Pembangkit listrik Consentrat Solar Power atau CSP menghasilkan tenaga listrik dengan menggunakan cermin. CSP yaitu untuk memusatkan atau memfokuskan energi matahari dan mengubahnya menjadi panas bersuhu tinggi.
Panas tersebut disalurkan ke minyak gas helium atau garam cair untuk memanaskan air yang menghasilkan uap bertekanan tinggi agar bisa menggerakkan generator listrik. Power Plan biasanya terdiri dari dua bagian yaitu satu yang mengumpulkan energi matahari lalu mengubahnya menjadi panas dan satu lagi yang mengubah energi panas menjadi listrik.
Di Amerika maupun Eropa pembangkit listrik CSP telah beroperasi dengan handal selama lebih dari 15 tahun. Teknologi CSP membutuhkan area yang luas untuk mengumpulkan radiasi matahari agar bisa digunakan untuk menghasilkan listrik pada skala komersial.
Saat ini teknologi CSP menggunakan pendekatan teknologi alternatif yaitu sistem palung sistem menara daya dan sistem piringan parabola.
Kita akan membahas satu persatu dari teknologi ini serta akan mereview satu project skala komersial yang sudah berhasil.
1. Teknologi CSP sistem palung
Sistem palung menggunakan reflektor besar berbentuk U atau cermin pemfokus yang memiliki pipa berisi minyak yang mengalir di sepanjang pusatnya. Reflektor cermin dimiringkan ke arah matahari lalu memfokuskan sinar matahari pada pipa untuk memanaskan minyak hingga suhu 750 derajat Celcius.
Pipa dilapisi dengan anti reflektor untuk menyerap panas dengan optimal pipa yang berisi minyak ini juga terdapat lapisan vakum yang akan membuat panasnya tetap terjaga seperti sebuah termos air panas. Hal ini akan memungkinkan minyak sintetis tetap terjaga panasnya meskipun matahari sudah tenggelam dan memberikan sebuah rentang waktu kerja yang jauh lebih panjang.
Minyak panas kemudian digunakan untuk merebus air yang menghasilkan uap dan menjalankan turbin atau generator uap konvensional. Pada sistem palung biasanya dibekali dengan sistem auto tracking yang melacak pergerakan matahari sehingga sinarnya selalu terfokus.
Banyak negara yang sudah mengaplikasikan sistem ini, salah satunya di Amerika tepatnya di Nevada yang menginstal dengan luas 120 hektar dan bisa digunakan untuk mensetriki puluhan pabrik dan ribuan rumah.
2. Sistem menara daya
Sistem menara daya juga disebut sebagai KSP penerima pusat menggunakan ratusan hingga ribuan heliostat atau cermin besar dan datar untuk memantulkan sinar matahari dan memfokuskan sinarnya ke penerima cermin. Heliostat diberi sistem tracking dengan dikendalikan oleh software untuk melacak titik poin cahaya matahari dan mengikuti pergerakannya.
Penerima diposisikan di atas menara yang tinggi dimana sinar matahari terkonsentrasi memanaskan cairan. Biasanya menggunakan cairan garam cair yang dipanaskan hingga suhu 1050 derajat celcius. Ada juga metode terbaru yang menggunakan serbuk batu sebagai penyimpan panas yang mampu mempertahankan panas hingga 800 derajat setelah berjam-jam meskipun matahari sudah terbenam.
Panas yang tersimpan pada garam cair dapat segera digunakan untuk membuat uap untuk pembangkit listrik atau disimpan untuk digunakan nanti. Garam cair sudah terbukti mampu menahan panas secara efisien sehingga dapat disimpan selama berhari-hari sebelum diubah menjadi listrik.
Hal ini berarti listrik dapat dihasilkan selama periode kebutuhan puncak yaitu pada saat mendung bahkan pada malam hari.
3. Sistem piring parabola
Sistem piringan menggunakan piringan cermin yang besarnya biasanya sekitar 5-10 kali parabola TV untuk memfokuskan dan memusatkan sinar matahari ke penerima. Penerima terintegrasi ke dalam mesin pembakaran eksternal dengan efisiensi tinggi.
Mesin biasanya dilengkapi dengan tabung tipis yang berisi gas hidrogen atau helium yang mengalir sepanjang silinder 4 Piston. Ada juga yang menggunakan turbin evaporasi saat sinar matahari yang terkonsentrasi jatuh pada penerima sehingga memanaskan gas di dalam tabung ke suhu yang sangat tinggi menyebabkan gas panas mengembang ke dalam silinder.
Gas yang mengembang ini menggerakkan piston sehingga piston memutar poros engkol yang menggerakkan generator listrik.
Saat ini ada konsorsium Uni Eropa yang bersama beberapa universitas sedangkan sistem ini yang diberi nama OMSOP atau optimis mikro turbin Solar Power System. Alat di desain dengan cukup ringkas dan menggunakan gas khusus yang bisa mempertahankan suhu thermal dengan jangka panjang dengan sistem mikro turbin yang efisien.
Selain itu juga dibekali dengan mikrokontroler untuk menghasilkan daya dengan lebih optimal.
Saat ini selain kawasan Eropa dan Amerika kawasan Afrika Timur Tengah dan Cina juga mulai banyak menerapkan listrik tenaga surya terkonsentrasi. Di Afrika ada konsorsium lokal dan Eropa yang membangun 400 megawatt proyek pembangkit.
Sementara Cina yang mengejar bauran energi terbarukan membuat proyek raksasa di Delingha di kawasan Tibet Gurun Gobi. Proyek ini adalah proyek roll project bagi banyak pembangunan pembangkit listrik konsentrasi matahari dengan menerapkan tipe menara daya.
Lokasinya di Delingha memiliki durasi sinar matahari hingga 3500 jam. Proyek ini didesain menghasilkan listrik 50 megawatt dan dibangun oleh chousin solar.
Saat matahari terbit heliostat mulai berputar untuk melacak sinar matahari secara real time lalu secara akurat memantulkan sinar matahari ke penerima pusat yang berisi garam cair tersirkulasi. Garam cair dipanaskan hingga 560 derajat Celcius lalu dialirkan dan disimpan ke dalam tangki.
Garam cair panas ini digunakan sebagai bahan penukar panas untuk memanaskan air sehingga menghasilkan uap bertekanan tinggi yang menggerakkan turbin penghasil energi listrik.
Pembangkit ini dikonfigurasi mampu menyimpan panas garam cair hingga 7 jam sehingga memungkinkan pasokan listrik yang stabil dan berkelanjutan. Proyek ini dimulai pada bulan Maret 2017 pembangunan dilakukan di gurun dengan ketinggian 3.17 meter di atas permukaan laut sehingga saat musim dingin suhunya bisa turun minus 37 derajat celcius sehingga proses pembangunannya sempat terhambat akibat cuaca buruk.
Pada November 2018 semua pekerjaan instalasi selesai dan pada 26 Desember 2018 turbin uap mulai berputar dan pada 30 Desember 2017 listrik yang dihasilkan sudah bisa sinkron dan masuk ke dalam jaringan listrik negara.
Pembangkit mencapai operasi beban penuh pada 17 April 2019 dan saat ini pembangkit berjalan sangat optimal dengan melebihi parameter desain dengan menghasilkan listrik 17 Gigawatt power per bulan dan mendapatkan sertifikasi sebagai pembangkit CSP paling modern dan handal di dunia.
Memiliki sistem manajemen serba otomatis dan perawatan rutin yang terjadwal secara otomatis pula membuat efisiensi listrik yang dihasilkan memiliki performa yang sangat stabil.
Proyek di gurun Gobi Ini akhirnya banyak diadopsi di berbagai kawasan Afrika dan Timur Tengah yang memiliki gurun luas dengan cahaya matahari yang cukup. Teknologi dan efisiensinya semakin meningkat apalagi beberapa perusahaan energi dunia seperti total juga mengembangkan teknologi ini.
Diharapkan listrik dengan teknologi CSP akan menjadi salah satu alternatif energi terbarukan yang handal di masa depan.
Demikian sekilas mengenai teknologi pembangkit listrik terkonsentrasi tenaga matahari.