能源知識庫

重點摘述

 「Solar updraft tower power plant」國內應用可行性~之二

小結：

1. 此技術係結合煙囪效應、溫室效應（Solar Collector）及風渦輪機構成的綠能發電廠，決定煙囪效應的因素主要為空氣加熱溫度（T_i）及煙囪高度（h）。由於先前國外之設計概念均以水做為太陽熱能儲存載體，並與農業溫室栽培結合，因此其儲熱溫度及空氣加熱溫度（T_i）較低，影響系統的煙囪效應（△P），亦即風力能的產生。
2. 國外設計的煙囪高度動輒數百米甚至1.5公里。參上圖，固定空氣加熱溫度為313 K下，煙囪高度195m~1000m的範圍內，能源轉換效率由0.34%提高至1.76%。但煙囪高度有其限制，無法無限制增高。
3. 承上述。除了加高煙囪高度之外，欲提升風力能輸出，則必須提高空氣加熱溫度（T_i）。惟參上圖，從空氣加熱溫度（T_i）vs.能源轉換效率的計算結果觀之，「Solar updraft tower power plant」系統的能源轉換效率係隨空氣加熱溫度之提升而下降；因此若單純以發電為目的，則依靠太陽熱能加熱空氣及煙囪效應來產生熱氣流風力發電，在現有理論上亦有其侷限；這也可能是國外有人提出下列想法的主要原因：「為了降低成本、提升土地及太陽能利用，也有人想到在煙囪基部周圍結合PV及太陽能收集器等以增加發電量，並結合農業用途。」。

綜上所述，若單純從能源轉換效率的觀點來看，無論藉由控制兩個主要的參數，空氣加熱溫度（T_i）或提高煙囪高度（h），「Solar updraft tower power plant」與現有的發電系統比較，均無法產生競爭優勢。