Gairah pemanfaatan energi terbarukan mutlak diperluas agar pemanfaatan energi tak bergantung pada energi fosil yang kotor. Riset dan inovasi berkejaran mengulik potensi kreativitas teknologi untuk menghadirkan pembangkit yang efisien dan mudah diaplikasikan sesuai kondisi wilayah.
Salah satunya adalah, inovasi yang ditawarkan Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik (P2 Telimek) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) di Bandung. Mereka membuat panel surya dengan permukaan berbentuk cekung disebut concentrated solar power (CSP) dengan metode parabolic through.
Bentuk panel surya itu mirip parabola penangkap sinyal satelit untuk siaran televisi, tidak melingkar tapi lurus memanjang. Itu berbeda dengan panel surya yang memiliki permukaan datar seperti sel PV umumnya terlihat.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Di bagian atasnya, tepat di garis fokus panel cekung ini dipasang pipa khusus disebut absorber atau penyerap. Pipa ini berfungsi sebagai penerima radiasi panas sinar matahari terfokus dipancarkan “parabola”. Pemanasan ini berlangsung selama matahari bersinar di langit.
Untuk memastikan panel menerima dan memantulkan radiasi sinar matahari paling tinggi, peneliti LIPI memasang alat pengarah matahari atau solar tracking. Tujuannya, menggerakkan panel mengikuti gerakan matahari.
Kepala P2 Telimek LIPI, Budi Prawara menjelaskan, penyerapan radiasi matahari aktif pukul 08.00-16.00. “Kami maksimalkan radiasi matahari, difokuskan pada pipa berisi cairan agar menghasilkan uap. Uap ini memutar sudut turbin sehingga menghasilkan listrik,” ujarnya.
Hal itu mengikuti prinsip PLTU di mana batubara dibakar untuk menguapkan air dan uapnya menggerakkan turbin sehingga menghasillkan listrik. Prinsipnya, alat CSP ini menyerap sebanyak mungkin radiasi matahari untuk memanaskan fluida agar uapnya menggerakkan turbin penghasil listrik.
Inovasi itu dilakukan karena ada kebutuhan listrik di berbagai daerah dengan paparan sinar matahari tinggi dan jarang hujan. Itu memanfaatkan posisi Indonesia di ekuator intensitas 4,8 kilowatt per jam per meter persegi per hari. Contohnya, Nusa Tenggara Timur memiliki hari penyinaran matahari lebih tinggi dibanding daerah lain dan hari tanpa hujan 20-60 hari per tahun.
Pembangkit listrik berbasis tenaga surya dikembangkan di sejumlah negara dengan cahaya matahari melimpah. Pembangkit dengan sistem CSP ada 4 macam yakni parabolic trough, solar tower, parabolic dish, dan fresnel. Sistem parabolic trough membuktikan jadi sistem paling matang digunakan.
Hal itu ditunjukkan dengan sistem parabolic trough yang terpasang di California bagian selatan, Amerika Serikat, sejak 1980 yang menghasilkan daya 354 MWe. Jadi, perlu lahan seluas 200 ha sebagai tempat instalasi untuk menghasilkan listrik sebesar itu.
Sistem CSP berupa solar parabolic trough collector memiliki beberapa tahap proses mulai dari pengumpulan cahaya matahari sebagai sumber energi utama sampai proses terakhir yakni untuk menghasilkan listrik. Cahaya matahari diterima solar collector berbentuk parabolic trough.
Pengumpul radiasi ini juga berfungsi sebagai pemantul radiasi cahaya yang meneruskan cahaya matahari ke pipa penyerap sepanjang garis fokus dari parabolic trough. Penyerap terbuat dari pipa stainless steel.
Pipa itu diselubungi tabung gelas yang divakum. Dalam pipa dialiri cairan atau fluida yang menyerap panas pada pipa. Fluida dialirkan ke tangki penyimpanan panas (thermal storage).
Dari tangki itu, cairan dipompakan ke evaporator atau alat pengolah cairan pada sistem Organic Rankine Cycle (ORC) di mana fluida untuk menghasilkan uap tekanan tinggi. Uap panas diekspansi di turbin organik yang akan dipakai di generator untuk menghasilkan listrik. Jadi ORC dipilih karena bisa beroperasi pada suhu udara rendah.
Uap yang dikeluarkan dari turbin dikondensasikan di kondensor untuk dipompakan lagi ke evaporator. Setelah melalui evaporator, fluida dingin disirkulasikan kembali ke sistem CSP.
Mekanisme ini terus berlangsung. Jadi CSP dikembangkan P2 Telimek dan kini dipasang di Kantor UPT LIPI di Gunungkidul, Yogyakarta, dilengkapi kompor pembakar (fuel burner) berbahan bakar biomassa. Tujuannya, membantu pengambilan panas saat hujan yang memicu penyerapan panas dari matahari ke solar collector tak maksimal.
“Itu digunakan jika panas untuk pemanasan awal kurang atau saat malam hari panas kurang. Selama panas dari sinar matahari cukup, fuel Burner dari biomassa tak diperlukan,” ungkapnya.
Uji coba
Pihak P2 Telimek menguji coba pemasangan instrumen berkapasitas 10 kilowatt (KW) ini di UPT LIPI di Gunungkidul. Uji coba 90 persen tapi terkendala pompa fluida yang tak tahan suhu tinggi. Suhu fluida yang dipanaskan mencapai 150 derajat celcius. Di Gunungkidul, hasil uji coba sementara suhu fluida 120 derajat celcius.
Budi menyebut, LIPI mematangkan CSP ini dan merancangnya untuk manfaat lain. Contohnya, pengeringan hasil pertanian di pedesaan, dan pemurnian air laut di pulau terpencil.
Meski dipakai skala besar di California, LIPI memperbarui sesuai kondisi di Indonesia. Contohnya, pemakaian cairan penyalur panas atau heat transfer fluid (HTF) dari minyak sawit.
Selain itu, LIPI membuat sistem sambungan antarpipa penyerap yang menahan kebocoran sampai suhu 250 derajat celcius serta tetap fleksibel. Jadi selama parabola melakukan pelacakan, sistem sambungan pipa panas (heat absorber) bisa mengikuti.
Alat ini bisa beroperasi meski malam berkat tangki insulasi sebagai penyimpan cairan panas. Penurunan suhu udara saat malam kurang dari 2 derajat celcius sehingga sistem bisa bekerja.
Sebagian peralatan untuk membuat CSP ini impor, antara lain lapisan kaca untuk memantulkan radiasi matahari dan turbin. Onderdil lain bisa diproduksi di dalam negeri.
Di Indonesia, pengembangan pembangkit listrik tenaga surya lamban. Menurut Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, tahun 2010 terpasang PLTS berkapasitas 0,19 megawatt lalu jadi 17,015 MW pada 2017.
Dinar Ari Prasetyo, Presiden Direktur Energi Bersih Indonesia mengatakan listrik PLTS secara bisnis belum bisa bersaing dengan listrik dari PT Perusahaan Listrik Negara (Persero). Sebab, tarif listrik PLN Rp 1.400 per kilowatt jam sedangkan tarif listrik PLTS Rp 3.000–Rp 6.000.
Pengelolaan PLTS juga butuh pemeliharaan dan pembelian baterai yang hanya tahan 5 tahun. Di Desa Giriharjo, Gunung Kidul, Dinar memanfaatkan PLTS untuk menghidupkan pompa air dengan biaya pemeliharaan didapat dari penjualan air ke warga.
Contoh lain di Maratua, Kepulauan Derawan, Berau, Kalimantan Timur, ia memasang PLTS untuk menghidupkan pembuat es batu bagi nelayan setempat. Itu dinilai lebih ekonomis dan memenuhi kalkulasi bagi pemeliharaan PLTS dibandingkan dengan menyalurkan listrik ke masyarakat.
Dengan demikian, pengembangan energi terbarukan memerlukan kreativitas sosial-ekonomi warga setempat agar beroperasi jangka panjang. Sinergi inovasi teknologi dan pendekatan sosial ekonomi dibutuhkan untuk pengembangan energi terbarukan murah, aplikatif, dan berkelanjutan.–ICHWAN SUSANTO
Sumber: Kompas, 10 September 2018
