Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam penelitian terbaru, dilakukan analisis komparatif terhadap sistem gabungan yang terdiri dari Organic Rankine Cycle (ORC) dan siklus supercritical CO2 (sCO2) untuk aplikasi Concentrated Solar Power (CSP). Tujuan utama dari kajian ini adalah untuk mengembangkan strategi yang dapat mengurangi dampak pemanasan global dengan menggunakan fluida berpotensi rendah untuk memanaskan bumi atau Global Warming Potential (GWP). Studi ini sangat relevan mengingat tingginya kebutuhan energi terbarukan yang efisien dan ramah lingkungan.
Penelitian ini mengevaluasi empat kombinasi berbeda dari siklus sCO2 dan ORC, termasuk konfigurasi basic recuperated, pre-compression, recompression with main compressor intercooling, dan partial cooling. Setiap konfigurasi diuji untuk mengetahui kinerja termodinamikanya dalam aplikasi CSP. Sistem pembangkit listrik tenaga surya ini dikenal karena mampu memanfaatkan energi panas matahari yang terfokus untuk menghasilkan listrik, dan integrasi siklus termodinamika seperti ORC dan sCO2 bertujuan untuk meningkatkan efisiensinya.
Dari hasil analisis, sistem yang menggabungkan siklus recompression with main compressor intercooling dan ORC ternyata memberikan kinerja termodinamik terbaik dibandingkan konfigurasi lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa penggabungan sistem pendingin antarkompresor dengan rekombinasi pada siklus sCO2 dapat meningkatkan efisiensi konversi energi termal menjadi listrik. Dalam studi ini, konfigurasi tersebut mencatat efisiensi termal tertinggi sebesar 51,9% dan efisiensi eksergi sebesar 55,84%, angka yang cukup signifikan dalam konteks peningkatan efisiensi pembangkit listrik tenaga surya.
Penggunaan fluida dengan GWP rendah juga menjadi sorotan utama dalam penelitian ini. Dari beberapa fluida yang diuji, R1243zf terbukti menjadi fluida dengan kinerja terbaik dalam mengurangi dampak pemanasan global sekaligus mempertahankan efisiensi termodinamika yang tinggi. Penggunaan fluida GWP rendah ini menjadi langkah strategis yang mendukung upaya global dalam mitigasi perubahan iklim, terutama pada sektor energi yang memiliki dampak lingkungan yang besar.
Keberhasilan integrasi ORC dan siklus sCO2 dengan fluida rendah GWP seperti R1243zf memberikan harapan baru bagi teknologi pembangkit listrik tenaga surya yang lebih ramah lingkungan. Efisiensi yang lebih tinggi berarti pembangkit listrik dapat menghasilkan lebih banyak energi dari input energi yang sama, mengurangi kebutuhan bahan bakar fosil, dan secara tidak langsung berkontribusi pada pengurangan emisi karbon.
Selain aspek efisiensi, penelitian ini juga memberikan wawasan mengenai bagaimana konfigurasi siklus termodinamika yang lebih kompleks dapat menghasilkan performa yang lebih optimal. Misalnya, penggunaan pendingin antarkompresor pada siklus sCO2 terbukti dapat meningkatkan kapasitas perpindahan panas, yang pada gilirannya memperbaiki efisiensi keseluruhan sistem.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan kontribusi penting dalam pengembangan teknologi energi terbarukan yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Integrasi ORC dan siklus sCO2 dengan pemanfaatan fluida ber-GWP rendah merupakan langkah maju dalam meningkatkan performa dan keberlanjutan pembangkit listrik tenaga surya terpusat (CSP). Dengan hasil yang menjanjikan ini, diharapkan teknologi ini dapat diterapkan secara luas untuk mendukung transisi energi global menuju sistem energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.
