Menara tenaga surya

-
	Menara tenaga surya berkonsentrasi: Atas: Menara surya fasilitas Ivanpah, pembangkit listrik tenaga surya terbesar di dunia di Gurun Mojave, California tenggara; Tengah: PS10, menara tenaga surya komersial pertama di dunia di Andalusia, Spanyol; Bawah: Menara tenaga surya THEMIS di Pyrenees Timur, Prancis (kiri) dan menara Jülich eksperimental Jerman (kanan);

Menara tenaga surya, juga dikenal sebagai pembangkit listrik 'menara pusat' atau pembangkit tenaga atau menara listrik 'heliostat', adalah jenis tungku surya yang menggunakan menara untuk menerima sinar matahari terfokus. Struktur ini menggunakan jajaran cermin datar bergerak (disebut heliostat) untuk memfokuskan sinar matahari pada menara kolektor (target). Panas matahari terkonsentrasi dipandang sebagai salah satu solusi untuk energi terbarukan dan bebas polusi.

Desain awal menggunakan sinar terfokus ini untuk memanaskan air, dan menggunakan uap yang dihasilkan untuk menyalakan turbin. Desain yang lebih baru menggunakan natrium cair telah dibuktikan, dan sistem menggunakan garam cair (40% kalium nitrat, 60% natrium nitrat ) karena cairan yang bekerja sekarang telah dapat digunakan. Cairan yang bekerja ini memiliki kapasitas panas tinggi, yang dapat digunakan untuk menyimpan energi sebelum menggunakannya untuk merebus air untuk menggerakkan turbin. Desain ini juga memungkinkan daya dihasilkan saat matahari tidak bersinar.

Biaya

Pada tahun 2017, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS (NREL) memperkirakan bahwa pada tahun 2020 listrik dapat dihasilkan dari menara listrik sebesar 5,47 sen per kWh.^[1] Pada tahun 2007, perusahaan-perusahaan seperti ESolar (yang saat itu didukung oleh Google.org) mengembangkan komponen heliostat yang murah, pemeliharaan rendah, dan dapat diproduksi massal yang akan mengurangi biaya dalam waktu dekat.^[2] Desain ESolar menggunakan sejumlah besar cermin kecil (1,14 m²), untuk mengurangi biaya pemasangan sistem pemasangan seperti beton, baja, pengeboran, dan crane. Pada Oktober 2017, sebuah artikel di GreenTech Media menyarankan agar eSolar berhenti bisnis pada akhir 2016.^[3]

Perbaikan dalam sistem fluida kerja, seperti pindah dari desain dua tangki saat ini (panas/dingin) ke sistem termoklin tangki tunggal dengan pengisi termal kuarsit dan selimut oksigen akan meningkatkan efisiensi material dan mengurangi biaya lebih lanjut.

Rancangan

Beberapa menara tenaga surya yang berkonsentrasi adalah berpendingin udara dan bukan pendingin air, untuk menghindari penggunaan air gurun yang terbatas ^[4]
Kaca pipih digunakan sebagai pengganti kaca lengkung yang lebih mahal ^[4]
Penyimpanan termal untuk menyimpan panas dalam wadah garam cair untuk terus menghasilkan listrik sementara matahari tidak bersinar
Uap dipanaskan hingga 500° C untuk menggerakkan turbin yang digabungkan ke generator yang menghasilkan listrik
Sistem kontrol untuk mengawasi dan mengendalikan semua aktivitas instalasi termasuk posisi array heliostat, alarm, akuisisi data lainnya, dan komunikasi.

Masalah lingkungan

Ada bukti bahwa instalasi konsentrat surya seluas itu dapat membunuh burung yang terbang di atasnya. Di dekat pusat jajaran, suhu dapat mencapai 550^o C yang dengan fluks matahari itu sendiri cukup untuk membakar burung sementara bulu-bulunya hangus yang akhirnya menyebabkan kematian burung. Para pekerja di pembangkit tenaga surya Ivanpah menyebut burung-burung ini "streamers" ketika mereka menyala di udara dan jatuh ke tanah dan meninggalkan jejak asap. Selama pengujian posisi siaga awal untuk heliostat, 115 burung tewas ketika mereka memasuki fluks surya terkonsentrasi. Selama 6 bulan pertama operasi, total 321 burung tewas. Setelah mengubah prosedur siaga untuk memfokuskan tidak lebih dari empat heliostat pada satu titik, tidak ada lagi kematian burung.^[5]

Fasilitas Tenaga Surya Ivanpah diklasifikasikan sebagai penghasil gas rumah kaca oleh Negara Bagian California karena harus membakar bahan bakar fosil selama beberapa jam setiap pagi sehingga dapat dengan cepat mencapai suhu operasinya.^[6]

Aplikasi komersial

Baru-baru ini, telah ada minat baru dalam teknologi tenaga menara surya, seperti terbukti dari fakta bahwa ada beberapa perusahaan yang terlibat dalam perencanaan, merancang dan membangun pembangkit listrik ukuran utilitas. Ini adalah langkah penting menuju tujuan akhir pengembangan tanaman yang layak secara komersial. Ada banyak contoh studi kasus penerapan solusi inovatif untuk tenaga surya.^[7] Aplikasi menara surya beam down juga layak digunakan dengan heliostats untuk memanaskan fluida kerja.^[8]

Pembangkit listrik	Diinstal maksimum kapasitas (MW)	Total energi tahunan produksi (GWh)	Negara	Pengembang/Pemilik	Selesai dibangun
Fasilitas Tenaga Surya Ivanpah	392 (U / C)	650	Amerika Serikat	BrightSource Energy	2013
Pembangkit Listrik Ashalim	121 (U / C)	320	Israel ^[9]	Tenaga Surya Megalim	2018
Proyek Energi Matahari Crescent Dunes	110 (U / C)	500	Amerika Serikat	SolarReserve	2015
Menara tenaga surya PS20	20 ^[10]	44	Spanyol	Abengoa	2009
Gemasolar ^[11]	17	100	Spanyol	Sener	2011
Menara tenaga surya PS10	11 ^[12]	24	Spanyol	Abengoa	2006
Sierra SunTower	5 ^[13]		Amerika Serikat	eSolar	2009
Menara Surya Jülich	1.5 ^[14] ^[15]		Jerman	DLR (Pusat Dirgantara Jerman)	2008
Greenway CSP Mersin Solar Tower Plant	5 ^[16]		Turki	Greenway CSP	2013
Fasilitas Uji Termal Tenaga Surya Nasional	1 (5 - 6 MWt)		Amerika Serikat	Departemen Energi AS	1978

Aplikasi baru

Pit Power Tower^[17]^[18] menggabungkan menara tenaga surya dan menara tenaga listrik-aero ^[19] di tambang terbuka yang dinonaktifkan. Menara tenaga surya tradisional dibatasi ukurannya oleh ketinggian menara dan heliostat yang lebih dekat menghalangi garis pandang heliostat luar ke penerima. Penggunaan lubang tambang yang berbentuk seperti "tempat duduk stadion" membantu mengatasi kendala pemblokiran.

Karena menara tenaga surya umumnya menggunakan uap untuk menggerakkan turbin dan air cenderung langka di daerah dengan energi surya yang tinggi, keuntungan lain dari lubang terbuka adalah mereka cenderung mengumpulkan air, yang telah digali di bawah permukaan air. Pit Power Tower menggunakan uap panas rendah untuk menggerakkan tabung pneumatik dalam sistem kogenerasi. Manfaat ketiga dari menata ulang tambang pit untuk proyek semacam ini adalah kemungkinan menggunakan kembali infrastruktur tambang seperti jalan, gedung, dan listrik.

^ John Lowry (2017). Avoiding Carbon Apocalypse Through Alternative Energy: Life After Fossil Fuels. Springer. hlm. 33.
^ Google's Goal: Renewable Energy Cheaper than Coal November 27, 2007
^ Deign, Jason (12 October 2017). "Concentrated Solar Power Contender ESolar Goes AWOL". GreenTech Media. Diakses tanggal 13 June 2019.
^ ^a ^b http://www.brightsourceenergy.com/technology/faqs/
^ Kraemer, Susan (16 April 2015). "One Weird Trick Prevents Bird Deaths At Solar Towers". Clean Technica. Diakses tanggal 20 February 2017.
^ Danelski, David (21 October 2015). "It's not easy being green: Ivanpah solar plant near Nevada burns much natural gas, making it a greenhouse gas emitter under state law". Orange County Register. Santa Ana, California. Diakses tanggal 14 September 2016.
^ SOLAR POWER IN THE NEWS
^ "Three solar modules of world's first commercial beam-down tower Concentrated Solar Power project to be connected to grid". Diakses tanggal 18 August 2019.
^ Ashalim Power Station, Israel
^ Abengoa Solar Begins Operation of World's Largest Solar Power Tower Plant Error in webarchive template: Check |url= value. Empty.
^ Torresol Energy commissions Gemasolar Power Plant in Spain Error in webarchive template: Check |url= value. Empty.
^ First EU Commercial Concentrating Solar Power Tower Opens in Spain
^ eSolar Ushers in New Era of Solar Energy with Unveiling of Sierra Power Plant Error in webarchive template: Check |url= value. Empty.
^ RenewableEnergyWorld: Salt-Free Solar: CSP Tower Using Air
^ DLR: Jülich solar tower power plant – research facility officially handed over to the operator
^ [1]
^ Pit Power Tower - Alternative Energy News Feb 2009
^ Pit Power Tower US Patent
^ Energy tower

[Avoiding_Carbon_Apocalypse_Through_Alternative_Energy:_Life_After_Fossil_Fuels-1] John Lowry (2017). Avoiding Carbon Apocalypse Through Alternative Energy: Life After Fossil Fuels. Springer. hlm. 33.

[2] Google's Goal: Renewable Energy Cheaper than Coal November 27, 2007

[3] Deign, Jason (12 October 2017). "Concentrated Solar Power Contender ESolar Goes AWOL". GreenTech Media. Diakses tanggal 13 June 2019.

[brightsourceenergy.com-4] ttp://www.brightsourceenergy.com/technology/faqs/

[Kraemer-5] Kraemer, Susan (16 April 2015). "One Weird Trick Prevents Bird Deaths At Solar Towers". Clean Technica. Diakses tanggal 20 February 2017.

[6] Danelski, David (21 October 2015). "It's not easy being green: Ivanpah solar plant near Nevada burns much natural gas, making it a greenhouse gas emitter under state law". Orange County Register. Santa Ana, California. Diakses tanggal 14 September 2016.

[7] SOLAR POWER IN THE NEWS

[8] "Three solar modules of world's first commercial beam-down tower Concentrated Solar Power project to be connected to grid". Diakses tanggal 18 August 2019.

[9] Ashalim Power Station, Israel

[10] Abengoa Solar Begins Operation of World's Largest Solar Power Tower Plant Error in webarchive template: Check |url= value. Empty.

[11] Torresol Energy commissions Gemasolar Power Plant in Spain Error in webarchive template: Check |url= value. Empty.

[First_EU-12] First EU Commercial Concentrating Solar Power Tower Opens in Spain

[13] Solar Ushers in New Era of Solar Energy with Unveiling of Sierra Power Plant Error in webarchive template: Check |url= value. Empty.

[14] RenewableEnergyWorld: Salt-Free Solar: CSP Tower Using Air

[15] DLR: Jülich solar tower power plant – research facility officially handed over to the operator

[16] [1]

[17] Pit Power Tower - Alternative Energy News Feb 2009

[18] Pit Power Tower US Patent

[19] Energy tower

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]