Mengapa Anda harus berkonsentrasi pada bentuk tenaga surya ini

Sel surya modern sangat bagus dalam mengubah sinar matahari menjadi listrik sehingga fotovoltaik panel datar (PV) saat ini murah, efisien, tahan lama, dan berlimpah. Seperti yang saya sebutkan bulan lalu, mereka unggul secara ekonomi fotovoltaik konsentrator (CPVs), yang menggunakan lensa atau cermin melengkung untuk memfokuskan sinar matahari ke sel surya kecil. Meskipun menunjukkan banyak janji awal, CPV hari ini tampaknya terlalu rumit dan mahal untuk berhasil.

Namun, ada jenis tenaga surya lain yang menurut saya menarik, yang menggunakan sinar matahari untuk menghangatkan cairan penahan panas. Cairan panas dapat digunakan untuk merebus air, dengan uap yang dihasilkan menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. Dikenal sebagai konsentrator tenaga surya (CSP), itu hanya benar-benar ekonomis dalam skala besar, tetapi memiliki satu keuntungan besar. Karena cairan dalam CSP dapat disimpan, energinya dapat diubah menjadi listrik bahkan saat matahari tidak bersinar.

Tenaga surya terkonsentrasi memiliki satu keuntungan besar: energi dapat diubah menjadi listrik bahkan saat matahari tidak bersinar

Menurut Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS, tiga jenis utama CSP telah diuji selama bertahun-tahun. Pertama ada sistem konsentrator linier, yang menggunakan cermin panjang berbentuk U untuk mengumpulkan energi matahari. Motor secara aktif memiringkan cermin ke arah Matahari, memfokuskan sinar matahari ke tabung (penerima) yang membentang di sepanjang cermin. Tabung, yang berisi cairan panas, biasanya diletakkan di palung yang terletak di sepanjang garis fokus cermin, meskipun terkadang satu tabung ditempatkan di atas banyak cermin.

Jenis lain dari CSP menggunakan a hidangan cermin agak seperti parabola besar. Untuk meminimalkan biaya, piringan bukanlah satu struktur tunggal tetapi biasanya terdiri dari banyak cermin datar yang lebih kecil. Permukaan melengkung mengarahkan dan memusatkan sinar matahari ke penerima panas, yang menyerap dan mengumpulkan panas. Cairan panas memanaskan gas dalam versi mesin Stirling klasik, menggerakkan piston untuk menghasilkan tenaga mekanis, yang menggerakkan generator.

Akhirnya ada “sistem menara listrik”, yang menggunakan bidang datar yang luas, cermin pelacak Matahari. Dikenal sebagai heliostat, mereka memfokuskan dan memusatkan sinar matahari ke penerima di puncak menara. Seperti CSP lainnya, cairan perpindahan panas yang dipanaskan di penerima menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Sebagian besar menggunakan garam cair sebagai cairan transfer panas yang dapat menyimpan energi untuk digunakan pada malam hari atau saat mendung.

Keberuntungan campur aduk

Ada lebih dari 90 CSP yang beroperasi di seluruh dunia pada akhir tahun 2021, dengan Spanyol dan AS menyumbang lebih dari setengah kapasitas terpasang global sebesar 6.4 GW. Contohnya termasuk 110 MW Bukit Pasir Bulan Sabit fasilitas di Nevada (yang menggunakan garam cair) dan 394 MW proyek Ivanpah di California (yang berjalan di atas air). Keindahan CSP adalah semuanya sangat efisien. Sistem menara daya (di mana fluida bersuhu 250–565 °C) dapat mengubah hingga 35% dari seluruh energi matahari menjadi listrik, sedangkan sistem piringan (berjalan pada suhu 550–750 °C) dapat mencapai efisiensi terlalu tinggi hingga 34%.

Menurut laporan tahun 2021 dari Asosiasi Energi Terbarukan Internasional (IREA), biaya listrik yang diratakan (LCOE) – semacam biaya bersih rata-rata – CSP telah turun tajam dalam beberapa tahun terakhir. Dalam dekade hingga 2020, LCOE rata-rata tertimbang global dari pembangkit CSP yang baru ditugaskan turun sebesar 70% dari $0.361/kWh menjadi $0.107/kWh. Pengurangan sebagian besar didorong oleh fakta bahwa pabrik ini dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi, yang memangkas biaya penyimpanan dan memungkinkannya beroperasi untuk waktu yang lebih lama.

Ini semua tentang uang. Mengapa solusi teknologi yang tampaknya hebat terkadang bisa gagal

Untuk pabrik yang ditugaskan antara 2016 dan 2020, laporan IRENA menemukan bahwa sekitar empat per lima memiliki setidaknya empat jam penyimpanan, sementara 35% memiliki delapan jam atau lebih. Tren ini diperkirakan akan semakin cepat dengan IRENA telah menemukan bahwa waktu penyimpanan rata-rata telah meningkat dari 4.7 jam untuk proyek yang ditugaskan pada tahun 2020 menjadi 17.5 jam untuk proyek yang ditugaskan pada tahun berikutnya. Rata-rata ukuran proyek CSP pada tahun 2021 adalah 110 MW.

Masalah biaya

Tetapi sistem CSP tidak sempurna. Mereka menggunakan banyak air dan tidak murah menjaga kebersihan cermin, yang sangat penting jika Anda ingin menjaga efisiensinya tetap tinggi. Dan, tentu saja, sistem ini hanya bekerja dengan baik jika terdapat banyak sinar matahari, sehingga tidak praktis di banyak bagian dunia. Terlebih lagi, biaya sumber energi terbarukan saingan telah anjlok.

Menurut IRENA, LCOE untuk PV surya telah turun sebesar 88% sejak 2010 menjadi $0.08/kWh, sementara tenaga angin darat turun sebesar 68% selama waktu itu menjadi $0.033/kWh dan angin lepas pantai turun sebesar 60% menjadi $0.075/kWh. Meskipun baru-baru ini mengalami penurunan harga, CSP tetap jauh lebih tinggi di $0.107/kWh. Itu membuat CSP terlihat tidak ekonomis, meskipun angka utama ini termasuk biaya penyimpanan energi, yang dihilangkan dari angka LCOE lainnya.

Untuk semua janji, sistem tenaga surya terkonsentrasi jauh di belakang panel fotovoltaik surya konvensional

Namun, untuk semua janji tersebut, CSP tertinggal jauh dari panel PV surya konvensional, yang memiliki total kapasitas terpasang 957 GW pada tahun 2021. PV surya adalah teknologi yang mudah dan dapat diskalakan, tentu saja asalkan Anda dapat menyimpan energi dalam baterai. . Mengingat banyaknya pekerjaan yang dilakukan untuk mengembangkan baterai untuk kendaraan listrik, saya yakin PV surya akan memberi CSP dengan penyimpanan termal uangnya selama 20 tahun ke depan.

Sebagaimana laporan IRENA 21 menyimpulkan: “Dengan tidak adanya dukungan kebijakan global yang kuat untuk CSP, pasar tetap kecil dan saluran untuk proyek-proyek baru tidak ambisius”. Saya merasa itu mengecewakan, mengingat penurunan biaya yang luar biasa untuk CSP sejak 2010 dan kemampuannya menyediakan daya yang dapat dikirim 24/7 di area cerah dengan harga yang wajar. Sedihnya, produksi energi adalah tentang ekonomi – dan CSP selalu mengejar ketinggalan dalam hal biaya.

Tapi mungkin semuanya tidak hilang. Pertama, baterai yang dibutuhkan untuk PV surya mungkin meroket harganya karena membutuhkan bahan langka yang suatu hari nanti bisa menjadi mahal. Kedua, penelitian menunjukkan bahwa panas yang disimpan dalam CSP dapat digunakan untuk menghasilkan serangkaian “bahan bakar ramah lingkungan”, seperti hidrogen atau amonia. Mungkin CSP suatu hari nanti bahkan dapat bekerja dalam kemitraan dengan musuh bebuyutan mereka – panel PV surya datar – untuk menghasilkan listrik dan bahan bakar sepanjang waktu.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/why-you-should-concentrate-on-this-form-of-solar-power/