Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Net Zero Emission atau Net Zero Energy menekankan pentingnya mengurangi konsumsi energi hingga nol dengan menggunakan sumber energi terbarukan serta memastikan tidak ada polusi dan emisi karbon. Dalam konteks ini, Parabolic Dish Collector (PDC) merupakan perangkat yang sangat relevan karena memanfaatkan energi surya (biaya energi nol) untuk pemanasan dengan emisi karbon nol. PDC mengonversi energi surya menjadi panas melalui media transfer panas (HTF), yang secara signifikan berkontribusi pada pencapaian target emisi nol. Penelitian terbaru telah difokuskan pada peningkatan efisiensi receiver PDC melalui desain inovatif dan penggunaan berbagai material fasa berubah (PCM) di dalamnya untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan panas.
Studi ini berfokus pada pengembangan receiver PDC dengan desain saluran persegi yang diintegrasikan dengan PCM untuk aplikasi pemanasan bangunan. Pemanfaatan saluran persegi sebagai alternatif receiver merupakan langkah inovatif yang bertujuan untuk meningkatkan performa termal PDC. Penelitian ini menggunakan PCM berupa parafin sebanyak 3 kg sebagai media penyimpanan panas, yang diujikan dalam kondisi dengan dan tanpa PCM pada receiver PDC berukuran 14 m². Hasilnya menunjukkan bahwa receiver dengan saluran persegi mencatat suhu permukaan receiver terendah dan suhu air keluaran tertinggi, yang secara signifikan meningkatkan kinerja sistem.
Penerapan material fasa berubah (PCM) pada receiver PDC ini membawa keuntungan besar karena PCM, seperti parafin, mampu mempertahankan suhu konstan saat melepaskan panas, sehingga memungkinkan receiver menahan suhu internalnya hingga tiga kali lipat lebih lama dibandingkan PDC konvensional tanpa PCM. Ini menjadikannya sangat ideal untuk aplikasi pemanasan di bangunan domestik maupun industri, di mana kebutuhan akan pemanasan yang stabil dan berkelanjutan sangat diperlukan.
Efisiensi energi dan eksergi yang dicapai oleh sistem ini sangat mengesankan, dengan efisiensi energi rata-rata sekitar 65,8% dan efisiensi eksergi sebesar 6,8% pada kecepatan aliran 0,07 kg/s. Efisiensi eksergi yang relatif lebih rendah dibandingkan efisiensi energi mencerminkan tantangan dalam memanfaatkan energi surya secara optimal di seluruh proses termodinamika. Namun, hal ini juga menunjukkan adanya ruang untuk pengembangan lebih lanjut dalam hal pengurangan kehilangan eksergi, yang bisa ditangani melalui desain receiver yang lebih efisien dan material penyerap panas yang lebih canggih.
Penggunaan lapisan hitam pada permukaan receiver untuk mengurangi kehilangan panas merupakan langkah tambahan yang signifikan dalam memaksimalkan penyerapan energi. Dengan desain yang optimal dan penggunaan PCM, PDC dapat beroperasi pada tingkat kinerja yang jauh lebih tinggi, menjadikannya solusi yang layak untuk kebutuhan pemanasan di berbagai jenis bangunan.
Secara keseluruhan, penelitian ini membuktikan bahwa penerapan material fasa berubah (PCM) pada receiver PDC adalah solusi yang sangat potensial untuk aplikasi pemanasan di sektor bangunan. Dengan efisiensi termal yang lebih tinggi dan kemampuan mempertahankan suhu yang stabil lebih lama, sistem PDC berbasis PCM dapat menjadi bagian penting dari strategi energi berkelanjutan, baik di sektor domestik maupun industri. Pengembangan lebih lanjut pada aspek desain dan material akan semakin meningkatkan efisiensi dan menjadikan PDC sebagai salah satu teknologi terdepan dalam mewujudkan bangunan hemat energi dan ramah lingkungan.
