24시간 연중무휴 에너지 생산 twin technology solar system
태양열을 이용해 24시간 연중무휴로 에너지를 생산할 수 있는 twin technolgy solar system을 중동의 연구원들이 개발하였습니다. 뜨거운 열을 발생시켜 올라가는 상승기류를 이용하여 전기를 생산하고, 뜨거워진 공기를 다시 안개 분사 시스템을 통해 식혀서 하강기류를 발생시켜 전기를 생산하는 시스템입니다.
목차
twin technology solar system 개발
twin technology solar system 개발
연중무휴 24시간 청정 에너지를 생성할 수 있는 twin technology solar system에 대한 설계안을 중동의 연구원들이 개발하였습니다. 요르단의 알 후세인 기술 대학(Al Hussein Technical University)과 카타르 대학(Qatar University)의 연구원들이 발표한 twin technology solar system는 이름에서 알 수 있듯이 두개의 기술 즉, 태양 상승 기류 타워와 냉각 하강 기류 타워를 하나로 결합한 기술입니다.
작동 원리
태양 상승 기류 타워는 타워 중앙에 설치되며, 지상의 공기를 가열한 다음 뜨거운 공기가 터빈이 위치한 타워 상단부까지 올라와서 터빈을 가동시킵니다. 뜨거운 공기는 가능한 한 많은 열을 가두도록 설계된 온실 유형의 재료로 만들어진 큰 지붕 아래에서 가열됩니다.
반면 냉각 하강 기류 타워는 공기를 아래쪽으로 강제로 이동시켜 다른 터빈을 회전시킵니다. 타워 상단 공기에 미세한 물 안개를 분사하여 공기를 시원하고 무겁게 만들고 아래쪽으로 보내는 방식으로 이루어집니다.
중앙에 상승 기류 타워를 배치하고 외부를 둘러싸는 10개의 하강 기류 타워로 주변을 둘러싸서 상승 기류와 하강 기류 모드를 동시에 작동할 수 있도록 합니다.
설계 및 시뮬레이션 결과
연구팀은 높이 약 200m, 상단부 직경 13.6m 하단부 직경 250m인 twin technology solar system 타워를 모델링했습니다. 상승 기류 타워의 직경은 10m, 외부와 1.8m의 간격이 있었습니다. 이 간격에 10개의 개별 하강 통풍 타워가 있으며, 상단에 안개 분사 시스템(Water Mist System)이 있고 하단에는 터빈이 있습니다.
시뮬레이션으로 선택한 위치는 덥고 건조한 사막지역인 리야드 시티 근처였습니다. 현지 기상 데이터를 사용한 시뮬레이션 테스트에서 연구팀은 twin technology solar system이 연간 총 약 750MWH 에너지를 생성할 것으로 추정했습니다. 세부적으로 상승 기류 타워는 350MWH, 하강 기류 타워는 400MWH를 생산하는 것으로 나타났습니다.
이 설계는 유사한 상승기류 전용 설계보다 약 2.14배 더 높은 에너지를 생산할 수 있을 것으로 파악되었습니다.
**스페인 만자나레스(Manzanares)에 있는 실험용 solar updraft tower는 1980년대에 지어져 몇 년 동안 성공적으로 작동하다가 폭풍으로 무너졌습니다. 오늘날 solar updraft tower를 건설하려는 노력은 자금 조달 문제에 직면하여 어려움을 겪고 있습니다.
에너지 생산에 대한 흥미로운 아이디어
현재 실험과 시뮬레이션 데이터를 통해 나타난 결과이며 현실화되지는 않았습니다. 높은 온도 차이를 보장하고, 효율적인 에너지 생산을 위해 이처럼 매우 크고 높은 구조물이 필요하며, 따라서 자본 비용이 매우 높을 것으로 추정됩니다.
팀은 이 시점에서 전기 비용를 고려하거나 다른 어떤 종류의 장치와도 비교하여 설명하지 않았습니다. 또한, 이 시스템이 덥고 건조한 사막 도시에서 하강 기류 시스템을 가동할 만큼 충분한 물을 확보하는 것이 쉽지 않을 것이라고 하였습니다. 그럼에도 불구하고 매우 흥미로운 아이디어 중 하나라고 평가받고 있습니다.
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