀은 높이 약 200m, 직경 13.6m의 TTSS 타워를 모델링했다. 타워 아래에는 직경 250m의 수집기가 있습니다. 내부 냉각탑의 직경은 10미터(33피트)이고 주변 공간은 1.8미터(5.9피트)입니다. 공극은 10개의 개별 타워로 나누어져 있으며, 상단에는 물 미스트 시스템이 있고 하단에는 터빈이 있습니다. 디자인 위치는 리야드시 근처로 선택되었습니다. 덥고 건조한 사막 지역은 이러한 종류의 디자인에 이상적입니다.
지역 기상 데이터를 사용한 시뮬레이션 테스트에서 팀은 이러한 시스템이 연간 총 약 753MWh의 에너지를 생성할 수 있다고 추정했으며, 24시간 내내 작동하는 외부 하강 기류 타워는 약 400MWh의 에너지를 제공하는 반면, 뜨거운 태양 아래에서 더 효율적으로 작동하는 상승 기류 타워는 약 350MWh의 에너지를 제공할 수 있습니다.
연구팀에 따르면 이 수치는 유사한 상승 기류 전용 설계보다 2.14배 더 높으며, 이는 위에서 언급한 상승 기류/하강 기류 분리를 고려하면 합리적입니다. 또한 대부분의 태양광 프로젝트에 존재하는 에너지 공급과 수요의 모순을 어느 정도 해결할 수 있습니다.
현재 팀은 LCoE(균등화된 전기 비용) 계산을 시도하지 않았으며 태양광 PV 어레이와 배터리 저장 장치와의 비용 비교도 시도하지 않았습니다. 보고서는 또한 TTSS 시스템이 가장 효과적인 덥고 건조한 사막 도시에서 풀다운 시스템을 운영하기 위한 충분한 물을 확보하는 것이 쉽지 않을 수 있다고 지적합니다.
그럼에도 불구하고 이는 흥미로운 아이디어이며 터빈을 구동하여 전기를 생성하는 방법이 다양하다는 것을 증명합니다.