Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Penyimpanan energi adalah salah satu teknologi kunci dalam pemanfaatan sumber energi terbarukan yang bersifat intermiten atau variabel, seperti energi angin dan energi surya. Salah satu teknologi yang semakin populer dan memiliki nilai penelitian yang penting adalah Liquid Air Energy Storage (LAES). LAES menawarkan berbagai keunggulan, seperti kepadatan energi yang tinggi dan fleksibilitas konstruksi yang tidak terikat oleh batasan geografis. Dalam konteks ini, performa dari sub-sistem penyimpanan energi dingin sangat krusial untuk menjamin efisiensi dan stabilitas operasi LAES.
Penelitian ini memfokuskan pada karakteristik operasional perangkat penyimpanan energi kriogenik dalam sistem LAES. Salah satu inovasi utama yang dipelajari adalah penggunaan cascaded packed bed untuk menyimpan energi kriogenik pada berbagai rentang suhu. Teknologi ini memungkinkan distribusi fluida dengan laju aliran dan kapasitas panas spesifik yang berbeda, yang berperan penting dalam mengurangi perbedaan suhu antara fluida transfer panas. Hasilnya, efisiensi energi dan eksergi dari sistem dapat ditingkatkan, yang merupakan target utama dalam optimasi penyimpanan energi kriogenik.
Dalam penelitian ini, sistem eksperimental dan prosedur operasional dijelaskan secara detail, memberikan wawasan yang mendalam tentang bagaimana sistem LAES berfungsi dalam kondisi sebenarnya. Salah satu hasil penting dari penelitian ini adalah korelasi antara penurunan tekanan dalam packed bed yang dipengaruhi oleh gradien densitas dan kerugian gesekan. Ini adalah aspek yang penting untuk memahami dinamika fluida di dalam sistem kriogenik yang digunakan dalam LAES.
Selain itu, penelitian ini mengungkap variasi dalam medan suhu selama proses pengisian dan pelepasan energi dalam sistem penyimpanan kriogenik. Efisiensi energi dan eksergi dari sistem dihitung mencapai 93,13% dan 85,62% dengan waktu penyimpanan 0,25 jam, serta 90,46% dan 76,98% dengan waktu penyimpanan 4 jam. Ini menunjukkan bahwa efisiensi sistem LAES dapat dipertahankan dengan sangat baik, meskipun terjadi sedikit penurunan dalam jangka waktu penyimpanan yang lebih lama. Ini menandakan stabilitas yang baik untuk aplikasi jangka pendek, sementara ada potensi untuk peningkatan lebih lanjut dalam optimasi penyimpanan jangka panjang.
Salah satu temuan penting dari penelitian ini adalah mekanisme kerugian eksergi dalam packed bed selama proses penyimpanan energi. Penelitian menunjukkan bahwa konduksi termal aksial menjadi salah satu penyebab utama kerugian eksergi, dengan kontribusi sebesar 21,65% di wilayah suhu penuh dan 7,04% di wilayah suhu rendah. Temuan ini menyoroti area spesifik yang membutuhkan perhatian lebih dalam desain sistem, terutama dalam mengurangi kerugian eksergi selama proses penyimpanan.
Dengan efisiensi energi dan eksergi yang mencapai lebih dari 90%, teknologi penyimpanan energi udara cair ini memiliki potensi besar untuk diadopsi secara luas dalam mendukung transisi energi ke sumber-sumber yang lebih bersih dan berkelanjutan. Sebagai teknologi penyimpanan energi, LAES tidak hanya menawarkan solusi untuk menstabilkan suplai energi terbarukan, tetapi juga berkontribusi pada pengurangan emisi karbon dengan efisiensi operasional yang tinggi.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan kontribusi penting dalam pengembangan teknologi penyimpanan energi kriogenik. Dengan optimasi yang terus dilakukan, teknologi LAES dapat memainkan peran vital dalam sistem energi masa depan yang lebih berkelanjutan dan bebas karbon, terutama dalam hal efisiensi energi dan pengurangan kerugian eksergi. Penelitian lebih lanjut dan penerapan di lapangan akan memperkuat teknologi ini sebagai solusi utama untuk tantangan penyimpanan energi terbarukan di masa mendatang.
