下降氣流塔

下降氣流塔(Downdraft Tower)，又稱清潔風能吸收塔，是一種將太陽能發電和風力發電結合的設施，它是座摩天大樓大小（比如，700米高）的中空圓柱體，塔頂開口，讓外界的乾熱空氣進入。這裡裝有水噴淋系統，將水泵提送上來的水形成細細的水霧，噴灑到塔頂的整個開放區域。由於水分的蒸發，乾熱空氣迅速冷卻，比重增加而形成垂直下沉的氣流。通過塔身的氣流速度可以達到約22米/秒（時速80公里）。氣流到達塔底部時從風道穿越，驅動安裝於此的風力渦輪，後者推動發電機發出電力。

簡介

下降氣流塔

風力渦輪機是一種理想的發電設施，但前提是必須要有風。總部位於馬里蘭的SolarWindEnergy設計的“下降氣流塔”(DowndraftTower)，就是一種能夠產生風的機械，以此來推動這種風力渦輪不斷轉動。2015年，SolarWindEnergy正在徵求亞利桑那州聖路易斯市居民的同意，希望在2018年將這個耗資15億美元的項目付諸實踐，他們計畫在亞利桑那州尤馬附近建立一對雙演示塔，高達686米，可能為本州和加州的160萬個家庭供電。

原理

原理圖

下降氣流塔的原理其實是模擬了強對流風暴中將樹木夷為平地的微爆氣流，但它非但不會對地面構成破壞，反而能夠發電。

首先在炎熱、乾燥的地方建造一個矩形空心圓柱塔，高度超過2200英尺，直徑超過1200英尺（大約比全球最高的杜拜哈利法塔低了500英尺）。然後將水抽到頂部，向里噴入霧氣。這些霧氣會冷卻上升的熱氣流，加大重量後使之在塔內向下流動，從而創造出時速50英里的人造風，推動安裝在塔底的渦輪轉動。

優點

1、它使用的“自備”風是用來自太陽的熱量產生的，因而新型電廠能夠適應風小或風力不一致的地區。而在那些不缺大風的區域，又可以在吸收塔表面建造垂直的導風葉，幫助直接捕獲勁風，輸送給渦輪機多多發電。這樣的雙重措施使清潔風系統能更充分地利用可再生能量資源，提高生產率。

2、由於水分的蒸發並不只在陽光普照的白天進行，太陽能風力發電廠能夠24小時連續運行，這顯然是太陽能集熱器所不能比擬的。

發電量

聖路易斯一號塔每小時的設計發電能力可達1250兆瓦時，塔的容量指數取為0.6的話，其潛在產量為每小時750兆瓦時，其中約18.5%將用於本身的運行（包括將水提送到塔頂部），最後能出售給電網的電力產能約為600兆瓦時。由於冬季的發電能力較低，全年平均的可輸出電力略低於這個數字。該公司作為清潔可再生能源獨立發電商，不能將電力直接銷售給消費者，只銷售給電網。而目前加州的發電費用約每千瓦時0.11美元。

爭議

下降氣流塔

雖然該公司號稱經過最佳化後可以每小時發電2500兆瓦時，但有三分之一的電量需要用來驅動水泵，所以比較現實的全年平均可銷售發電量大約是每小時435兆瓦時。SolarWindEnergy的高管表示，這一發電量大約與胡佛水壩相同，但懷疑者認為實際結果未必如此樂觀。

風速

其中一大爭論焦點是風速：下降的氣流是否會在塔內遭遇阻力，迫使其降低速度，因而無法產生足夠的風速來推動渦輪正常工作。

該公司表示，類似發電規模的太陽能或風力電站所需的土地面積大約要擴大30至300倍，建造成本也要高出4倍，實際可用年限反而會減半。SolarWindEnergy表示，這座人工發電塔還有一個重要優點：它能全天24小時運行，全年不停。只是目前還不清楚，如果是在溫度較低的夜間，其發電量會有多大程度的衰減。

用水量

另外，具體需要多少水？水源從何而來(聖路易斯的項目可能從40英里外的科特斯海取水)？需要用多少電才能將水抽到半英里高的塔頂？有多少水可以重複利用（該公司號稱能達到75%）？該公司現在只肯透露，其耗水量僅為原先的柑橘園的一半。

批評人士還提出了另外一個疑問：如果採用更簡單的設計，不使用大量的水，直接藉助上升的熱氣流來推動塔頂的渦輪轉動，是否會更加可行？單純從理論層面來看，“下降氣流塔”是個龐然大物，思路很新穎，模式也很清潔，不會帶來污染。但要在短短三年內建成這樣一個龐然大物，的確要面臨不小的挑戰。