Energi panas surya

Energi panas matahari atau energi panas surya atau solar thermal energy (STE) adalah bentuk energi dan teknologi yang memanfaatkan panas dari energi surya untuk keperluan pemanasan atau produksi listrik di sektor industri, perumahan, dan komersial. Teknologi STE adalah berbeda dengan teknologi panel surya fotovoltaik yang mengubah energy dalam foton dari radiasi matahari langsung menjadi tegangan dan arus listrik.

Pengumpul panas surya diklasifikasikan oleh Administrasi Informasi Energi Amerika Serikat sebagai pengumpul bersuhu rendah, menengah, atau tinggi. Pengumpul suhu rendah umumnya adalah piringan datar yang digunakan untuk memanaskan kolam renang. Pengumpul suhu sedang juga umumnya merupakan piringan datar, tetapi digunakan untuk memanaskan air atau udara untuk penggunaan perumahan dan komersial. Sementara itu, pengumpul suhu tinggi mengkonsentrasikan cahaya matahari dengan menggunakan cermin atau lensa dan umumnya digunakan untuk memenuhi kebutuhan panas hingga 300 derajat C / tekanan 20 bar pada industri dan penghasilan tenaga listrik.

STE memiliki keuntungan ekonomis dibandingkan sistem fotovoltaik karena kemampuan penyimpanan energi termal (TES). Penyimpanan energi termal adalah bentuk energi cadangan sementara di mana kelebihan energi panas dapat disimpan dalam cairan (air atau garam cair) dan bisa digunakan ketika sinar matahari tidak cukup. Hal ini dapat memberikan generasi yang lebih konsisten ketika awan melintas dan tidak ada panas yang memantul dari cermin. TES juga dapat memperpanjang waktu di mana pabrik dapat beroperasi penuh. TES tidak berlaku untuk teknologi fotovoltaik karena teknologi tersebut tidak menghasilkan energi dari panas surya.^[1]

Dengan menyimpan energi selama periode permintaan listrik rendah dan mengirimkannya selama permintaan listrik tinggi, penyimpanan dapat meningkatkan nilai ekonomi untuk kWh yang dijual. Hal tersebut bisa membantu mengimbangi biaya penyimpanan energi. Dengan menyimpan energi, STE dapat memenuhi syarat sebagai kapasitas tetap, yang merupakan sumber daya jaringan yang berharga karena mereka memiliki kemampuan untuk mengontrol ketika mereka menghasilkan daya listrik.

Pengumpul panas surya suhu tinggi

Pengumpul atau kolektor energi panas matahari bersuhu tinggi juga dikenal sebagai sistem tenaga surya terkonsentrasi (concentrated solar power systems, CSP). Teknologi CSP menggunakan cermin dan lensa untuk memusatkan energi panas dari sinar matahari untuk memanaskan minyak atau cairan lain untuk menghasilkan uap tekanan tinggi bersuhu tinggi. Uap ini mengembang melalui turbin untuk memutar generator yang menghasilkan listrik.

Karena sistem ini menggunakan mesin panas (heat engines), tantangan umum dari mesin panas adalah batas efisiensi dan kehilangan Carnot melalui pemanasan radiasi. Selain itu, kondensor dalam sistem siklus uap Rankine perlu mendinginkan cairan. Jika sistem tidak dapat didinginkan hingga suhu rendah nominal, efisiensi Carnot akan berkurang.

Seiring berjalannya hari, matahari bergerak melintasi langit. Karena sistem ini besar dan memiliki potensi untuk menangkap banyak energi, sistem ini memiliki pelacak surya untuk mengikuti jalur matahari untuk memaksimalkan jam pabrik menghasilkan listrik.

Desain system

Ada empat desain sistem utama untuk CSP:^[2]

• Palung parabola linier (Linear parabolic trough)

Geometri palung parabola terdiri dari cermin berbentuk parabola yang memantulkan dan memusatkan sinar matahari ke penerima linier. Penerima ini berisi cairan kerja yang terletak di sepanjang fokus parabola.

Contoh: SEGS (Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya), Gurun Mojave, Barstow, California

• Penerima pusat / menara listrik

Sistem cermin yang dikendalikan oleh komputer yang disebut heliostats, yang memantulkan sinar matahari ke penerima yang dipasang di atas menara.

Contoh: Solar One, Barstow, California

• Reflektor Linear Fresnel

Cermin kaca data dan paralel dipasang di sepanjang sumbu horizontal. Cermin berputar sepanjang satu sumbu.

• Sistem piring parabola (Parabolic dish system)

Sistem piringan menggunakan konsentrator yang terbuat dari beberapa cermin reflektif yang mendekati piringan parabola ketika dipasang bersama. Piringan melacak matahari dan memfokuskan sinar matahari dengan konsentrasi yang lebih besar yang dapat dicapai dengan geometri lainnya.

Referensi

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Solar thermal energy.