Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam konteks pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi (CSP) dengan generasi uap langsung (DSG), penyimpanan energi termal (TES) menjadi salah satu komponen kunci untuk meningkatkan efisiensi dan keandalan sistem. Namun, metode konvensional yang mengandalkan akumulasi uap sering kali terhambat oleh batasan suhu dan tekanan, yang mengakibatkan pengeluaran uap jenuh atau sedikit superheated pada tekanan rendah. Hal ini menjadi masalah, terutama dalam operasi turbin pada beban parsial, di mana kinerja optimal sangat dibutuhkan. Oleh karena itu, penelitian ini menawarkan solusi inovatif dengan mengintegrasikan penyimpanan energi termal sensibel dalam beton untuk menghasilkan uap superheated pada tekanan yang lebih tinggi.
Studi kasus yang diambil dari pembangkit Khi Solar One di Afrika Selatan menunjukkan bahwa opsi penyimpanan energi termal yang diperluas ini, yang menggunakan lima blok beton berukuran 10 m dengan penampang persegi dan 3600 tabung yang terdistribusi merata, mampu memberikan kapasitas TES tambahan sebesar 177 MWh. Ini merupakan peningkatan yang signifikan dibandingkan dengan konfigurasi yang ada, yang memungkinkan pemanfaatan hampir seluruh daya termal yang tersedia dari penerima solar. Dengan demikian, sistem ini tidak hanya meningkatkan kapasitas penyimpanan tetapi juga efisiensi keseluruhan dari pembangkit.
Hasil analisis menunjukkan bahwa opsi yang diperluas ini dapat menghasilkan 58% lebih banyak listrik dengan peningkatan efisiensi termal sebesar 13% selama mode pengeluaran TES. Ini adalah pencapaian yang sangat penting, mengingat efisiensi termal yang lebih tinggi berkontribusi langsung pada pengurangan biaya operasional dan peningkatan profitabilitas. Dalam dunia energi terbarukan yang semakin kompetitif, kemampuan untuk menghasilkan lebih banyak energi dengan sumber daya yang sama adalah kunci untuk keberlanjutan.
Dari segi investasi, meskipun diperlukan tambahan biaya sebesar $4,2 juta untuk implementasi opsi TES yang diperluas, analisis menunjukkan bahwa biaya penyimpanan dan listrik yang terlevelisasi masing-masing 29% dan 6% lebih rendah dibandingkan dengan opsi TES yang ada. Ini menunjukkan bahwa investasi awal dapat terbayar dalam jangka panjang melalui penghematan biaya operasional dan peningkatan pendapatan dari penjualan listrik. Dengan demikian, pendekatan ini tidak hanya menguntungkan dari segi teknis tetapi juga secara ekonomi.
Lebih menarik lagi, nilai bersih sekarang (NPV) dari Khi Solar One diproyeksikan meningkat sebesar 73%, dari 41jutamenjadi71 juta, pada harga listrik rata-rata $280/MWh. Ini menunjukkan bahwa integrasi penyimpanan sensibel dalam beton tidak hanya meningkatkan kapasitas dan efisiensi, tetapi juga memberikan dampak positif yang signifikan terhadap kelayakan finansial proyek. Hal ini menjadi bukti bahwa inovasi dalam teknologi penyimpanan energi dapat membawa perubahan besar dalam industri energi terbarukan.
Sebagai seorang dosen di bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, saya sangat mengapresiasi pendekatan inovatif ini. Penelitian ini tidak hanya memberikan solusi untuk masalah yang ada, tetapi juga membuka jalan bagi pengembangan lebih lanjut dalam teknologi penyimpanan energi. Dengan terus mengeksplorasi dan mengimplementasikan solusi yang lebih efisien, kita dapat mempercepat transisi menuju sistem energi yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Akhirnya, penting untuk mendorong kolaborasi antara akademisi, industri, dan pemerintah dalam penelitian dan pengembangan teknologi penyimpanan energi. Dengan dukungan yang tepat, inovasi seperti integrasi penyimpanan sensibel dalam beton dapat menjadi standar baru dalam desain pembangkit listrik tenaga surya, memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pengurangan emisi karbon dan pencapaian tujuan keberlanjutan global.
