Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya Tersentral- Solar Thermal Power Plant (CSP)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya – Apakah sahabat tahu bagaimana energi matahari bisa menghasilkan energi listrik? jika belum mari kita simak ulasan singkat berikut ini

Pembangkit Listrik Tenaga Surya adalah pusat listrik yang mengonversi energi panas matahari menjadi energi listrik. Sebagaimana telah dijelaskan di prinsip kerja PLTS, Matahari memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Radiasi tersebut hanya sekitar 50% yang dapat diserap oleh bumi. Dengan berpedoman pada luas penampang bumi yang menghadap matahari dan berputar sepanjang tahun, maka energi yang dapat diserap oleh bumi besarnya adalah 751 x 1015 KW / jam.

Di Indonesia sebagai negara tropis yang berada di sepanjang khatulistiwa dikaruniai sumber daya energi matahari yang besar sepanjang tahun. Berdasarkan data yang dihimpun oleh BPPT dan BMKG diketahui bahwa intensitas radiasi matahari di Indonesia berkisar antara 2.5 hingga 5.7 kWh/m2. Pada umumnya Terdapat dua cara untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik

  • Yang pertama dengan Solar thermal atau Concentrating Solar Power disingkat CSP, dimana sinar matahari direfleksikan pada satu titik untuk memanaskan suatu fluida.
  • Yang kedua dengan Solar photovoltaic / Solar (PV) dimana menggunakan PV cell yang mengkonversi radiasi matahari menjadi energi listrik.

Pada ulasan kali ini kita akan membahas tentang pemanfaatan energi matahari secara tidak langsung menggunakan solar thermal.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya Tersentral (CSP)

Solar thermal atau biasa disebut Concentrating Solar Power merupakan pemanfaatan energi matahari secara tidak langsung, prosesnya yaitu dengan mamanfaatkan sinar matahari dengan cara menggunakan cermin atau reflector untuk memantulkan dan memfokuskan sinar matahari ke arah receiver yang didalamnya terdapat cairan / fluida. Temperatur fluida naik yang kemudian dialirkan melewati heat exchanger untuk memanaskan air sampai terbentuk uap air untuk menggerakkan turbin uap.

Secara prinsip kerja, solar thermal merupakan PLTU berbahan bakar sinar matahari. Perbedaan terletak pada sumber panasnya. Pada PLTU sumber panas adalah pembakaran di dalam boiler, sedangkan solar thermal sumber  panas adalah sinar matahari yang terkonsentrasi.

Berbeda dengan solar PV, solar thermal hanya dapat memanfaatkan sinar matahari radiasi langsung yang jatuh ke permukaan. Solar thermal menggunakan empat pendekatan teknologi yang meliputi:

Parabolic Trough

Parabolic Trough merupakan pembangkit listrik tenaga surya tersentral yang paling banyak dikembangkan, sekitar 90% teknologi CSP yang ada didunia menggunakan jenis ini. Rasio solar flux concentration yang dihasilkan sebesar 30-100 kali. Fluida bertemperatur tinggi mencapai 400C, kemudian memanaskan air melalui heat exchanger sampai menjadi uap sehingga dapat memutar turbin. Teknologi ini membutuhkan tanah seluas 40 H/MW dengan efisiensi konversi energi matahari ke listrik sebesar 14-20%. Kapasitas output dari pembangkit yang ada saat ini sebesar 30-150 MW.

Solar Tower

Pembangkit listrik tenaga surya tersentral tipe Solar tower atau disebut central receiver, mempunyai rasio konsentrasi sinar matahari sebesar 300-1500x. Teknologi ini menggunakan heliostats untuk mengikuti pergerakan sinar matahari. Heliostat ini terletak di sekitar tower dan berfungsi untuk mengumpulkan dan memfokuskan sinar matahari. Sinar matahari yang telah terfokus ini kemudian diarahkan ke receiver yang terletak di atas tower, yang didalamnya terdapat fluida. Fluida bertemperatur tinggi ini dapat mencapai 500-1500C, kemudian mentransfer panasnya ke air melalui heat exchanger untuk kemudian diubah menjadi uap yang menggerakkan turbin. Efisiensi konversi energi sebesar 23%. Kapasitas output yang ada sebesar 30-160 MW dengan kebutuhan lahan sebesar 12H/MW

Linear Fresnel Reflector

Teknologi pembangkit listrik tenaga surya tersentral ini merupakan sekumpulan reflector yang hampir datar permukaannya yang berfungsi untuk mengumpulkan sinar matahari untuk kemudian dipantulkan ke receiver. Reflector dapat mengikuti pergerakan sinar matahari dengan pergerakan satu sumbu.

Berbeda dengan teknologi CSP sebelumnya, sebagian besar linear fresnel menghasilkan uap air langsung tanpa melalui heat exchanger. Kebutuhan tanah seluas 1,8H/MW serta kebutuhan air yang lebih kecil dibandingkan dengan parabolic trough.

Parabolic Dish

pembangkit listrik tenaga surya tersentral tipe Parabolic disch system terdiri dari struktur tunggal yang mendukung sebuah parabolic dish cermin yang memantulkan cahaya pada solar receiver yang terletak pada pusat dish. Untuk menangkap sinar matahari secara optimum, rangkaian dish mengikuti pergerakan matahari.

Sinar matahari yang terkonsentrasi ini kemudian digunakan untuk memanaskan gas helium atau hidrogen yang terdapat pada tabung tipis mesin 4 silinder stirling engine. Akibat dari pemanasan sinar matahari yang terkonsentrasi, gas menjadi memuai untuk kemudian menggerakkan piston silinder.

Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Tersentral

  • Yang pertama, Dibandingkan teknologi solar PV, CSP memiliki efisiensi yang lebih tinggi sebesar 20%.
  • Yang kedua, Dengan menggunakan teknologi storage yaitu molten salt, energi panas yang didapat dari matahari di waktu siang dapat disimpan dimalam hari sehingga mampu untuk dioperasikan sebagai beban puncak. Molten salt dapat disimpan selama 7.5 jam. masa pakai molten salt selama 30 tahun, jauh lebih lama dibandingkan dengan baterai pada solar PV.
  • Yang ketiga, Produksi cermin dibanding cell PV lebih ramah lingkungan dan energi yang dibutuhkan memproduksinya lebih sedikit.

Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Tersentral

  • Yang pertama, CSP membutuhkan lahan yang luas untuk lokasi penempatan peralatan utama
  • Yang kedua, Biaya investasi tinggi & dikhususkan untuk pembangkit skala besar
  • Yang ketiga, Membutuhkan lokasi yang spesifik, yaitu daerah dengan direct nomal radiasi

Perkembangan Teknologi

Negara yang sudah banyak meneliti dan membangun pembangkit listrik tenaga surya tersentral  / berteknologi CSP adalah spanyol, jerman dan amerika. Selain dioperasikan di negara tersebut di atas, beberapa negara di timur tengah dan afrika yang memiliki daerah gurun luas, sudah mulai merencanakan pembangunan CSP. Tidak banyaknya negara yang membangun CSP disebabkan karena tidak banyak negara yang memiliki sumber panas matahari direct radiation.

Jika sahabat ingin mempelejari lebih jauh Pembangkit Listrik Tenaga Surya Tersentral bisa juga membaca referensi dari Dirjen EBTKE yang dapat di unduh disini

Leave a Comment