Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Pada era industri yang semakin bergantung pada sumber energi terbarukan, energi surya telah muncul sebagai salah satu solusi utama yang berkelanjutan. Penelitian ini mengevaluasi kinerja kolektor surya datar (SAC) yang dilengkapi dengan material penyimpan energi berupa parafin sebagai phase change material (PCM) dan pelat penyerap berbentuk “V”, yang dirancang untuk pemanasan udara. Dari segi inovasi, penggunaan PCM dalam sistem kolektor surya ini patut diapresiasi karena berfungsi untuk menyimpan energi panas lebih efisien, sehingga bisa memanfaatkan energi matahari dengan lebih optimal.
Hasil utama dari penelitian ini menunjukkan bahwa efisiensi energi dari SAC mencapai 71,24%, efisiensi eksergi 16,96%, dan tingkat exergy yang hancur atau tidak termanfaatkan sebesar 79,66%. Data ini menunjukkan adanya potensi perbaikan lebih lanjut pada sistem untuk memaksimalkan penggunaan energi yang tersedia, terutama karena tingginya tingkat ekskergi yang terbuang. Dalam analisis sistem termal, ekskergi yang hilang sering kali menjadi salah satu tantangan utama yang perlu diatasi untuk meningkatkan efisiensi keseluruhan sistem energi terbarukan seperti kolektor surya ini.
Salah satu kontribusi terbesar dari penelitian ini adalah dilakukannya analisis sensitivitas terhadap variabel termodinamika, seperti efisiensi termal, laju aliran massa udara, dan radiasi matahari. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan optimasi kondisi operasional, efisiensi termal SAC dapat meningkat hingga 91,25%, efisiensi eksergi hingga 61,03%, dan pengurangan ekskergi yang terbuang menjadi 35,04%. Perbaikan ini secara signifikan meningkatkan kinerja kolektor surya dalam hal pemanfaatan energi matahari yang ditangkap serta mengurangi kerugian energi.
Dari perspektif ekonomi, penelitian ini juga menekankan pentingnya analisis kelayakan finansial dalam implementasi teknologi energi terbarukan. Dengan biaya levelized cost of heating sebesar 0,0927 USD/kWh, penelitian ini menunjukkan bahwa proyek SAC ini tergolong layak secara ekonomi, terutama karena penggunaan energi surya yang murah dibandingkan dengan energi listrik sebagai sumber daya input. Ini tentunya memberikan nilai tambah bagi teknologi ini untuk diterapkan secara luas, terutama di wilayah dengan paparan sinar matahari yang melimpah.
Penerapan PCM dalam sistem kolektor surya datar menambah dimensi baru dalam penelitian dan pengembangan energi terbarukan, khususnya dalam memanfaatkan potensi penyimpanan energi yang lebih efektif. Penggunaan parafin sebagai PCM memberikan keuntungan dalam meningkatkan stabilitas termal sistem, serta memastikan bahwa energi yang tersimpan dapat digunakan pada saat radiasi matahari menurun, seperti di sore atau malam hari. Keunggulan inilah yang dapat mendorong teknologi ini lebih dekat dengan penerapan skala besar di sektor industri atau rumah tangga.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan landasan penting bagi pengembangan lebih lanjut teknologi kolektor surya datar yang lebih efisien dari segi energi dan eksergi. Ini menjadi sumbangan signifikan bagi literatur ilmiah dan praktisi di bidang teknik termal dan energi terbarukan, karena menunjukkan bagaimana pendekatan inovatif dapat memberikan solusi yang lebih baik untuk tantangan pemanfaatan energi matahari.
Sebagai penutup, penelitian ini menawarkan pandangan yang optimis tentang masa depan penggunaan PCM dalam sistem energi terbarukan, serta menggarisbawahi pentingnya analisis termal dan ekonomi dalam merancang sistem yang tidak hanya ramah lingkungan tetapi juga layak secara ekonomi. Hasil penelitian ini akan menjadi rujukan penting bagi para ilmuwan dan insinyur yang ingin mengembangkan teknologi energi terbarukan yang lebih canggih dan efisien di masa depan.
