Ürdün ve Katar’da bulunan üniversitelerdeki araştırmacılar tarafından geliştirilen ikiz teknolojili güneş kulesinin günün her saati güç sağlayabildiği gösterildi. Yeni araştırmaya nazaran bu yeni tasarım sıcak ve kuru kuru alanlarda tesirli bir halde çalışıyor. Bu ortada “güneş kulesi” isimlendirmesine karşın bu sistem fotovoltaik panellere muhtaçlık duymuyor. Güneş gücü kulesi uzun yıllardır geliştirilmekte olan fakat ticari olarak fazla ilerleme kaydedilemeyen bir teknoloji. Tıpkı güneş panelleri üzere bu teknoloji de yalnızca gündüzleri çalışabiliyordu lakin ekonomik bir güç kaynağı olabilmesi için çok uygun kurallar ve büyük ölçekler gerektiriyor. Bu etmenler de bu sistemin ticari bir güç formu olamamasının temel nedenlerinden.
Ürdün ve Katar’daki araştırmacılar ortasında yapılan ortak çalışma ise tam olarak bu problemlere yük vererek güneş gücü kulelerinde tasarımsal eksiklikler ve problemler tespit ettiler. Güneş kulelerinin standart kurulumunda, güneş ışınlarını kullanarak üzerindeki havayı ısıtmak için büyük, dairesel cam kolektörler kullanılıyor. Sonrasında ısınan sıcak hava yükseliyor, bu ısıtılmış hava uzun bir updraft kulesinden geçiriliyor ve kulede bulunan bir türbini hareket ettiriyor.
Yeni güneş kulesi tasarımı
Araştırmacılar yaptıkları incelemede, bu stil klasik bir güneş kulesi dizaynının daha düşük bir termal verimliliğe sahip olduğunu buldular. Sistemin çıktısını düzgünleştirmek için daha büyük cam kolektörlerin kullanılması gerekiyor ki bu da heyetimin girdi maliyetini daha da artırıyor ve konsepti ticarileşmekten uzaklaştırıyor.
Bu verimliliği artırmaya yönelik evvelki teşebbüsler baca yüksekliğini artırmaya yahut havalandırmayı düzgünleştirmeye odaklanmış lakin yüksek getiri elde edilememişti. Araştırmacıların yenilikçi yaklaşımı ise üst çekiş (updraft) kulesinin dışına ikincil bir kule yerleştirilmesini ve türbinden bir defa geçen kuru, sıcak havanın üzerine bir ölçü su serpilmesini içeriyor. Su eği havayı daha ağır ve daha soğuk hale getiriyor ve bu da yerçekiminin bir sonucu olarak molekülleri aşağıya gerçek çekiyor. Bu aşağı akış daha sonra baca kulesine harici olarak yerleştirilen ve daha fazla elektrik üreten türbinlere sahip olan dar kanallara yönlendiriliyor.
Enerji çıktısı ve sınırlamalar
Araştırmacılar, Twin-Technology Solar System (TTSS) ismini verdikleri yenilikçi güneş kulesi dizaynlarının klasik bir güneş kulesinden 2,14 kat daha fazla güç üretebileceğini iddia ediyor. TTSS tasarımı havanın hem üst hem de aşağı akışı sırasında güç ürettiği için bu şaşırtan değil. Dış kule, sıcaklığın en yüksek ve nemin en düşük olduğu öğlenden sonra saatlerinde en düzgün performansı gösterirken, iç kuleler güneş ışınımından bağımsız olarak çalışır ve geceleri bile güç üretmeye devam edebilir. Bu da yeni tasarımı 24 saat çalışan yenilenebilir güç kaynağı haline getiriyor. Önceki klasik sistemlere karşın TTSS’nin uygulanabilirliği daha yüksek olsa da araştırmacılar, aygıtın performansının yüksek nemden büyük ölçüde etkilendiğini ve bu nedenle sıcak ve kuru havalar için ülkü olduğunu kabul ediyor. Suudi Arabistan‘ın başkenti Riyad’tan alınan lokal hava durumu dataları kullanılarak yapılan bir simülasyon testi, tek bir TTSS’nin yıllık 753 MWh enerji üretebileceğini, 350 MWh gücün üst hakikat çekişli kule tarafından üretilirken aşağı gerçek çekişli kulenin 400 MWh güç ürettiğini gösteriyor.
Ek olarak sıcak çöl şartlarında kullanıldığında sistemde daima suya gereksinim duyulması da bir sınırlama olarak ortaya çıkıyor. Araştırmacılar artık bu tahlilin nasıl ölçeklendirilebileceği ve başka yenilenebilir güç tipleriyle nasıl entegre edilebileceği üzerinde çalışıyorlar.
