Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Pemanfaatan energi terbarukan kini menjadi fokus utama dalam upaya global mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dan emisi karbon. Studi ini menyelidiki integrasi sistem tenaga angin, fotovoltaik, dan tenaga surya terkonsentrasi (WP-PV-CSP) dengan berbagai konfigurasi siklus Brayton CO2 superkritis (S-CO2), yang bertujuan untuk mengatasi masalah operasional serta meningkatkan kinerja teknoekonomi. Pendekatan ini sangat relevan, mengingat tantangan yang sering muncul dari energi surya dan angin, seperti fluktuasi output dan isu keselamatan jaringan.
Salah satu keunikan dari penelitian ini adalah fokusnya pada pengoptimalan kapasitas dan operasi sistem WP-PV-CSP, yang sering kali diabaikan dalam studi sebelumnya. Dengan menggabungkan teknologi siklus Brayton S-CO2, penelitian ini memberikan pendekatan baru untuk meningkatkan efisiensi dan keandalan sistem pembangkit listrik berbasis energi terbarukan. Penggunaan siklus Brayton S-CO2 yang lebih efisien dalam sistem CSP terbukti mampu mengatasi masalah ketidaksesuaian antara produksi dan permintaan energi, terutama dalam mengelola distribusi daya yang lebih andal.
Temuan menarik dari studi ini adalah penurunan yang signifikan dalam levelized cost of energy (LCOE) atau biaya energi yang diratakan sebesar 13,81%, emisi CO2 berkurang hingga 40,36%, serta pembuangan daya yang berkurang hingga 37,06%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan siklus Brayton intercooling S-CO2 menawarkan keunggulan yang jelas dalam hal efisiensi energi dan pengurangan dampak lingkungan, yang merupakan dua komponen penting dalam transisi menuju sistem energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.
Peningkatan efisiensi sistem sebesar 36,36% yang dicapai melalui penerapan siklus Brayton S-CO2 menjadi salah satu poin krusial dari studi ini. Jika dibandingkan dengan sistem yang menggunakan siklus Rankine uap tradisional, sistem WP-PV-CSP dengan siklus Brayton S-CO2 tidak hanya lebih efisien tetapi juga mampu mengurangi emisi karbon secara substansial. Hal ini tentunya menjadi perhatian penting dalam konteks kebijakan energi global yang semakin menekankan pada pengurangan emisi gas rumah kaca.
Lebih dari sekadar efisiensi teknis, studi ini juga menyoroti manfaat teknoekonomi dari pendekatan kolaboratif pengoptimalan kapasitas dan operasi dua tingkat. Dengan penjadwalan operasi yang tepat, interaksi antara kapasitas dan operasi menjadi lebih sinkron, sehingga meningkatkan keandalan sistem secara keseluruhan. Selain itu, penggunaan pendekatan ini juga memungkinkan pengelolaan sistem yang lebih fleksibel dan adaptif terhadap perubahan permintaan energi.
Selain potensi manfaat ekonomi dan lingkungan, penelitian ini juga memberikan landasan bagi pengembangan lebih lanjut dari teknologi energi terbarukan yang lebih terintegrasi dan efisien. Siklus Brayton S-CO2 memiliki potensi besar untuk diadopsi dalam sistem pembangkit listrik masa depan, terutama dengan tantangan yang dihadapi dalam pengelolaan energi terbarukan yang tidak stabil, seperti tenaga surya dan angin.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan wawasan yang sangat berharga dalam pengembangan sistem energi terbarukan yang lebih andal, efisien, dan berkelanjutan. Temuan yang disampaikan dalam studi ini menyoroti pentingnya inovasi teknologi dalam mencapai tujuan global pengurangan emisi karbon dan transisi menuju sistem energi bersih. Integrasi siklus Brayton S-CO2 dengan sistem WP-PV-CSP menawarkan solusi yang menjanjikan bagi masa depan energi terbarukan, yang tidak hanya ramah lingkungan tetapi juga hemat biaya.
