หอคอยผลิตไฟฟ้า 2 พลัง ผลิตไฟได้ 2 เท่าและทำงานตลอด 24 ชั่วโมง

นักวิจัยได้พัฒนานวัตกรรมพลังงานทางเลือกแบบใหม่ที่ก้าวล้ำมากขึ้น คือสามารถผลิตพลังงานได้เป็น 2 เท่าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และสามารถส่งมอบพลังงานไฟฟ้าให้กับบ้านเรือนได้กว่า 750 หลังอย่างเพียงพอ ที่สำคัญคือสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสารเอเนอจี รีพอร์ต (Energy Reports) โดยได้ปรับปรุงเทคโนโลยีที่เคยมีมาก่อนแล้วอย่าง หอคอยพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Tower Power Plant) ซึ่งมีรูปลักษณ์ภายนอกเหมือนปล่องไฟทรงกระบอก แต่มีกังหันลมอยู่ตรงฐานของหอคอย

หอคอยนี้ จะประกอบไปด้วย 2 องค์ประกอบหลัก ๆ คือระบบโซลาร์อัปดราฟท์ (Solar Updraft System ระบบที่กระแสลมร้อนลอยขึ้นด้านบน) กับโครงสร้างคูลลิงดาวน์ดาฟท์ (Cooling Downdraft Structure หรือระบบที่อากาศเย็นเคลื่อนตัวลงด้านล่าง) โดยตัวหอคอยจะจะดูดซับพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ มันจะทำให้เกิดกระแสลมร้อนลอยขึ้นสู่ด้านบน ซึ่งจะทำให้กังหันลมที่อยู่ตรงฐานหอคอยเริ่มทำงาน และเริ่มผลิตกระแสไฟฟ้า

นี่ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ เพราะเมื่อช่วงทศวรรษ 1980 วิศวกรชาวสเปนได้สร้างโมเดลต้นแบบขึ้นมาแล้ว แต่ไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง เพราะมีต้นทุนสูงมาก ซึ่งก็เกิดจากขนาดใหญ่โตของระบบ อีกทั้งยังสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้จำกัด เพราะทำงานได้เฉพาะตอนกลางวันที่มีแสงแดดเท่านั้น ทั้งนี้นักพัฒนาก็ได้ปรับปรุงระบบมาตลอดในช่วงเวลาหลายปี แต่มันก็ไม่ได้แก้ไขปัญหาหลัก ๆ ดังกล่าวได้

แต่ตอนนี้นักวิจัยจากประเทศกาตาร์และจอร์แดนได้พัฒนาแนวทางใหม่ ที่อาจทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยการผสมผสานเทคโนโลยีอัปดราฟท์และดาวน์ดราฟท์เข้าด้วยกัน โดยในระบบดาวน์ดราฟท์ ปั๊มจะทำหน้าที่พาน้ำขึ้นไปยังส่วนบนของหอคอย น้ำจะทำให้อากาศอุ่นด้านบนเย็นตัวลง จากนั้นอากาศที่เย็นลงก็จะเคลื่อนตัวลงมาตามหอคอยเพราะความหนาแน่นของมันมากกว่าอากาศด้านนอก เมื่ออากาศเย็นเดินทางมาถึงส่วนล่างของหอคอย มันก็จะทำให้กังหันลมหมุน และสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้

รูปลักษณ์ภายนอกของหอคอยอัปดราฟท์จะสูงประมาณ 200 เมตร และเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 14 เมตร และมีหอคอยดาวน์ดราฟท์ 10 ช่อง ล้อมรอบหอคอย

ที่มารูปภาพ Sciencedirect, Wikipedia

เทคโนโลยีใหม่นี้เรียกว่า ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สองพลัง (Twin Technology Solar System หรือ TTSS) โดยนักวิจัยบอกว่า ระบบจะกักเก็บความร้อนจากแดดในเวลากลางวัน ทำให้ระบบสามารถทำงานได้ในเวลากลางคืนด้วย และยังอ้างว่าสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าเทคโนโลยีดูดกลืนพลังงานแสงอาทิตย์แบบเดิม ๆ ได้ 2.14 เท่า

ซึ่งจากการจำลองพบว่า TTSS สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ 752,763 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี หรือก็คือสามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับบ้านเรือน 753 หลังใช้ได้เพียงพอตลอดระยะเวลาเกือบ 5 สัปดาห์

ทั้งนี้แม้ว่าการจำลองจะแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถผลิตพลังงานได้ตลอดเวลา แต่นักวิทยาศาสตร์บอกว่าระบบยังต้องใช้น้ำประปาในการทำงาน ซึ่งในอนาคตจะมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมเพื่อแก้ไขปัญหานี้

ที่มาข้อมูล Independent, NewAtlas

ที่มารูปภาพ Sciencedirect, Wikipedia