Konsepsi PLTS yang lebih Optimal

1. PLTS dengan Sistem Penyimpanan Energi Garam Mendidih(Molten salt) 

Perusahaan SolarReserve dalam usaha mengatasi permasalahan penyerapan energi matahari yang berhenti di malam hari dengan menggunakan teknologi yang dapat menyimpan energi panas cahaya matahari di dalam larutan garam mendidih. Proyek pertama SolarReserve akan menghasilkan listrik 500 MW (dapat menyediakan listrik sekitar 400 ribu rumah), setara dengan kapasitas pembangkit listrik berbahan bakar batubara, tapi tidak menghasilkan gas rumah kaca.

Berbeda dengan pembangkit listrik tenaga surya lain, teknologi milik SolarReserve dapat menghasilkan listrik saat langit mendung, bahkan malam hari. Dalam 10 hingga 15 tahun ke depan, SolarReserve merencanakan membangun 10 pembangkit listrik jenis ini.

Pembangkit listrik yang menggabungkan energi surya dan larutan garam ini memiliki prinsip kerja hampir serupa dengan pembangkit listrik tenaga surya di Seville. Di Seville terdapat ratusan cermin yang memantulkan sinar matahari ke sebuah tower. Pada tower ini diletakkan tanki besar berisi air. Energi matahari akan memanaskan air di dalam tanki, lalu menghasilkan uap panas, yang kemudian disalurkan ke turbin-turbin untuk menghasilkan listrik.

Pembangkit listrik tenaga surya (thermal) 11 MW di Seville, Spanyol (Foto:www.ens-newswire.com)

Pada teknologi milik SolarReserve, mereka tidak menggunakan ‘air biasa’ di dalam tanki, tapi air garam (molten salt). Ratusan cermin memantulkan cahaya matahari ke tanki, memanaskan air garam hingga 1,000 derajat Fahrenheit (538 derajat Celsius). Air garam mendidih (yang membawa uap panas) lalu dipompa ke generator untuk memutar turbin uap dan menghasilkan listrik.

Diagram pembangkit listrik tenaga surya-garam mendidih

Hingga di sini, prinsip kerja pembangkit milik SolarReserve masih sama dengan pembangkit di Seville. Lalu apa yang membedakan? Pembangkit di Seville tidak dapat beroperasi di malam hari atau saat cuaca mendung, sedangkan milik SolarReserve dapat bekerja 24 jam sehari. Inilah keunggulan utama teknologi baru ini.

Rahasianya adalah karena SolarReserve menggunakan garam, campuran sodium dan potassium nitrate. Larutan tersebut memiliki kemampuan menyimpan panas. Riset yang dilakukan The National Solar Thermal Test Facilitymenyimpulkan bahwa garam mendidih adalah larutan yang paling baik digunakan menyalurkan energi panas. Selanjutnya lembaga tersebut mengatakan bahwa panas yang tersimpang masih cukup untuk memutar turbin uap tekanan tinggi, walaupun saat tidak ada sinar matahari.

Keuntungan lain dari teknologi ini adalah karena tidak melibatkan bahan-bahan yang dapat terbakar, tidak beracun, dan yang paling penting tidak menghasilkan karbon dioksida.

sumber dari theworldofrenewables

2. Solar Sel Full Spektrum (Full-spectrum Solar Cells)

Salah satu alasan utama mengapa pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) kesulitan mengimbangi pembangkit listrik konvensional adalah karena efisiensinya yang rendah. Sehingga untuk mendapatkan energi listrik yang besar diperlukan luasan modul surya yang besar pula, yang berarti biaya pun besar.

Mayoritas solar sel komersial saat ini memiliki efisiensi sekitar 15%. Sedangkan efisiensi sebesar 30% sudah berhasil diuji di laboratorium namun belum dapat diproduksi untuk keperluan komersial.

Mengapa solar sel belum bisa mengkonversi radiasi matahari dengan efisiensi tinggi? Alasannya adalah karena material solar sel hanya mampu mengkonversi sebagian dari spektrum cahaya matahari yang diterimanya. Menurut Tomas Marvart dalam bukunya berjudul Solar Electricity, hanya sekitar 2/3 dari spektrum cahaya matahari yang dapat dikonversi menjadi listrik oleh material solar sel yang ada sekarang.

Namun kini ada harapan baru untuk mengkonversi semua spektrum cahaya matahari menjadi listrik. Riset yang dilakukan oleh Wladek Walukiewicz di Lawrence Berkeley National Laboratory telah berhasil mengkonversi seluruh spektrum. Dan yang juga menarik adalah bahwa proses produksi solar sel baru ini dapat dilakukan menggunakan teknik produksi konvensional.

Prinsip yang digunakan oleh Wladek Walukiewicz dan kawan-kawan adalah bahwa: tidak ada material yang mampu merespon semua panjang gelombang radiasi matahari, masing-masing material bekerja pada panjang gelombang yang berbeda pula, maka untuk memungkinkan proses konversi seluruh spektrum dilakukan penggabungan beberapa bahan berbeda dengan sensitifitas spektrum berbeda pula.

Satu cara untuk menggabungkan berbagai bahan adalah dengan menumpuk lapisan-lapisan semikonduktor berbeda dan menggabungkannya secara seri menggunakan kawat. Teknik ini walaupun mampu menggabungkan lapisan-lapisan berbeda, namun strukturnya masih rumit sehingga menyulitkan dalam proses fabrikasi. Cara lain yang dapat dilakukan adalah dengan membuat satu lapisan namun mampu bekerja dengan spektrum berbeda.

Tim peneliti mengatakan bahwa teknik baru yang mereka perkenalkan akan menghasilkan solar sel efisiensi tinggi dengan harga yang labih murah. Namun sayang, mereka belum menyebutkan setinggi apa efisiensi yang dapat dihasilkan.

Sumber:http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2011/01/24/practical-full-spectrum/ http://kunaifi.wordpress.com/category/209-tenaga-matahari

3. Solar sel gabungan dari beberapa Atap Bangunan (Rooftop PV systems)

Salah satu kelemahan dari energi surya dibutuhkan lahan yang cukup luas untuk mendapatkan kapasitas energi besar. Sebuah inovasi kebijakan yang digagas di Amerika sungguh menarik, pemilik rumah dapat uang sewa dari pembangkit yang dipasang diatap rumahnya.

Inovasi tersebut dilakukan melalui program energi surya di atap bangunan (rooftop PV systems). Instalasi solar energi rooftop dapat dipasang di atas atap kantor-kantor atau bahkan rumah-rumah penduduk. Inovasi ini didasari atas filosofi pembangkit listrik tersebar (distributed power generation), bukan terpusat sebagaimana lazimnya. Pembangkit-pembangkit kecil, jika dibuat dalam jumlah banyak, jika diakumulasi menjadi pembangkit skala besar. Program ini dimungkinkan melalui skema solar power purchase agreements (PPAs) dan penyewaan atap rumah (solar leasing).

Solar system di atap Perpustakaan Universitas Murdoch Australia. Merupakan sistem surya tersambung jaringan listrik (grid) terbesar di Western Australia. Kapsital 26 kW terdiri dari hampir 200 panel surya, menghasilkan sekitar 30kWh energi listrik sehari. (Sumber: Murdoch University)

Sebegaimana dirilis Worldofrenewables, pemerintah kota Santa Barbara di California baru-baru ini menyewakan atap bangunan pemerintah kota untuk sistem PV berkapasitas 330 kW untuk masa 20 tahun PPA. Proyek ini tidak hanya menguntungkan secara estetika, tapi juga memberi peluang bagi 1.040 rumah untuk mendapat suplai listrik dari sistem PV. Mengingat besarnya peluang dari inovasi ini, pemerintah kota dalam waktu dekat juga akan menyewakan lokasi parkir di Santa Barbara Airport.

Desain solar sistem pada lokasi parkir. Memiliki 3 keuntungan; menghasilkan listrik, tidak memerlukan lokasi khusus, dan melindungi kendaraan dari panas sinar matahari (Foto: PV-tech)

Penyewaan atap untuk solar sistem juga penting untuk pengembangan energi surya di perkotaan, seiring dengan biaya pengadaan dan instalasi solar sistem yang makin murah.