Efisiensi Daya Listrik CSP Parabotik Dish, Optimasi Receiver Striling Engine

Fathul Bari

Concentrating Solar Power (CSP) menggunakan teknologi yang memanfaatkan sinar matahari untuk menghasilkan energi listrik, dan salah satu sistem yang paling efisien adalah CSP tipe parabolik dish. Sistem ini menggunakan cermin parabola yang memfokuskan sinar matahari ke receiver, di mana fluida pemanas mengalir dan menghasilkan uap untuk menggerakkan mesin Stirling. Oleh karena itu, efisiensi daya listrik CSP parabolik dish sangat tergantung pada desain dan kinerja receiver Stirling engine.

Salah satu fokus pengembangan EBT adalah dengan menggunakan panel surya melalui penerapan sel photovoltaic, pemanfaatan energi surya semakin meningkat pada tiap tahunnya, pada tahun 2020 tercatat telah menghasilkan daya sebesar 153,5 MW dan akan terus meningkat ditambah oleh adanya rencana realisasi (PLTS) Terapun Cirata berkapasistas 145 MW (Kementerian ESDM, 2021) (Afkar, 2021).

Receiver berfungsi untuk mengkonversi energi thermal dari sinar matahari menjadi energi mekanik, yang kemudian diubah menjadi energi listrik. Efisiensi konversi ini dapat ditingkatkan melalui optimasi rasio konsentrasi pada receiver. Rasio konsentrasi adalah perbandingan antara area penangkapan sinar matahari oleh cermin dan area receiver. Semakin tinggi rasio konsentrasi, semakin banyak energi matahari yang dapat diterima, tetapi juga meningkatkan suhu yang diterima oleh receiver.

Inovasi Implmentasi Concentrating Solar Power

Teknologi CSP menerapkan prinsip pemusatan pnas matahari yang diarahkan ke receiver yaitu permukaan striling egine oleh concentrator yang berupa cermin. Terdapat beberapa faktor yang menjadi penentu kinerja CSP diantaranya adalah material reflector concentrator, bentuk reflector dan receiver, radiasi sinar matahari pada concentrator, diamenter concentrator, ukuran aperture concentrator, focal length dari concentrator, dan sudut rim (Afkar, 2021).

Optimasi Ration Konsentrasi Pada Striling Engine

Material Highy polished mirros stainless steel merupakan material yang paling umum digunakan reflector saat ini, optimasi pada rancanan ini menggunakan material Polymeric Film non metal karena karakteristiknya yang memiliki rasio refleksi sebesar 98%, hal ini berarti hanya 2% cahaya yang tidak dapat dipusatkan pada receiver stirling engine. 

Bentuk geometri prabila pada concentrator juga berpengaruh terhdap sudut refleksi cahaya untuk mengarakan cahaya ke pusat receiver. Simulasi dilakukan dengan menggunakan metode Finite Element Analysis dengan pengaturan kondisi lingkungan menyerupai kondisi nyata (Afkar, 2021).

Salah satu tantangan utama dalam optimasi ini adalah mengelola suhu tinggi yang dihasilkan. Pada suhu yang sangat tinggi, material yang digunakan dalam receiver dapat mengalami kerusakan atau kehilangan efisiensi. 

Oleh karena itu, penelitian terkini difokuskan pada pengembangan material yang lebih tahan terhadap suhu tinggi dan memiliki konduktivitas termal yang baik. Misalnya, penggunaan material keramik atau komposit dapat meningkatkan kinerja thermal receiver, sehingga meningkatkan efisiensi konversi energi.

Selain itu, desain geometris receiver juga berpengaruh terhadap efisiensi. Mengadopsi desain receiver yang lebih canggih, seperti receiver tipe volumetrik atau receiver berpendingin aktif, dapat meningkatkan efisiensi pemanasan fluida kerja. Penelitian menunjukkan bahwa penggunaan teknik pendinginan yang efektif dapat mengurangi kehilangan panas, sehingga meningkatkan efisiensi keseluruhan sistem.

Pada implementasinya, optimasi receiver pada sistem CSP parabolik dish dapat dilakukan melalui simulasi dan analisis eksperimental. Dengan memodelkan berbagai konfigurasi rasio konsentrasi dan material, para peneliti dapat menentukan parameter optimal yang meningkatkan efisiensi daya listrik. 

Penggunaan teknologi sensor dan kontrol yang lebih baik juga memungkinkan pengoperasian yang lebih efisien, memastikan bahwa sistem selalu beroperasi pada kondisi optimal sepanjang waktu.

 Optimaasi yang dilakukan pada CSP jenis prabilich dish mampu memberikan efisiensi produksi daya listrik yang maksimal. Gagasan ini dapat teralisasikan dan terimplementasikan apablia terjadi Kerjasama yang bak antara Pemerintah, Kementerian ESDM terkhusus pada Direktoral Jenderal EBTKE, Pihak Swasta serta masyarakat (Afkar, 2021).

Kesimpulannya, optimasi receiver Stirling engine dalam CSP tipe parabolik dish adalah langkah penting dalam meningkatkan efisiensi daya listrik. Melalui peningkatan material, desain receiver, dan teknologi pengendalian, potensi maksimal sistem ini dapat dicapai, mendorong perkembangan energi terbarukan yang lebih berkelanjutan dan efisien.

Referensi :

Afkar, N, B, A. 2021. Optimasi Rasio Konsentrasi Pada Receiver Striling Engine Sebagai Upaya Peningkatan Efisiensi Daya Listrik Pada Concentrating Solar Power (CSP) Tipe Parabilic Dish. Indonesia Menuju Energi Bersih. 50 Karya Terbaik Kompetisi Penulisan Artikel Energi Baru Terbarukan. Piala Menteri ESDM RI 2021. Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM). RM Books 

Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM), 2021. Indonesia Menuju Energi Bersih. 50 Karya Terbaik Kompetisi Penulisan Artikel Energi Baru Terbarukan. Piala Menteri ESDM RI 2021. Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM). RM Books