Cerobong Surya dan Kolam Surya

Devan Agung 2013-11-282Reza muzaki 2013-11-283

Wildany Nurul 2013-11-281Wahyuni Septya 2013-11-280

Bentuk cerobong surya

Apa itu cerobong Surya ?Cerobong surya adalah suatu sistem

pemanfaatan energi surya dengan cara menyimpannya di permukaan tanah untuk dapat menggerakkkan turbin pembangkit energi.

Apa saja komponen pada Cerobong surya ?1. CerobongBagian yang paling penting adalah cerobong bertindak sebagai mesin thermal. Karena rugi gesekan di cerobong , sehingga seperti tabung bertekanan.Semakin tinggi cerobong semakin banyak energi yang dihasilkan.

2. Turbin

Turbin pada cerobong suryalah yg menggerakkan generator dan digunakan untuk mengkonversikan aliran udara menjadi energi mekanis.

Kaca

kaca disini berfungsi untuk menangkap panas matahari

yg datang dan menahannya agar tetap di permukaan.

• Bahan penutup kolektor bisa bermacam-macam seperti kaca, plastik film atau glazed collector. Yang paling efisien adalah glazed collector. Dapat mengkonversikan hingga 70 % energi radiasi matahari menjadi panas dengan rata-rata setahun 50%. Dengan pemeliharaan yang tepat umurnya dapat mencapai 60 tahun atau lebih.

Prinsip kerja Cerobong Surya Atap transparan, melepaskan komponen

radiasi surya gelombang pendek dan mempertahankan radiasi gelombang panjang dari tanah yang mengalami panas. Sehingga ketika radiasi surya melalui atap transparan di serap oleh tanah dan dikonversikan menjadi energi panas.

Karena udara dipanaskan, maka ia akan bergerak naik dan menuju cerobong juga dimana kecepatan dari udara juga naik.

• Udara yng dipanaskan masuk cerobong yang berada ditengah atap akan menciptakan dorongan keatas.

• Dalam corobong, turbin dan generator menghasilkan listrik .

• Cerobong surya adalah pembangkit skala besar dengan output 5 – 200 MW.

• Suatu pembangkit 100 MW akan menghasilkan sekitar 750 GWh/year pada 1.300 kWh/m² radiasi .

• Atap kaca harus dengan diameter beberapa kilometers dan cerobong harus setinggi mungkin untuk menghasilkan output tahunan yang besar.

• Pada dasarnya turbinnya adalah lebih dekat dengan pressure-staged hydroelectric turbines dari pada speed-stepped wind turbines. Sehingga turbin ini dikembangkan bersama dengan hydroelectric power plant manufacturers .

• Umur turbin tergantung pada ketahanan dari perubahan tekanan yang cepat dan perubahan kecepatan udara.

Akan tetapi...

Pembangunan cerobong surya sendiri memakan biaya mahal, Indonesia sendiri belum mengembangkan tekologi ini terkait sumber energi fosil di indonesia yg semakin tipis persediannya.

• Biaya untuk membangun cerobong diperkirakan $395 million. (kira-kira 14 % lebih mahal dibandingkan dengan coal-fired power station dengan kapasitas sama, dan sekitar 70 % lebih per MW dibandingkan wind farm).

Keuntungan Solar chimney power stations khususnya cocok untuk

dibangun didaerah gurun atau dilokasi tanah yang tdk produktif tetapi banyak sinar matahari

Menghasilkan listrik 24 jam sehari hanya dari energi surya.

Tidak dibutuhkan bahan bakar, tidak memerlukan air pendingin dan cocok untuk daerah yang sangat kering.

Cukup handal dibandingkan jenis pembangkit lainnya. Materials konstruksi, beton, kaca dan baja yang

dibutuhkan untuk membangun solar chimney power stations cukup tersedia.

tidak mengkonsumsi sumber daya dan tidak menghasilkan polusi.

Kerugian Beberapa memperkirakan bahwa biaya

produksi listrik dari solar chimney adalah 5x lebih besar dari gas turbine. Meskipun tidak memerlukan bahan bakar , solar chimneys memerlukan capital cost yang sangat besar.

Structurenya sendiri sangat besar yang memerlukan banyak keahlian engineering dan materials .

Apa itu kolam surya ?Suatu kolam surya adalah sekumpulan air yang

mengumpulkan dan menyimpan energi surya. Energi surya akan memanaskan air (yang terkana sinar matahari), tetapi air akan kehilangan panas tersebut kecuali ada metoda untuk menyimpannya. Air akan dipanaskan oleh matahari dan akan menjadi ringan dan cenderung naik. Begitu mencapai permukaan , air akan melepaskan panasnya ke atmosfir secara conveksi atau penguapan. Air yang lebih dingin akan lebih berat sehingga bergerak kebawah menggantikan air yang sudah panas, menghasilkan circulasi konveksi alamiah yang mencampur panas dan melepaskan energinya. Rancangan kolam surya mengurangi konveksi dan penguapan guna menyimpan panas yang sudah dikumpulkan dalam kolam.

Suatu kolam surya dapat menyimpan panas surya lebih efisien dari kolam air dengan ukuran sama, karena salinity gradient menghindarkan terjadinya aliran arus convection. Radiasi surya masuk ke kolam penetrasi hingga ke bagian lapisan bawah, yang mengandung larutan garam. Temperatur pada lapisan bawah ini naik karena panas yang diserap tidak melalui konveksi. Sehingga panas surya disimpan pada bagian bawah kolam.

Prinsip kerja ..Kolam surya bekerja dengan prinsip yang sangat sederhana.

Diketahui bahwa air atau udara bila dipanaskan menjadi ringan dan naik keatas. Dalam kolam biasa matahari memanaskan air dan air yang sdh panas dalam kolam tersebut akan naik mencapai bagian atas kolam tetapi kehilangan panas diatmosfir. Hasil akhir adalah air kolam tetap pada temperatur atmosfir. Pada kolam surya untuk menghindari agar panas pada air tidak lepas, dilarutkan garam pada bagian bawah kolam, sehingga membuat bagian bawah kolam terlalu berat untuk naik.

Suatu kolam surya adalah kolam air yang dibuat dimana kenaikan temperatur yang signifikan terjadi dibagian bawah kolam dijaga agar tidak terjadi aliran konveksi panas. Istilah yang lebih spesifik adalah salt-gradient solar pond atau non-convecting solar pond . Kolam surya yang sebenarnya merupakan suatu kolektor surya yang luas adalah teknologi sederhana yang manggunakan air sebagai fluida kerjanya.

Skema kolam surya

Tipe dari kolam surya Terdapat dua kategori utama dari solar

ponds: nonconvecting ponds, yang mengurangi rugi panas dengan menghindari terjadinya convection dalam pond; dan convecting ponds, yang mengurangi rugi panas dengan menghindari penguapan melalui penutup seluruh permukaan pond .

Convecting solar pondsContoh penelitaan dari convecting pond adalah

shallow solar pond. pond ini terdiri dari air murni didalam kantong besar yang membolehkan convection tetapi menghindari evaporation. Kantong ini memiliki warna hitam dibagian bawahnya , isolasi dibawahnya dan dua jenis penutup diatasnya (sheets of plastic or glass). Matahari memanaskan air dalam kantong pada siang hari dan malam harinya air panas dipompakan ke tangki penyimpan yang besar guna meminimumkan rugi panas. Banyaknya energi panas yang hilang sewaktu memompakan air panas ke tangi penyimpan tersebut menyebabkan teknologi ini kurang berkembang.

Tipe lain dari convecting pond adalah deep saltless pond. Bedanya dengan sebelumnya adalah hanya air panas tidak dipompakan masuk dan keluar tangki penyimpan. Dengan memberikan penutup ganda pada malam hari atau jika tdk ada sinar matahari serta meletakkan isolasi diatasnya guna mengurangi rugi panas.

Non convecting pondsTerdapat dua tipe utama nonconvecting ponds: salt

gradient ponds and membrane ponds. A salt gradient pond memiliki tiga lapisan brine yang berbeda (a mixture of salt and water) dengan konsentrasi yang bervariasi. karena density dari brine naik bersamaan dengan naiknya konsentrasi garam, lapisan yang paling pekat konsentrasinya terdapat di bagian bawah pond. Lapisan dengan konsentrasi paling ringan berada di permukaan. Garam yang digunakan umumnya adalah sodium chloride dan magnesium chloride. Bahan lapisan warna hitamnya adalah butyl rubber yang melapisi bagian bawah pond. Pelapisan warna hitam selain meningkatkan daya serap terhadap sinar matahari juga menjadi kontaminasi tanah dan air tanah dari garam.

Tipe lain dari nonconvecting pond, adalah membrane pond, membatasi konveksi dengan secara fisik memisahkan lapisan2 dengan transparent membranes yang tipis. Sebagaimana pada salt gradient ponds, heat diserap pada lapisan bawah.

Contoh kolam surya

Kolam surya di el paso, texas - Amerika Serikat

The El Paso Solar Pond project adalah proyek penelitian yang disponsori University of Texas at El Paso pada th 1983. telah berhasil mendemonstrasikan bahwa process heat, electricity, and fresh water dapat diproduksi menggunakan solar pond technology.

Keuntungan dan kerugianLow investment costs per installed collection

area.Thermal storage is incorporated into the

collector and is of very low cost.Diffuse radiation cloudy days is fully used.Very large surfaces can be built thus large

scale energy generation is possible.Expensive cleaning of large collector surfaces

in dusty areas is avoided.

Kesimpulan Solar ponds dapat secara efektif digunakan untuk

menggantikan bahan bakar fosil di industri untuk keperluan menghasilkan energi panas. Solar ponds dapat digunakan pada process heating, refrigeration, water desalination, production of magnesium chloride, bromine recovery from bittern, peningkatan hasil garam pada salt farms. Solar pond akan menjadi sumber energi masa depan.

Solar ponds hanya dapat secara ekonomi dibangun apabila terdapat garam murah dalam jumlah banyak, tanah datar dan kemudahan sumber air. Faktor lingkungan juga penting, misalnya mengatasi kontaminasi brine dari solar pond ke tanah sekitar. Dengan alasan ini dan masih terjangkaunya harga minyak, perkembangan teknologi solar pond masih terbatas.