Energi Termoelektrik Matahari: Karakteristik, Aplikasi dan Kemajuan

La energi surya termoelektrik Panas matahari adalah teknologi menjanjikan yang menggunakan panas matahari untuk menghasilkan listrik. Proses ini terjadi pada tanaman khusus yang disebut pembangkit listrik tenaga panas matahari, yang telah berkembang sejak awal tahun 80an. Keunggulan utama teknologi ini adalah sumber energinya yang bersih, melimpah, dan yang terpenting, terbarukan. Fakta menariknya adalah, setiap sepuluh hari, Bumi menerima energi dari matahari dalam jumlah yang sama dengan gabungan semua cadangan minyak, gas, dan batu bara yang diketahui. Potensi besar ini menjadikan energi termoelektrik surya sebagai kunci masa depan energi berkelanjutan. Saat ini, berbagai jenis pembangkit listrik tenaga panas matahari hidup berdampingan, masing-masing memiliki karakteristik tertentu. Spanyol menempati posisi yang menguntungkan dengan beberapa pabrik yang beroperasi dan sektor industri yang terkonsolidasi, berpartisipasi aktif dalam proyek-proyek internasional.

Selanjutnya, kami akan merinci karakteristik, penerapan, dan pentingnya energi termoelektrik surya dalam konteks energi global.

Apa itu energi termoelektrik matahari?

sebuah pembangkit listrik tenaga panas matahari Cara kerjanya mirip dengan pembangkit listrik tenaga panas konvensional, namun menggunakan energi matahari, bukan batu bara atau gas alam. Prinsip dasar di balik tanaman ini sederhana: sinar matahari dikonsentrasikan oleh serangkaian cermin menuju penerima pusat. Pada titik inilah suhu mencapai 1.000 ºC. Panas ini ditransfer ke cairan (biasanya garam cair atau minyak termal), yang bila dipanaskan menghasilkan uap. Uap ini menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator yang menghasilkan listrik. Salah satu keterbatasan utama pembangkit listrik tenaga panas matahari adalah pembangkit listrik tersebut hanya dapat beroperasi pada jam-jam yang terkena sinar matahari. Namun, dengan kemajuan teknologi, banyak pembangkit listrik kini memiliki sistem penyimpanan panas, sehingga dapat menghasilkan listrik bahkan di malam hari.

Jenis pembangkit listrik tenaga surya

Saat ini, ada tiga jenis utama pembangkit listrik tenaga surya termoelektrik. Meskipun semuanya bergantung pada konsentrasi energi matahari untuk menghasilkan listrik, cara mereka memusatkan sinar matahari berbeda. Mari kita lihat masing-masing secara detail:

Pabrik menara termal surya

Jenis tanaman ini menggunakan heliostat, yaitu cermin yang dipasang pada struktur bergerak yang mampu mengikuti pergerakan matahari. Cermin ini memusatkan sinar matahari pada penerima yang terletak di puncak menara pusat. Energi matahari yang terkonsentrasi pada titik tersebut mampu mencapai suhu yang lebih tinggi 600 ºC. Dalam jangka menengah, teknologi ini telah terbukti sangat efisien dan dapat diandalkan, meskipun salah satu tantangan terbesarnya adalah mengurangi biaya konstruksi. Di Spanyol, pembangkit listrik Gemasolar, yang berlokasi di Seville, merupakan pionir dalam mengintegrasikan penyimpanan panas jangka panjang, yang memungkinkan listrik dihasilkan 24 jam sehari.

Piring parabola atau pembangkit listrik tenaga panas matahari piring Stirling

Pada tanaman jenis ini, cermin parabola Berbentuk piring, mereka memusatkan sinar matahari pada titik fokus di mana mesin Stirling berada, yang menghasilkan listrik dengan sangat efisien. Temperatur tinggi dicapai pada titik fokus disk drive motor, yang menghasilkan listrik dengan memutar turbin. Teknologi ini telah diterapkan dengan baik di tempat-tempat seperti Gurun Mojave di Amerika Serikat.

Parabola melalui pembangkit listrik tenaga panas matahari

itu parabola melalui pembangkit listrik Mereka paling banyak digunakan di tingkat komersial karena efisiensinya yang tinggi dan biaya implementasi yang lebih rendah. Cermin panjang melengkung berbentuk silinder parabola menangkap sinar matahari dan memusatkannya dalam tabung yang terletak di sepanjang porosnya. Tabung ini berisi fluida transfer yang dipanaskan dan melalui sistem pertukaran panas menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Beberapa negara, termasuk Spanyol, sudah memiliki pabrik jenis ini yang beroperasi.

Pengembangan energi termoelektrik surya

Fondasi pertama energi panas matahari dikembangkan oleh Augustin Mouchot pada akhir abad ke-1980, namun baru pada tahun XNUMX-an penerapan komersial yang layak mulai dibuktikan. Kemajuan teknologi sejak saat itu sangatlah signifikan, mengatasi beberapa kendala utama:

• Biaya awal yang tinggi: Meskipun biaya material dan konstruksi pada awalnya mahal, perkembangan teknologi baru telah mengurangi biaya secara signifikan.
• Penyimpanan energi: Tantangan utamanya adalah ketidakmampuan menghasilkan listrik pada malam hari karena kurangnya penyimpanan panas. Namun, pembangkit listrik seperti Gemasolar telah menunjukkan bahwa ada kemungkinan untuk menyimpan panas dalam garam cair dan menghasilkan listrik selama 24 jam.
• Kondisi cuaca: Daerah dengan radiasi matahari tinggi diperlukan sepanjang tahun, sehingga membatasi pemasangannya di daerah beriklim sedang. Proyek seperti Desertec telah mempelajari kemungkinan memasang pembangkit listrik besar di daerah gurun seperti Sahara, menggunakan kabel transportasi untuk mengirim listrik ke Eropa.

Energi surya termoelektrik di Spanyol

Spanyol adalah negara terkemuka di dunia dalam hal pemasangan pembangkit listrik termoelektrik surya. Kondisi geografis dan iklim Spanyol, dengan wilayah gurun yang luas dan sinar matahari yang berlimpah, menjadikannya lingkungan yang ideal untuk pengembangan teknologi ini. Pabrik percontohan pertama dibangun di gurun Tabernas, Almería, pada tahun 80an, dengan SSPS/CRS dan CESA 1. Pada tahun 2007, Spanyol menjadi pionir komersial dengan pabrik menara PS10 di Sanlúcar la Mayor, Seville.

Pada tahun 2011, telah beroperasi 21 pembangkit listrik tenaga panas matahari dengan total kapasitas 852 MW. Menurut asosiasi Protermosolar, angka ini diperkirakan akan terus meningkat di tahun-tahun mendatang. Bersama-sama, pembangkit-pembangkit ini akan menjadikan Spanyol sebagai produsen energi termoelektrik surya terbesar di dunia, sehingga menjadikannya rujukan dalam energi terbarukan.

Penerapan energi termoelektrik surya

Energi termoelektrik surya memiliki banyak aplikasi baik di bidang rumah tangga maupun industri. Beberapa yang paling terkenal meliputi:

• Air panas domestik dan pemanas: Di rumah keluarga tunggal, energi surya dapat menutupi hingga 70% konsumsi air panas domestik.
• Pemanasan kolam renang: Teknologi ini memungkinkan kolam renang dipanaskan secara efisien dan berkelanjutan sepanjang tahun.
• Produksi listrik dalam negeri: Pemilik rumah dapat memasang panel surya untuk menghasilkan listrik sendiri dan bahkan menjual kembali kelebihannya ke jaringan listrik umum.
• aplikasi industri: Energi termoelektrik surya juga digunakan dalam proses industri yang memerlukan panas dalam jumlah besar, seperti produksi listrik, memasak makanan, dan penyulingan air.

Dengan semakin ketatnya peraturan emisi dan kenaikan harga bahan bakar fosil, energi panas matahari menjadi alternatif yang menarik baik dari segi keberlanjutan dan penghematan ekonomi jangka panjang.

Energi termoelektrik surya terus maju dan berkembang, dan kemungkinan besar akan memainkan peran penting di masa depan produksi energi global, membantu mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil dan mendorong model yang lebih berkelanjutan dan ekologis.