Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam konteks sistem energi terbarukan, salah satu tantangan utama yang dihadapi adalah sifat intermiten atau ketidakteraturannya. Untuk mengatasi masalah ini, pergeseran menuju sistem penyimpanan energi yang lebih andal menjadi sangat penting. Studi ini secara khusus mengkaji kinerja elektrokimia, energi, dan eksergi dari sistem penyimpanan energi mandiri berbasis Reversible Solid Oxide Cell (ReSOC) yang dilengkapi dengan tangki gas bertekanan. Sistem ini memiliki dua mode operasi: mode sel bahan bakar (SOFC) untuk pembangkitan listrik dan mode sel elektrolisis (SOEC) untuk produksi syngas. Melalui analisis eksergi, penelitian ini berhasil mengidentifikasi titik-titik irreversibilitas dalam kedua mode operasi tersebut, memberikan wawasan mendalam untuk peningkatan efisiensi.
Model sistem ReSOC didasarkan pada model elektrokimia ReSOC stack yang telah divalidasi dan model keseimbangan massa-energi dari komponen sistem. Salah satu temuan penting adalah bahwa tingkat ekstraksi daya dalam stack ReSOC menentukan kebutuhan manajemen termal, yang berperan penting dalam menjaga kestabilan sistem. Dalam analisis energi, sistem ini mampu mencapai efisiensi putaran ulang (roundtrip efficiency) sebesar 51% pada kondisi operasi yang dipertimbangkan, yang mencerminkan potensi sistem dalam menyimpan dan mengonversi energi secara efektif.
Dalam analisis eksergi, beberapa titik kehilangan atau destruksi eksergi teridentifikasi secara jelas, dengan titik tertinggi ditemukan pada udara buang (SOFC: 32%, SOEC: 34%), stack ReSOC (SOFC: 25%, SOEC: 28%), serta katup pengatur tekanan (SOFC: 11%, SOEC: 17%). Hal ini menandakan bahwa pada titik-titik tersebut, sistem mengalami kehilangan energi yang cukup signifikan akibat ketidakefisienan dalam proses termodinamika.
Menariknya, mode operasi SOEC (sel elektrolisis) menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan SOFC (sel bahan bakar) dalam analisis energi dan eksergi. Hal ini dapat diartikan bahwa dalam konteks produksi syngas, sistem ReSOC berpotensi memberikan efisiensi yang lebih tinggi. Dengan demikian, optimalisasi lebih lanjut terhadap mode SOEC dapat menghasilkan peningkatan performa yang signifikan, terutama jika fokus ditempatkan pada pengurangan irreversibilitas yang teridentifikasi.
Penelitian ini memberikan dasar kuat untuk pengembangan lebih lanjut dari sistem penyimpanan energi berbasis ReSOC. Dengan identifikasi titik-titik kehilangan eksergi yang mendalam, studi ini dapat digunakan sebagai referensi untuk meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan. Selain itu, analisis ini juga memberikan wawasan bagi pengembangan teknologi penyimpanan energi yang lebih efektif, terutama dalam konteks integrasi dengan sistem energi terbarukan yang membutuhkan solusi penyimpanan energi yang stabil dan efisien.
Secara keseluruhan, kajian ini tidak hanya memberikan pemahaman teknis mendalam tentang kinerja sistem ReSOC, tetapi juga mengusulkan arah pengembangan yang jelas untuk peningkatan efisiensi energi dan pengurangan biaya operasional. Dengan kemampuan menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi, sistem ReSOC berpotensi menjadi solusi unggul untuk memenuhi kebutuhan energi masa depan yang berkelanjutan.
