Teknologi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Termal Surya

Pembangkit listrik tenaga termal surya merupakan teknologi yang relatif masih baru, tercatat baru pada tahun 1984 teknologi ini beroperasi di Gurun Mojave, California, Amerika Serikat, tetapi telah menunjukan keuntungan yang menjanjikan karena sudah bisa beroperasi pada skala komersial. Dengan dampak lingkungan yang kecil dan potensi yang cukup masif, pembangkit jenis ini menawarkan opportunity bagi negara-negara yang mendapatkan curahan sinar matahari yang melimpah. Di beberapa daerah di dunia, lahan seluas 1 km2 cukup untuk membangkitkan listrik sebesar 100-120 GWh per tahun dengan menggunakan teknologi ini. Angka ini setara dengan produksi listrik tahunan sebesar 50 MW dari pembakaran batubara konvensional atau kombinasi dengan gas alam.

Untuk menghasilkan listrik dari pembangkit listrik tenaga termal surya diperlukan 3 bagian utama, yaitu: solar field, power block, dan thermal storage(optional). Komponen penyusun bagian solar field adalah kolektor surya, dan elemen penerima panas, sedangkan pada bagian power block tersusun dari komponen-komponen pengkonversi energi seperti turbin uap dan kondenser. Dan bagian thermal storage digunakan untuk menyimpan kelebihan panas pada saat puncak matahari untuk digunakan pada saat sore dan malam hari atau saat radiasi matahari minimum sehingga sistem pembangkit dapat beroperasi secara kontinu. Namun demikian, pada penelitian ini tidak digunakan thermal storage, karena pada thermal storage biasanya menggunakan material berupa garam lebur yang hanya dapat beroperasi pada suhu tinggi (sekitar 5000C) sedangkan pada penelitian ini rentang suhunya maksimum sebesar 2000C.

Kemudian, secara umum sampai saat ini terdapat 3 jenis sistem pembangkit tenaga termal surya yaitu sistem parabolic trough, sistem dish stirling, dan sistem solar tower. Ketiganya dibedakan berdasarkan jenis kolektor yang digunakan, yaitu menggunakan parabola memanjang (parabolic trough), piringan parabola (dish), atau cermin datar yang disebut dengan heliostat dengan fokus penerima berada di atas menara. Dan yang saat ini baru dikembangkan adalah kolektor tipe linear Fresnel dengan prinsip kerja sistem pembangkitnya sama dengan sistem parabolic trough hanya berbeda pada bentuk kolektornya. Pada penelitian ini dipakai kolektor jenis parabolic trough karena secara teknis untuk pengendalian posisinya, terkait dengan tracking matahari, mudah diimplementasikan sehingga memungkinkan sistem untuk mendapatkan radiasi matahari yang maksimum.

Kebanyakan sistem pembangkit listrik tenaga termal surya di dunia yang telah beropersi sampai saat ini atau yang lebih dikenal dengan sebutan solar energy generating system (SEGS) atau ada yang menyebutnya concentrating solar power (CSP), menggunakan teknologi parabolic trough dengan fluida kerjanya yaitu oli sintetik yang bersirkulasi di loop kolektor untuk mentransfer energi panas ke siklus Rankine melalui alat penukar kalor. Namun demikian, pada penelitian ini akan digunakan sistem pembangkitan uap secara langsung dengan fluida kerjanya berupa air dengan tujuan untuk meningkatkan performansi (tidak ada rugi-rugi termal pada penukar kalor antara fluida kerja dan air untuk pembangkitan uap) dan menurunkan biaya (karena tidak lagi diperlukan alat penukar kalor untuk menghasilkan uap air yang akan diekspansikan di turbin uap untuk mendrive generator sehingga dihasilkan listrik). Teknologi ini dikenal dengan nama Direct Steam Generation (DSG). Perbandingan sifat termal dari oli dan air diberikan pada lampiran. Aspek teknologi dari kolektor surya akan dibahas pada subbab berikut.

Refrensi : Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Termal Surya Tipe Direct Steam Generation (DSG) dengan Parabolic Trough Collector by Galih W.

Leave a Reply