Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna
Salah satu pekhasiatan energi solar thermal ialah untuk pembangkit listrik. Pada prinsipnya pembnagkit listrik ini mekhasiatkan energi panas matahari untuk menggerakan heat engine, yaitu suatu sistem yg mengubah energi panas menjadi energi gerak (kerja). Energi gerak dalam bentuk putaran ini lah yg dipakai untuk memutar generator sehingga menghasilkan listrik. Berdasarkan siklus Carnot, efisiensi maximum yg sanggup dicapai oleh suatu heat engine ialah:
Dari efisiensi siklus carnot sanggup terlihat bahwa, semakin tinggi temperatur TH maka semakin tinggi efisiensinya. Ini artinya diperlukan tempearatur yg tinggi untuk mendapat efisiensi yg tinggi. Oleh alasannya yaitu itu biasanya concentrating solar collector digunakan untuk pembangkit listrik. Yang akan di bahas disini ialah pembangkit listrik yg menggunakan siklus rankine.
Prinsip kerja siklus rankine
Hampir semua pembangkit listrik, baik itu yg berbahan2 bakar kerikil bara / pun nuklir, menggunakan siklus rankine untuk mendapat energi gerak (kerja). Untuk lebih jelasnya perhatikan siklus rankine di bawah ini:
Siklus Rankine
Pada boiler air dipanaskan hingga mengahasilkan uap bertekanan & temperatur tinggi. Uap ini dialirkan ke turbin sehingga poros turbin berputar. Setelah memutar turbin uap kondensasikan menjadi air di kondenser. Selanjutnya air kondensasi ini dipompakan kembali ke boiler untuk proses yg sama. Listrik sanggup dihasilkan alasannya yaitu putaran turbin dihubungkan ke generator. Dalam pembangkit listrik energi solar thermal, panas matahari dipakai untuk memanaskan air sehingga dihasilkan uap. Pada gambar ditunjukkan dengan Qin.
Penerapan siklus rankine pada pembangkit listrik energi solar thermal
Salah satu pembangkit listrik tenaga solar thermal yg menggunakan siklus rankine ialah Solar Energy Generating System (SEGS) yg terletak di gurun Mojave di California. Sembilan buah pembangkit listrik dibangun antara tahun 1984 & 1990 dengan total kapasitas 354 MW. Pembangkit listrik ini menggunakan cermin parabolik berjumlah 232.500 cermin. Luas area nya mencapai 6.5 km2, dengan panjang total 370 km. Radiasi matahari yg tiba dipantulkan ke pipa yg terisi minyak sintetis yg sanggup dipanaskan hingga 400 oC. Dengan cermin parabolik ini intensitasnya 70 – 80 kali lipat dari intensitas matahari biasa. Oli sintetis yg bertemperatur ini dialirkan ke boiler sehingga terjadi perpindahan panas dari oli ke air untuk siklus rankine, sehingga listrik dihasilkan.
Solar Energy Generating System
Untuk mencapai temperatur yg lebih tinggi, radiasi matahari difokuskan ke satu titik (Heliostat), ditunjukkan oleh gambar 1. Dengan cara ini, temperatur yg sangat tinggi sanggup dicapai (565 oC). Pembangkit listrik yg menggunakan konsep ini ialah proyek Solar One yg juga terletak di gurun Mojave, gambar 2.
(a) Heliostat; (b) Solar One, Mojave
Proyek ini final pada tahun 1981 & dioperasikan pada ahun 1982 hingga dengan 1986. Pembangkit ini menggunakan 1818 cermin. Oli / air dipakai sebagai fluia kerja. Pada awalnya efisiensi pembangkit ini hanya 6%. Pada tahun 1995, Solar One ditingkatkan menjadi Solar Two. Garam yg dilelehkan dipakai sebagai fluida kerja dalam pembangkit ini, yaitu 60% sodium nitride & 40% potasisium nitrde. Kapasistas yg dihasilkan mencapai 10 MW dengan efisiensi 16%.
