Khi nghĩ đến năng lượng gió, chúng ta thường liên tưởng đến những chiếc tuabin gió khổng lồ đặt trên những chiếc cột để khai thác tốc độ gió trên cao. Tuy nhiên, công ty Solar Wind Energy, Inc có trụ sở tại bang Maryland đã phát triển một thiết kế tuabin gió độc đáo với các cánh quạt đặt bên dưới chân cột và hệ thống tự cột rỗng tự tạo ra gió làm quay tuabin để sản sinh điện. Hệ thống của Solar Wind Energy có tên gọi Downdraft Tower.
Được mô tả là công nghệ năng lượng tái tạo từ gió hybrid đầu tiên trên thế giới, phần tháp nằm tại trung tâm hệ thống tạo ra luồng gió hướng xuống làm quay các tuabin đặt xung quanh chân tháp. Điều này được thực hiện nhờ một loạt các máy bơm đưa nước lên đỉnh tháp ở độ cao 685m và tại đây nước bốc lên từ miệng tháp dưới dạng sương mịn. Lớp sương mịn sau đó bay hơi và được hấp thụ bởi khí nóng, khô bên trên. Qua đó, dòng khí nóng phía trên được làm mát và khiến nó đặc hơn, nặng hơn so với không khí ấm hơn bên ngoài tháp.
Dòng khí được làm lạnh bởi hơi nước sau đó di chuyển xuống phần thân rỗng của tháp ở tốc độ lên đến 80km/h. Khi nó truyền xuống đáy tháp, khí được dẫn vào các hầm gió đặt xung quanh chân tháp, làm xoay tuabin gió lắp trong các hầm gió. Mặc dù hệ thống này đòi hỏi một lượng lớn nước để bơm lên đỉnh tháp nhưng phần lớn nước bay hơi được thu lại tại đáy tháp và tiếp tục tuần hoàn trong hệ thống. Các máy bơm nước hoạt động nhờ một phần điện năng do hệ thống tuabin gió tạo ra.
Bằng cách này, công ty cho rằng hệ thống có thể tạo ra điện liên tục trong 24 giờ mỗi ngày, 365 ngày mỗi năm khi được lắp đặt tại các khu vực nóng khô mặc dù sản lượng của hệ thống sẽ giảm sút trong mùa đông. Ngoài ra, tuỳ theo vị trí lắp đặt, khả năng sản xuất điện của hệ thống có thể được bổ sung nhờ việc sử dụng các cánh gió dọc để khai thác hướng gió thịnh hành và dẫn gió vào tháp.
Solar Wind Energy cho biết công ty đã phát triển phần mềm đặc biệt để xác định khả năng sản xuất điện của hệ thống dựa trên thời tiết tại các khu vực địa lý trên toàn cầu. Bằng phần mềm này, công ty có thể dự đoán năng lượng đầu ra hàng ngày của một tháp Downdraft dựa trên vị trí lắp đặt và kích thước.
Theo thiết kế mới nhất, tháp Downdraft được công ty thiết kế cho một khu vực gần San Luis, bang Arizona có thể đạt sản lượng tối đa 1250MWh vào các ngày nắng. Tuy nhiên, vào các tháng mùa đông, hệ thống chỉ đạt sản lượng 435MWh.
Công ty nhấn mạnh rằng một khi được xây dựng với các vật liệu, trang thiết bị và kỹ thuật hiện có, các tháp có thể vận hành trong suốt cả năm mà không phụ thuộc vào tốc độ gió, không gây khí thải carbon, không sử dụng nhiên liệu hay phát sinh chất thải.
Hồi đầu năm nay, Solar Wind Energy đã đạt được các giấy phép cần thiết tại địa phương để phát triển hệ thống Downdraft đầu tiên gần San Luis, Arizona. Ngay tuần qua, dự án của Solar Wind Energy đã được trợ giúp khi công ty công bố ký kết hợp đồng tài chính với JDF Capital Inc., – đơn vị sẽ tài trợ 1.585.000 USD cho công ty. Ngoài ra, Solar Wind Energy cũng đang tiếng hành thăm dò các khu vực tiềm năng tại Mexico, Trung Đông, Chile và Ấn Độ – những nơi được xem là có thời tiết lý tưởng nhất để triển khai công nghệ.
Dưới đây là video mô tả hoạt động của hệ thống Downdraft Tower:
