Sde tm9-indo

1,243 views

Published on

Published in: Technology, Business
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,243
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
783
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Sde tm9-indo

  1. 1. PLTS Satelit,Cerobong Surya (Solar Chimney),Kolam Surya (Solar Ponds)Tatap Muka ke-9
  2. 2. Asia56%Africa13%Middle East3%Western Europe5%Eastern Europe7%Our Hemisphere13%(US = 4%)• Hingga 2025, dunia akan ketambahan 2 milyar lebihpenduduk, 56% dari populasi dunia akan berada di Asia, dan66% akan hidup di daerah perkotaan sepanjang pantaiPopulasi penduduk
  3. 3. Permasalahan Energi• Akhir dari masa pemanfaatan minyak sdh dekat;• Pertumbuhan kebutuhan energi akan meningkat 2 x dalam 30tahun kedepan• Ketidak amanan pasokan energi• Munculnya potensi ketegangan internasional• Namun tantangan terbesar yang harus segera diatasi adalahancaman Perubahan Iklim• Pasokan utama tenaga listrik masih dibangkitkan oleh bahanbakar fosil (85% of the total power globally).• Dampak merusak lingkungan dari PLT fosil.• Konflik politik Regional dan konflik lain dapat mengganggudistribusi bahan bakar fossil .
  4. 4. • Pertumbuhan kebutuhan energi sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan populasipenduduk• Bahan bakar fosil cair mungkin akan mencapai puncaknya sebelum energi alternatifbisa on line menggantikannnya yang menyebabkan ketidak mampuan mensupplykebutuhan demand, terjadi kejutan kelangkaan dan ekonomi, ketidak stabilan /kegagalan pemerintahan dan persaingan kekuatan yang besar• Tiga perhatian bidang energi : 1) bahan bakar untuk mobilitas, 2) kebutuhan listrikbeban dasar, 3) kebutuhan listrik beban puncakEnergy
  5. 5. • Naiknya produksi CO2 dapat merubah iklim dunia, yang mungkin akanmenyebabkan:– Kenaikan permukaan air lain dan hilangnya daerah pantai– Naiknya intensitas badai tropis & humanitarian ops– Perubahan iklim pertanian—menyebabkan terjadinya migrasi, dan pergeseran kekuatan, terjadikonflik pertanahan dan kelompokPerubahan Iklim
  6. 6. Perubahan iklim dan global warming akibat emisiCO2 (IPCC scenarios)• Tanpa pengukuran yangtepat terhadappengurangan emisi CO2,perubahan iklim akanmenjadi ancaman nyata• Kebutuhan energi diChina’s dan India’smenjadikan situasi semakinparah• Scenario terbaik akanberbiaya mahal, namuntanpa tindakan apapunakan membawa biaya yanglebih tinggi
  7. 7. Perubahan temperature bumi akibat globalwarming oleh emisi CO2o Meskipun denganskenario IPCC terbaik,kenaikan temperaturglobal hingga akhir abadakan mencapai (1.8÷3.2oC)o Tanpa usaha apapunkenaikan temperaturdapat lebih dari 8 oCo Kenaikan globaltemperature akanbertahun hingga ratusantahun
  8. 8. Effek dari global warming• Kenaikan permukaan air laut akan berlanjut hingga ratusantahun bahkan bila konsentrasi gas rumah kaca telahdistabilkan• Kenaikan Temperatures hingga 1.9 - 4.6 oC lebih panas daripada masa sebelum industrialisasi yang akan bertahanratusan tahun.• Mencairnya es di kutub yang akan menaikkan permukaan airlaut hingga 7 m mirip kejadian 125,000 tahun yang lalu• Karena perubahan penguapan akan merubah tanah suburmenjadin tandus yang terjadi di banyak tempat.• Terjadinya kejadian-kejadian yang ekstrem dan merusak(badai, tornado, badai salju yang sangat hebat, dll) yangsangat mungkin timbul dalam waktu dekat atau nantinya
  9. 9. 9The Energy ChallengePilihan Energi Masa depan harus…• Mengikuti sejarah menggunaan kayu, batubara dan minyak, energi ke – 4harus:– Non-depletable - to prevent resource conflicts– Environmentally clean – to permit a sustainable future– [Continuously] Available – to provide base-load security for everyone– In a usable form – to permit efficient consumption & minimal infrastructure– Low cost - to permit constructive opportunity for all populations• Diperlukan suatu usaha investasi yang cukup berarti, tetapi pilihan untuk 20-30tahun kedepan terbatas…Source Clean Safe Reliable Base-loadFossil Fuel No Yes Decades remaining YesNuclear No Yes Fuel Limited YesWind Power Yes Yes Intermittent NoGround Solar Yes Yes Intermittent NoHydro Yes Yes Drought; Complex SchedulingBio-fuels Yes Yes Limited Qty – Competes w/FoodSpace Solar Yes Yes Yes Yes
  10. 10. “Clean” Teknologi untuk pasokan listriktdk terbatas dan konyinu Coal fired power plants with Carbon Capture and Storage New generation Nuclear Fission power plants Wind Parks with energy storage system Solar Concentrating power plants with energy storage system Solar Photo–Voltaic power plants with energy storage system Biomass power plants (waste, farmed) Nuclear Fusion Geothermal and Hydroelectric are limited resources of electricity
  11. 11. Naiknya biaya produksi KWh melaluiteknologi listrik “bersih”“CLEAN” ELECTRICITYTECHNOLOGYKWh DIRECT PRODUCTION COST %OF EXISTING BASE LOAD AVERAGE KWh DIRECTCOST (~ 6 cents)Carbon Capture and Storage(CCS) Power Plants135-160 % (8-10 cents)Nuclear Fission (New PowerPlants 3500 EURO/KW)130-160 % (7.5-10 cents)Wind Parks (With EnergyStorage System)140-160 % (onshore) (8.5-10 cents)180-200 % (offshore) (11-12 cents)Desert Solar ConcentratingParks (With Energy StorageSystem)300-350 % (18-21 cents)Desert Solar Photo-Voltaic Parks(With Energy Storage System)500-550 % (30-33 cents)Biomass Power Plants 100-150 % (6-9 cents)Nuclear Fusion - Non yet defined but most probably veryhigh (>1000 %) (>30 cents)
  12. 12. Permasalahan utama pada teknologi listrik“bersih”“clean” Technology Permasalahan uatamCarbon Capture and Storage(CCS) Power Plants-Permasalahan terbesar dari teknologi CCS adalah menetapkantempat yang tepat dan aman untuk menyimpan CO2, meyakinkanpenduduk setempat bahwa penyimpanan tersebut aman.Nuclear fission power plants - Menetapkan tempat yang tepat untuk pembangunan PLTN yangbaru- Yang bisa mengakomodasi nuclear waste- Menghindari pemnafaatan untuk dijadikan senjata nuclearWind Parks (inshore or offshore)with energy storage systemKarena sumberdaya yang tidak konstan, dierlukan energystorage system yang besar dan mahalSolar Concentrating power plantswith energy storage system- Cermin pemusat energi surya benyak membutuhkan air untukmembersihkan dan mendinginkan- Secara relatif biaya investasi besar dan biaya langsung untukmenghasilkan KWh juga tinggiSolar Photo-Voltaic power plantswith energy storage systemBiaya investasi dan biaya produksi langsung kWh sangat mahalBiomass power plants - Membutuhkan sangat luas lahan yang subur (energi untuk yangkaya atau bahan makan ountuk yang miskin)-secara keseluruhan efisiensinya rendahNuclear fusion - Masih dlm tahap laboratorium dengan hasil meragukan- Melepaskan energi panas ke lingkungan
  13. 13. Kehilangan teknologi pembangkitan listrikyang ideal• Solusi yang ideal untuk memberhentikan ataumambatasi proses perubahan iklim dibawah suatulevel yang aman adalah harus berdasarkan padateknologi pembangkitan tenaga listrik yang bebascarbon yang dapat mensuply 50 % proyeksikebutuhan tenaga listrik dari bahan bakar fosil,termasuk listrik untuk transportasi
  14. 14. Teknologi pembangkitan tenaga listrik Idealuntuk memasok 50% kebutuhan• Pembangkitan listrik yang berkualitas tinggi dan kontinu• Teknologinya sederhana yg dapat diterapkan disemua benua• Biaya konstruksi rendah dan biaya produksi langsung kWh jugarendah• Teknologinya mudah dan cepat dikembangkan, menggunakanmaterial yang ada dan menggunakan tenega kerja lokal untukmembangunnya dan untuk mengoperasikan serta memeliharanya• Bebas Emisi CO2 dan polusi lainnya• Bebas kebutuhan air• Bebas energfi panas yang dilepaskan ke lingkungan• Bahan konstruksi yang dapat Recycling• Berasal dari sumber renewable (surya)
  15. 15. • Apakah terdapat teknologi pembangkitanlistrik yang ideal?• Jawabannya antara lain!!• SBSP (Solar Based Satelite Power Plant)• SAEP. (Solar Aero-Electric power plants)dengan cerobong surya mengambang(floating solar chimneys) sangat dekatdengan ideal technology
  16. 16. PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK SURYA SATELIT(PLTS SATELIT)
  17. 17. 9:32 PM 17Konsep Dasar• Solar Power Satellites menyediakan cara terbaik untuk pembangkitan tenagalistrik• Mentransmisikan daya ke bumi melali microwaves• Menerima daya melalui antena yang dibangun khusus (rectennas)• Solar Power Satellite or SPS, adalah suatu satelit yang dibangun di orbitgeostationary yang menggunakan microwave power transmission untukmentransfer daya ke antenna yang sangat besar di bumi dimana dayanyadapat dipakai untuk menggantikan daya dari pembangkit conventional.
  18. 18. 18Capabilities and ChallengesApakah Space Solar Power? (Tenaga Surya Angkasa)• Energi Surya ditangkap di angkasa olehsuatu photovoltaic arrays yang besar danditransmisikan melalui suatu coherentmicrowave atau sinar laser ke penerima dibumi dimana selanjutnya dikonversikanmenjadi base-load electric power, low-intensity charging power, or synthetic fuels• Cahaya matahari ditangkap di angkasabeberapa kali lebih efektif dalammenyediakan continuous base load powerdibandingkan dengan suatu array panelsurya yang dipasanag di permukaan bumi• Solar Based Satelit Power (SBSP) sudahdipelajari sejak 1970’s olehDOE, NASA, ESA, and JAXA, tetapi secaraumum gagal untuk dapat dilanjutkan karenatidak ada organisasi yang bertanggungjawab untuk keduanya program ruangangkasa keamanan pasokan energiSpace SolarSolar Intensity1,366 W/m2Solar Intensity1,000 W/m2No NightNight LossMin WeatherWeather LossGround Solar
  19. 19. 19Capabilities and ChallengesApabila hal ini sdh pernah dipelajari apa yang berubah?
  20. 20. 20Capabilities and ChallengesKeamanan dan pilihan Space Solar Power• Space Based Solar Power (SBSP) adalah pilihanteknologi jangka panjang yang menarik yangmelibatkan sinergi antara Keamanan Energi,Keamanan Angkasa dan Kemananan Nasional• Japan, China, India & EU telah melihat potensi ini• Tantangan teknik yang paling berarti adalahpengembangan– Low-cost re-usable space access– Demonstration of space-to-Earth powerbeaming– Efficient and light space-qualified solar arrays– Space Assembly, Maintenance and Servicing,and– Large in-space structures
  21. 21. 21Energy Security Environmental SecurityNational NeedsEconomic CompetitivenessSPACE-BASEDSOLARPOWER
  22. 22. 22SBSP adalah mirip dengan Hydroelectric• High Capital Costs• Long Payback• No Fossil Fuel Feed• Renewable• 2.07 GW (peak)• High Capital Costs• Long Payback• No Fossil Fuel Feed• Renewable• 2.5 GW (sustained)
  23. 23. 23Seberapa besar sumber daya SBSP ?Annual WorldEnergy Demand(All Forms)Remaining Oil Reserveof 1.285 TBBL= 249.4 TW-yrsMore and more of this oil will have to beused to recover remaining reservesAll Recoverable Oil~250 TW-yrs363 TW-yrsTotal area of a cylinder of 1km width andperimeter at GEO (w*2*pi*r). In reality, youwould not build a ring, and individualpowersats could be turned normal to theSun. However a ring establishes the maxupper limit of energy and is a goodapproximation. For a ring, max limit ofactual radiation available in a 1km bandmust be reduced by self-shielding(pi/2), and perhaps worst inclinationdegrees (cosine of 23 degrees = .92)15 TW (2007)30 TW (2025)50 TW (2050)Annual energy Availablein just 1 km of GEO~212TW-yrsAnnual Oil Production ~8TW-yrAnnual Energy-to-Grid On-Earth 21 TWassuming 10% Solar-to-Grid of 1 km
  24. 24. 24Seberapa besar sumber daya GEO surya?Setiap Kilometer-lebar pita pada GEO menerima energi pertahunmendekati sebanyak sisan cadangan minyak dunia 1.28 T BBls1 year x 1 km wide band≈ 212 TW-yearsAll Remaining Oil Resource≈ 250 TW-years1km
  25. 25. 25Seberapa banyak 5GW SPS dibangun untuk menggantikan kapasitas pembangkit ?• Nigeria 1• North Korea 1.5• Burma 1.5• U.S.A. Annual Growth 1-2• Venezuela 4• Thailand 5• Mexico 10• South Korea 10• Africa 20• India 23• Japan 52• China 68• U.S.A. Base-Load 69• OECD Europe 150• U.S.A. Total Capacity 200• World Today 742– Electric Gen only• World 2100 10,000– Keseluruhan energi yangdibutuhkan oleh proyeksipopulasi dunia pada taraf hidupmodern (50TW)
  26. 26. 26Batasan SBPS• Diasumsikan setiap SPS menghasilkan 5GW:• Dibutuhkan 4 SPS dibangun pertahun untuk memenuhi pertumbuhan energi listrikdi US saat ini (2% of 1 TW, or 20 GW)• Dibutuhkan 200 SPS untuk menggantikan kapasitas pembangkit saat ini di US 1TW (70% Fossil Fuels, 50% Coal)• Dibutuhkan 742 SPS untuk memenuhi kebutuhan listrik dunia 3.7TW, denganjarak setiap 357 km• Dibutuhkan 10 SPS untuk menggantikan kapasitan pembangkitan saat ini di Mexicoatau Korea Selatan;1 untuk Nigeria, 5 untuk Thailand, dll,• Diperlukan 10,000 SPS untuk memenuhi Total Energy Demand di dunia padatahun 2100, diasumsikan 50TW (50,000GW, or 5KWe untuk setiap orang dari 10milliar penduduk dunia)5 GW
  27. 27. 9:32 PM 27Komponen Dasar SBSP• Suatu solar kolektor yang sangatbesar, biasanya dari solar cells.• Konversi dari D.C. ke Microwave melaluimagnetron.• Antena transmisi sub array di satelit yangmengarah ke bumi.
  28. 28. 9:32 PM 28Cara kerja Magnetron
  29. 29. Magnetron
  30. 30. 9:32 PM 30Keuntungan dibandingkan tenaga surya di bumi• Intensitas cahaya matahari lebih tinggi krn tidak adaudara• Pada geosynchronous orbit, 36,000 km (22,369miles) suatu SPS akan menerima cahaya matahariterus menerus sepanjang waktu• Daya dapat di arahkan ke sebarang lokasi sesuaikebutuhan .• Tidak terdapat polusi udara dan air selama prosespembangkitan tenaga listrik
  31. 31. 9:32 PM 31Spesifikasi1. Antena Satellite harus antara 1 s/d 1.5 kilometersdiameternya dan rectenna di bumi sekitar 14 kilometers kali10 kilometers .2. Luas Kollector harus antara 50 (19 sq miles) and 150 squarekilometers (57 sq miles)3. Daya yang dibangkitkan dapat mencapai 5 - 10 Gigawatts• “Bila suatu space power station terbesar dibangundan dioperasikan 24 jam sepanjang hari setahunpenuh, dapat menghasilkan output setara dengan 10buah PLTN 1000 MW.”
  32. 32. 9:32 PM 32
  33. 33. 9:32 PM 33Possible Designs
  34. 34. 9:32 PM 34
  35. 35. 9:32 PM 35
  36. 36. 36 9:32 PMMicrowave Power TransmissionBagaimana daya listrik mencapai bumi?Dari Satellite• Daya dari satelit dikirimkan ke bumi menggunakan microwavetransmitter• Daya yang diarahkan diterima melalui “rectenna” di bumi
  37. 37. 9:32 PM 37Microwave Transmission1. Sinar microwave dengan frequency 2.45 GHz2. Daya yang dipancarkan masih dibawah levelyang mematikan meskipun untuk jangka waktuyang lama3. Efisiensi yang tinggi hingga 85%4. Dapat menyebabkan gangguan interferencedengan communication satellites5. Aman untuk pesawat yang terbang melaluinya.
  38. 38. 9:32 PM 38Rectenna“suatu antena yang terdiri dari jaringandipoles dan diodes guna menyerap energimicrowave dari transmitter danmengkonversinya menjadi daya D.C. ”• Microwaves diterima dengan efisiensisekitar 85%• 95% dari sinar akan jatuh ke rectenna
  39. 39. 9:32 PM 39Basic block diagram
  40. 40. 9:32 PM 40Daya yang ditangkap rectenna• Tegangan di terminal rectenna adalah samadengan medan listrik dikalikan panjang efektif.VT =El• Setengah daya yang ditangkap dilepaskanbalik dan setengahnya dikirimkan ke beban.PT = VT2 /4RT
  41. 41. 9:32 PM 41Rectification• Konversi dari A.C. ke D.C. Melalui alat penyearah/rectifier.• Tipe penyearah.-half wave-full wave• The expected overall rectification efficiency,ηc=dc output power/rf incident power• The obtained conversion efficiency due to mismatch,ηc=dc output power/(rf incident power-rf reflected power)
  42. 42. 9:32 PM 42Full-Wave Vs Half-Wave Rectification• Why full waverectification?-Large Vmin-Smaller ripple factor• Full wave rectificationby two diodes.• Diode’s inputs 180degrees out of phase.
  43. 43. 9:32 PM 43Rectenna Design• Saat ini terdapat dua desain berbeda– Wire mesh reflector• Dibangun pada rangka yang kokoh diatastanah• Secara visual transparan sehingga tidakmengganggu kehidupan tanamandibawahnya– Magic carpet• Suatu Material digelar di tanah
  44. 44. 9:32 PM 44Wire mesh reflector
  45. 45. 9:32 PM 45Magic carpet
  46. 46. 9:32 PM 46Rectenna Issues• Size–Miles across• Location–Aesthetic–Near population center• Health and environmental side effects–Although claim that microwaves would besafe, how do you convince people
  47. 47. 9:32 PM 47Design Features• LEO satellite: untuk mengurangi biaya peluncuran, danmengurangi ukuran transmitting antenna, ketinggian satelithanya sekitar 1000Km .• Power output: berkisar antara 5GW hingga 10GW• Microwave beam : rectenna di tanah dengan diameter 3Kmdan transmitting antenna dengan diameter 100m .• 5-10 GW satellite mengirimkan microwave power– Tidak berada pada geosynchronous orbit, melainkan di loworbit 1000 km– Jauh lebih murah menempatkan satelit di low orbit– Dibutuhkan waktu 200 detik untuk mengirimkan daya kerectenna
  48. 48. The Solar Chimney(Cerobong Surya)Pada 1978, disarankan oleh Professor Schlaich ofStuttgart university bahwa daya dapat dihasilkanmelalui suatu hybrid solar system.The solar chimney system terdiri dari tiga komponen;collector, turbines dan chimney.
  49. 49. Fig. 1 The Prototype Manzanares Solar Chimney .Terdapat banyak metoda untuk menggunakan solar energy , danSolar Chimney adalah salah satunya, yang dapat dilihat sbb.
  50. 50. Parts of the Solar ChimneyCollectorCollector adalahbagian yangdigunakan untukmenghasilkan udarapanas oleh efekgreen-house. Biasanyatingginya 5-6 metersdan menutupi areayang sangat luasribuan m², sepertipada fıg. 2.Fig. 2 The Collector [2].Collector
  51. 51. Karena kaca menaikkan masa dari atap, kolector dari kaca harusmemiliki konstruksi yang kuat fig. 3.Fig. 3 The glazed collector roof of SolarChimney• Tidak terdapat batasan luasarea. Semakin luaspermukaan semakin banyakenergi yang dihasilkan daricerobong.• Menuju cerobong permukaankolector harus lebih tinggiguna meminimumkan rugi-rugi.• Bahan penutup kolektor bisabermacam-macam sepertikaca, plastik film atau glazedcollector. Yang paling efisienadalah glazed collector.Dapat mengkonversikanhingga 70 % energi radiasimatahari menjadi panasdengan rata-rata setahun50%. Dengan pemeliharaanyang tepat umurnya dapatmencapai 60 tahun ataulebih.
  52. 52. TurbinesTurbines, figure 4, digunakan untuk mengkonversikan aliran udaramenjadi energi mekanis.Fig. 4 Turbine for Solar Chimney PowerStation [2].Turbines diletakkan secarahorisontal dalam cerobong,secara vertikal dalamkolektor. Agarmendapatkan energimaksimum dari udara yangdipanaskan, sudu turbinharus menutupi seluruharea cerobong.Untuk itu, satu turbin besaratau beberapa turbin kecildapat dipasang padacerobong fig.5. dan fig. 6.
  53. 53. Fig. 5 Turbine with large diameter [5]. Fig. 6 Small turbines [5].
  54. 54. CerobongBagan yang paling pentingadalah cerobong fıg. 7.bertindak sebagai mesinthermal. Karena rugigesekan di cerobong ,sehingga seperti tabungbertekanan.Semakin tinggi cerobongsemakin banyak energi yangdihasilkan.Efisiensi cerobong tidaktergantung pada jumlahkenaikan temperatur tetapitergantung pada temperaturluar.ChimneyFig. 7 The chimney [2].Jadi , efisiensi berbanding langsung denganrasio antara tinggi cerobong dantemperatur luar
  55. 55. Fig. 8 Free-standing [5]. Fig. 9 Guyed Tubes [5].Terdapat dua tipe cerobong yang digunakan. Free standing chimneysand guyed tubes (Fig. 8. and fig. 9. ) .Umur dari free standing chimney lebih panjang dari pada guyed tubes.Dapat bertahan hingga ratusan tahun.
  56. 56. Prinsip kerja Cerobong Surya• Atap transparan fıg. 10, melepaskankomponen radiasi surya gelombangpendek dan mempertahankan radiasigelombang panjang dari tanah yangmengalami panas. Sehingga ketikaradiasi surya melalui atap transparandi serap oleh tanah dan dikonversikanmenjadi energi panas.• Dibandingkan dengan collector danturbine, efisiensi cerobong relativerendah. Misalnya untuk ketinggian1000 meters, efisiensi cerobongsekitar 3%.Fig. 10 Transparent roof.
  57. 57. • Karena udara dipanaskan, akan bergerak naik dan menujucerobong fıgure 11. juga kecepatannya naik.• Udara yng dipanaskan masukcerobong yang beradaditengah atap akanmenciptakan dorongankeatas.• Dalam corobong, turbin dangenerator menghasilkan listrik.Fig. 11 Schematic seen ofthe solar chimney [6]
  58. 58. Heat OutputCollector Area Solar RadiationSpecific heat capacityof the airMass flowCollector EfficiencyThe temperaturedifferences between thecollector and out flowAir speed at collector outflowSpecific dendsity of air attemperature To + ΔT at collectoroutflowChimney cross-section area
  59. 59. Technology• Cerobong surya adalah pembangkit skala besar dengan output5 – 200 MW.• Suatu pembangkit 100 MW akan menghasilkan sekitar 750GWh/year pada 1.300 kWh/m² radiasi .• Atap kaca harus dengan diameter beberapa kilometers dancerobong harus setinggi mungkin untuk menghasilkan outputtahunan yang besar.• Pada dasarnya turbinnya adalah lebih dekat dengan pressure-staged hydroelectric turbines dari pada speed-stepped windturbines. Sehingga turbin ini dikembangkan bersama denganhydroelectric power plant manufacturers .• Umur turbin tergantung pada ketahanan dari perubahantekanan yang cepat dan perubahan kecepatan udara.
  60. 60. Energy Storage di CollectorKarena collectors menghasilkan udara panas melalui green house effect, untukmenghasilkan listrik pada malam hari, tabung-tabung berisi air diletakkan dibawah atapfıg. 12.• Air dipanaskan pada siang hari dan melepaskan panasnya pada malam hari• tabung-tabung ini hanya diisi sekali , tidak diperlukan lagi pengisian air, karena tabungtatap tertutup setelah diisi air.• volume air di tabung dipilih sesuai dengan lapisan air dengan kedalaman 5 – 20 cmtergantung output yang diinginkan.Day NightFig. 12 Principle of heat storage underneath the roof using water-filled black tubes
  61. 61. Fig. 13 Energy production costs from solar chimneys, coal andcombined cycle power plants depending on the interest rate [8].
  62. 62. The Mildura Solar Chimney• Solar Chimney dengan tinggi 1000meter di Mildura, Australia,merupakan bangunan tertinggi yangpernah dibuat manusia dapatmenghasilkan listrik 200MW . Sepertipada fig. 14.• Biaya untuk membangun cerobongdiperkirakan $395 million. (kira-kira14 % lebih mahal dibandingkandengan coal-fired power stationdengan kapasitas sama, dan sekitar70 % lebih per MW dibandingkanwind farm).• Pemerintah Australian mentargetkan2% energi diproduksi dari renewablehingga 2010 (9500 GWh).Fig. 14 Construction of achimney [2].
  63. 63. Keuntungan Solar chimney power stations khususnya cocok untuk dibangundidaerah gurun atau dilokasi tanah yang tdk produktif tetapi banyaksinar matahari Menghasilkan listrik 24 jam sehari hanya dari energi surya. Tidak dibutuhkan bahan bakar, tidak memerlukan air pendingin dancocok untuk daerah yang sangat kering. Cukup handal dibandingkan jenis pembangkit lainnya. Materials konstruksi, beton, kaca dan baja yang dibutuhkan untukmembangun solar chimney power stations cukup tersedia. tidak mengkonsumsi sumber daya dan tidak menghasilkan polusi. Beberapa memperkirakan bahwa biaya produksi listrik dari solarchimney adalah 5x lebih besar dari gas turbine. Meskipun tidakmemerlukan bahan bakar , solar chimneys memerlukan capitalcost yang sangat besar. Structurenya sendiri sangat besar yang memerlukan banyakkeahlian engineering dan materials .Kerugian
  64. 64. Floating Solar Chimney Technology(Teknologi cerobong surya mengambang)Teknologi FSC adalah teknologi surya dengan biayayang kompetitif yang dapat menyelesaikan masalahenergi dan mengatasi tantangan global warming yangmenjamin pembangunan berkelanjutan
  65. 65. Gambaran SAEP (Solar Aero-Electric powerplant) dengan Cerobong Surya Mengambangsuatu SAEP terbuat dari tigakomponen:• Solar colector yang besar(biasanya lingkaran) denganatap transparan yang ditopangbeberapa meter diatas tanah(Greenhouse)• Suatu silinder yang tinggi,pendorong panas keatas,silinder berada pada pusatlingkaran Greenhouse(Floating Solar Chimney)• Sekumpulan turbin udarabeserta generatornyadisekitar dasar dari cerobong(Turbo Generators).
  66. 66. Bagaimana SAEP bekerja• Energi suryamemanaskan tanahdibawah greenhousetentunya serta udaradidalamnya (greenhouseeffect).• Udara panas cenderungkeluar menuju cerobongsurya ke atmosfir diatas,yang akan digantikandengan udara sekitaryang dingin.• Aliran ketas udara panasini melepaskan energithermodinamic ke turbinudara dan generatornyamenghasilkann listrik
  67. 67. Solar Aero Electric Power Plants (SAEPs) miripdengan Hydro Electric Power Plants• SAEPPs mirip dengan “Hydro-Electric” Power Plants• Oleh karena itu dinamakan “Solar Aero-Electric” powerplants (SAEPs)• Turbin udaranya mengkonversi energi dinamic dari tekananudara keatas (karena gaya tekanan) menjadi energi putaran,seperti halnya pada Turbin Air mengkonversi energi dinamicdari air (karena grafitasi) menjadi putaran.• Pada kedua jenis Power Plants, Output Dayanya sebandingdengan H (ketinggian dorongan udara keatas pada FloatingSolar Chimney atau tinggi jatuh air pada Dam)
  68. 68. History (1)• Pada tahun 1926 ProfEngineer Bernard Dubosmengusulkan kepadaFrench Academy ofSciences pembangunanSolar Aero-Electric PowerPlant di North Africadengan cerobongsuryanya diletakkan padakemiringan suatu tebing/gunung
  69. 69. History (2)• Proposal Prof Dubos proposal akhirnyadiabaikan karena terlalu mahal• Pada tahun 1980 dengan dana dariGerman government,• Prof Engineer J. Schlaigh membangunprototip kecil solar Aero-Electricpower plant berkapasitas 50 KW diManzanares Spanyol• Cerobong surya dengan ketinggian196 m , dengan diameter internal 10 m• Luas Greenhouse 45.000 sqm• Prototype ini sukses beroperasi selama8 tahun
  70. 70. Cerobong Surya Mengambang• Cerobong SuryaMengambang terbuat darisetumpukan balonberbentuk tabung• Tabung ini lebih ringan dariudara karena didalamnyagas yang lebih ringan dariudara (He or NH4)
  71. 71. Potongan dari Floating Solar ChimneyCompressed airLifting gasInnerFabric
  72. 72. Gambaran dari Floating Solar Chimneyyang mendapat dorongan angin• Bagian utama dari floating solarchimney adalah lebih ringan dariudara, silinder pendorong udarapanas keatas terbuat darisetumpukan balon tabung yangdiisi gas lebih ringan dari udara(He, NH3).• Silinder pendorong udara keatasterbuat dari tumpukan bagian-bagian diletakkan secara terpisahpada dasar kuat melalui bagianbawah berbentuk accordion .• Ujung berbentuk accordion iniakan melengkung di salah satu sisiapabila strukturnya tertekuk,mengamankan agar udara panastidak lepas dari bawah.Direction of WindMainChimneymade ofpartsHeavyMobile BaseFolding LowerPartChimneySeat
  73. 73. The seat, the heavy base and a small part of theFloating Solar ChimneyUpper Ring ofthe heavy baseStrong fabric ofthe heavy baseLower ring of theheavy baseAccordion typefolding lowerpartSeat of thefloating solarchimneyLifting TubeFilled with liftingGasSupporting RingInflated orAluminum tubeInner fabric wallUpper Ring ofthe heavy baseStrong fabric ofthe heavy baseLower ring of theheavy baseAccordion typefolding lowerpartSeat of thefloating solarchimneyLifting TubeFilled with liftingGasSupporting RingInflated orAluminum tubeInner fabric wall
  74. 74. The body with the heavy base of the Floating SolarChimney is inclining due to external windsWind direction
  75. 75. Annual efficiency (% of horizontal solar irradiation on thegreenhouse area) of SAEPs as function of the Floating SolarChimney height400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 200000.511.522.5variable height of Floating Solar Chimney in m of internal diameter 60mefficiency%SAEPP of 4sqKm solar collector in a place of annual solar irradiation 1750KW/sqm
  76. 76. Solar Aero-Electric power plant dailyoperation due to thermal storage effect0 5 10 15 20020406080100120140160180solar time in hoursproducedpower%andsolarirradiation%SAEPP of 4MW ,DD=1000m,H=700m,d=34m,Wy=1750KW/m2ground onlyplus tubes-Ground only (blue)-Ground plus artificial thermal storage (green)-Solar irradiance % (red)
  77. 77. Efek angin terhadap ketinggian operasional dari FSCs• Karena sifat menekuk dari FSC,ketinggian operasional akan turunapabila mendapat doronganangin• Ketinggian operasional rata-ratatahunan dari FSC menuruntergantung dari rata-ratakecepatan angin tahunan• Sebagai contoh, untuk kecepatanangin rata-rata 3 m/sec dan gayanaik adalah 50% tekukan untukkesepatan angin 10 m/sec, rata-rata ketinggiannnya turun 3.7%.1 1.5 2 2.5 3 3.5 4012345678Áverage annual wind speed in m/secweibull constant k=2; decline 50 % for v=10 m/secdecreaseinFSCHeight%
  78. 78. Produksi Hydrogen dengan SAEPs• SAEPs dikombinasikan dengan unit elektrolisis yang tepatdapat memproduksi hydrogen and oxygen.• Karena harga kWh listriknya dari SAEPs murah, sehingga hargaHydrogen dapat kurang dari 2.0 EURO/Kg.• Hydrogen dapat digunakan dalam teknologi fuel cell sebagaibahan bakar alternative
  79. 79. Teknologi Floating Solar Chimneykarakteristik utamanya (1) Karena tanah sebagai penyimpan panas (bila perlu diperkuat denganartificial thermal storage) akan menghasilkan profil daya listrik yangkontinu (24x365) dimana rata-rata hariannya sebanding dengan dailysolar horizontal irradiation (direct and diffuse). Sehingga produksilistriknya dapat masuk ke jaringan listrik tanpa kendala Merupakan teknologi pembangkitan tenaga listrik berbiaya murah,sehingga biaya langsung produksi listriknya rendah (kurang dari 6cents/KWh) Teknologinya sangat sederhana dan dapat diterapkan di hampir semuabenua menggunakan tenaga kerja lokal. Pembangkit listrik dapatdioperasikan dan dipelihara oleh tenaga kerja lokal Bahan konstruksi pembangkitnya sudah tersedia dan hampir semuanyarecycleable Pembangkit ini dapat dibangun secara cepat
  80. 80. Teknologi Floating Solar ChimneyKarakteristik utamanya (2) Teknologi ini tidak memproduksi CO2 atau polusi lain ke lingkungan lokalmaupun global Teknologi ini tidak membutuhkan air pendingin maupun pembersih Lokasi terbaik untuk aplikasi teknologi ini adalah didaerah gurun atau semi gurundimana horizontal annual solar irradiation melebihi 2000 KWh/sqm Dengan mengambil sebagian kecil dari daerah gurun (3%) dapat mencukupi 50%kebutuhan listrik saat ini maupun kedepan Sehingga teknologi ini tidak bersaing dengan pertanian dalam penggunaan lahan Apabila lahan yang lebih subur akan dimanfaatkan (misalnya di Cyprus ,Greece,Spain, Italy, etc.) hampir seluruh tanah dibawah greenhouses masih dapatdigunakan untuk pertanian Teknologi ini dapat digunakan (project under research) untuk water desalination
  81. 81. Optimasi Dimensi dan Kapasitas SAEP• Karena biaya yang rendah dari struktur FSC , kapasitas optimum dariSAEP adalah sekitar ~ 2.5-4.5 MW• Greenhouse harus dengan luas sekitar 100 ha (1 Km2)• FSC harus dengan ketinggian sekitar 600m-800m dengan internaldiameter 35-40 m• Apabila SAEP ini dibangun di daerah dengan annual horizontal solarirradiation 1650 -2200 KWh/m2 dapat menghasilkan listrik 10-20GWh/tahun
  82. 82. Perkiraan biaya konstruksi dari Solar Aero-Electric power plants (SAEPPs)• Perkiraan biaya konstruksi dari glassed roof greenhouse ~ 6EURO/sqm.• Turbin udara, Gear boxes, Electric generators, electrictransformers, switchgears and cabling ~ 300 EURO/KW of ratingpower• Perkiraan konstruksi Floating Solar Chimney ~ 80X(Η Χ d) in EURO• Jadi glass roof SAEPP, membangkitkan 20 GWh/tahun di daerahMENA (horizontal irradiation>2000 KWh/sqm/y), dengan kapasitasdaya ~4.5 MW, pada area seluas ~1.0 square Km, dan dengan FSCketinggian H~800m dan diameter d=40m, membutuhkan biaya ~10.0million EURO
  83. 83. Menutupi kehilangan 50% base loadelectricity dunia yang “bersih”• Kebutuhan listrik tahunan (2008) ~20.000 ΤWh• Teknologi pembangkitan tenaga listrik berbahan bakar fosil inimenghasilkan ~28 billion tons CO2• Kebutuhan listrik tahunan akan meningkat 2 x dalam 30 tahunkedepan. Pada 2040 perkiraan kebutuhan listrik dunia ~45.000ΤWh• Pembangkitan tenaga listrik dengan teknologi “bersih”keseluruhannya diperkirakan tidak lebih dari 50%• Penerapan skala besar teknologi Floating Solar Chimney di gurunatau daerah dapat menghasilkan kehilangan 50% kebutuhan listrik(22.500 TWh), secara cost effective, dan menghilangkan ancamanglobal warming
  84. 84. Kebutuhan investasi pada teknologi FSC untuk 50%kebutuhan pembangkitan tenaga listrik• Suatu pilihan yang cost effective, guna meminimumkan emisi CO2 , SAEPsdengan Floating Solar Chimneys berkapasitas 160 GW, dapat menghasilkanlistrik >750 TWh pertahun• Investasi keseluruhan dari pilihan ini tidak lebih dari 380 billion EURO/yearatau 11.5 trillion EURO untuk 30 tahun kedepan• Investasi ini kurang lebih sama dengan kalau membangun pembangkitlistrik berbahan bakar fosil dengan jumlah kapasitas yang sama• ΙΕΑ memperkirakan biaya kebijakan mengatasi perubahan iklim sekitar 45trillion USD• Kebutuhan lahan untuk 30 tahun FSC power plants adalah 1.000.000 sqKm(1000 Km X 1000 Km)• Lahan seluas ini hanya 3% dari luas gurun yang tak terpakai yaitu seluas 36million sqKm
  85. 85. Perbandingan BiayaProduksi dan BiayaInvestasi dari berbagaiteknologi energi
  86. 86. Kesimpulan Teknologi Floating Solar Chimney adalah serius menjanjikan , merupakaninovasi teknologi pembangkitan tenaga listrik. Teknologi ini sudah menjadi proyek penelitian bertahun-tahun oleh berbagaiinstitusi yang ditunjang dengan hasil-hasil percobaan. Teknologi FSC Power Plants dapat dibangun menggunakan peralatan danmaterial yang ada saat ini. Teknologi ini biayanya kompetitif dengan teknologi pembangkitan tenagalistrik lainnya. Teknologi Floating Solar Chimney, didukung oleh teknologi renewable saat iniatau zero carbon emission, dapat menutupi kebutuhan energi dunia,menghilangkan tantangan global warming dan mengamankan pembangunandunia yang berkelanjutan
  87. 87. SOLAR PONDS(Kolam Surya)
  88. 88. Apa itu Kolam Surya• Suatu kolam surya adalah sekumpulan air yang mengumpulkan danmenyimpan energi surya. Energi surya akan memanaskan air (yang terkanasinar matahari), tetapi air akan kehilangan panas tersebut kecuali adametoda untuk menyimpannya. Air akan dipanaskan oleh matahari danakan menjadi ringan dan cenderung naik. Begitu mencapai permukaan ,air akan melepaskan panasnya ke atmosfir secara conveksi ataupenguapan. Air yang lebih dingin akan lebih berat sehingga bergerakkebawah menggantikan air yang sudah panas, menghasilkan circulasikonveksi alamiah yang mencampur panas dan melepaskan energinya.Rancangan kolam surya mengurangi konveksi dan penguapan gunamenyimpan panas yang sudah dikumpulkan dalam kolam.• Suatu kolam surya dapat menyimpan panas surya lebih efisien dari kolamair dengan ukuran sama, karena salinity gradient menghindarkanterjadinya aliran arus convection. Radiasi surya masuk ke kolam penetrasihingga ke bagian lapisan bawah, yang mengandung larutan garam.Temperatur pada lapisan bawah ini naik karena panas yang diserap tidakmelalui konveksi. Sehingga panas surya disimpan pada bagian bawahkolam.
  89. 89. Prinsip Kerja• Kolam surya bekerja dengan prinsip yang sangat sederhana.Diketahui bahwa air atau udara bila dipanaskan menjadiringan dan naik keatas. Dalam kolam biasa mataharimemanaskan air dan air yang sdh panas dalam kolamtersebut akan naik mencapai bagian atas kolam tetapikehilangan panas diatmosfir. Hasil akhir adalah air kolam tetappada temperatur atmosfir. Pada kolam surya untukmenghindari agar panas pada air tidak lepas, dilarutkan garampada bagian bawah kolam, sehingga membuat bagian bawahkolam terlalu berat untuk naik.• Suatu kolam surya adalah kolam air yang dibuat dimanakenaikan temperatur yang signifikan terjadi dibagian bawahkolam dijaga agar tidak terjadi aliran konveksi panas. Istilahyang lebih spesifik adalah salt-gradient solar pond atau non-convecting solar pond . Kolam surya yang sebenarnyamerupakan suatu kolektor surya yang luas adalah teknologisederhana yang manggunakan air sebagai fluida kerjanya.
  90. 90. • Solar pond power plant menggunakan efek pemisahan air sebagaidasar dari colector• Suatu kolam berisi brine (campuran air & garam) berfungsi sebagaicolector sekaligus menyimpan panas• Air dibagian bawah kolam bertindak sebagai penyimpan panasutama dimana panas akan diambil• Lapisan air dan dasar kolam berfungsi sebagai penyerap panasradiasi surya baik direct radiation maupun diffuse radiation• Oleh karena distribusi konsentrasi garam dalam kolam semakintinggi sesuai kedalaman air, maka penguapan di permukaan airdapat dikurangi• Temperatur sekitar 80 oC gingga 90 oC bisa dicapai pada kolambagian bawah• Air panas tsb dpt digunakan sebagai fluida untuk menghasilkan uapbagi pemutar turbinSolar pond power plant
  91. 91. Tipe dari SOLAR PONDS• Terdapat dua kategori utama dari solar ponds:nonconvecting ponds, yang mengurangi rugi panas denganmenghindari terjadinya convection dalam pond; danconvecting ponds, yang mengurangi rugi panas denganmenghindari penguapan melalui penutup seluruhpermukaan pond .
  92. 92. CONVECTING SOLAR PONDS• Contoh penelitaan dari convecting pond adalah shallowsolar pond. pond ini terdiri dari air murni didalam kantongbesar yang membolehkan convection tetapi menghindarievaporation. Kantong ini memiliki warna hitam dibagianbawahnya , isolasi dibawahnya dan dua jenis penutupdiatasnya (sheets of plastic or glass). Matahari memanaskanair dalam kantong pada siang hari dan malam harinya airpanas dipompakan ke tangki penyimpan yang besar gunameminimumkan rugi panas. Banyaknya energi panas yanghilang sewaktu memompakan air panas ke tangi penyimpantersebut menyebabkan teknologi ini kurang berkembang.
  93. 93. • Tipe lain dari convecting pond adalah deep saltless pond.Bedanya dengan sebelumnya adalah hanya air panas tidakdipompakan masuk dan keluar tangki penyimpan. Denganmemberikan penutup ganda pada malam hari atau jika tdk adasinar matahari serta meletakkan isolasi diatasnya gunamengurangi rugi panas.
  94. 94. NONCONVECTING SOLAR PONDS• Terdapat dua tipe utama nonconvecting ponds: salt gradientponds and membrane ponds. A salt gradient pond memilikitiga lapisan brine yang berbeda (a mixture of salt and water)dengan consentrasi yang bervariasi. karena density daribrine naik bersamaan dengan naiknya salt concentration,lapisan yang paling pekat konsentrasinya terdapat di bagianbawah pond. Lapisan dengan konsentrasi paling ringanberada di permukaan. Garam yang digunakan umumnyaadalah sodium chloride dan magnesium chloride. Bahanlapisan warna hitamnya adalah butyl rubber yang melapisibagian bawah pond. Pelapisan warna hitam selainmeningkatkan daya serap terhadap sinar matahari jugamenjadi kontaminasi tanah dan air tanah dari garam.
  95. 95. • As sunlight enters the pond, the water and the lining absorbthe solar radiation. As a result, the water near the bottom ofthe pond becomes warm up to 93.3°C. Although all of thelayers store some heat, the bottom layer stores the most.Even when it becomes warm, the bottom layer remainsdenser than the upper layers, thus inhibiting convection.Pumping the brine through an external heat exchanger or anevaporator removes the heat from this bottom layer.Another method of heat removal is to extract heat with aheat transfer fluid as it is pumped through a heat exchangerplaced on the bottom of the pond [3].
  96. 96. • Tipe lain dari nonconvecting pond, adalah membrane pond,membatasi convection dengan secara fisik memisahkanlapisan2 dengan transparent membranes yang tipis.Sebagaimana pada salt gradient ponds, heat diserap padalapisan bawah. Pada fig. 2 dapat dilihat contoh salt gradientsolar pond.
  97. 97. Fig. 2 Salt Gradient Solar Pond [7].
  98. 98. APLIKASI• Produksi garam (for enhanced evaporation or purification ofsalt, that is production of ‘vacuum quality’ salt)• Aquaculture, using saline or fresh water (to grow, forexample, fish or brine shrimp)• Dairy industry (for example, to preheat feed water toboilers)• Fruit and vegetable canning industry• Fruit and vegetable drying (for example, vine fruit drying)• Grain industry (for grain drying)• Water supply (for desalination) [4].
  99. 99.  Process heatbeberapa studi menunjukkan bahwa aplikasi proses heatlingkupnya cukup luas (i.e. water heated to 80 to 90C.), apabila sejumlah besar air panas diperlukan, misal padatextile processing and dairy industries. Udara panas untukpenggunaan industri seperti pengeringan agriculturalproduce, timber, fish and chemicals dan pemanasan ruanganadalah aplikasi yang mungkin.
  100. 100.  DesalinationKebutuhan air minum adalah masalah kronis di hampirbanyak daerah pedesaan. Di pedesaan pesisir pantai yangremote dimana terdapat banyak air laut, solar ponds dapatmenyediakan solusi yang cost-effective untuk masalah airminum. Biaya Desalination di daerah ini jauh lebih murahdibandingkan dengan metoda reverse osmosis atauelectrodialysis/desalination process.
  101. 101.  RefrigerationAplikasi Refrigeration memiliki peluang yang cukup besar didaerah tropis. Untuk kebutuhan mengawetkan produkpertanian, vaksin, dengan cold storage dari teknologi solarpond bersamaan dengan ammonia based absorptionrefrigeration system
  102. 102. 5. CONTOH2 SOLAR PONDS 5.1 BHUJ SOLAR POND 5.2 El PASO SOLAR POND 5.3 PYRAMID HILL SOLAR POND
  103. 103. 5.1 BHUJ SOLAR POND• 6000 m2 solar pond di Bhuj, merupakan the first large-scalepond in industrial environment untuk memenuhi kebutuhanpemakai, mensuplai total 15 juta liter air panas untukindustri dairy pada suhu rata2 sekitar 75 C
  104. 104. Fig. 3 The Bhuj Solar Pond [1].
  105. 105. • Merupakan percobaan pertama di India, yang berhasilmendemonstrasikan penggunaan solar pond gunamensuplai panas ke industrial user.
  106. 106. • The Bhuj solar pond menggunakan teknologi salt gradientpond for industrial heating [9].• The solar pond panjangnya 100 m dan lebarnya 60 m dengankedalaman 3.5 m. The pond diisi dengan air dan 4000 tongaram untuk menjadikan dense brine [1].
  107. 107. 5.2 EL PASO SOLAR POND• The El Paso Solar Pond project adalah proyek penelitian yangdisponsori University of Texas at El Paso pada th 1983. telahberhasil mendemonstrasikan bahwa process heat,electricity, and fresh water dapat diproduksi menggunakansolar pond technology.
  108. 108. Fig. 4 El Paso Solar Pond [10].
  109. 109. • The El Paso Solar Pond project began when theUniversity of Texas at El Paso discovered an existing pondwhich has a 3350 square meter area and 3 meter depthlocated at Bruce Foods, a canning plant in northeast ElPaso, Texas [10]. In figure 5 you can see another view of ElPaso Solar Pond.
  110. 110. Fig. 5 Closer View of El Paso Solar Pond [10].
  111. 111. • Over 90 graduate and undergraduate students have beeninvolved in the project, performing tasks ranging fromconstruction to applied research. In addition, numerousstudents have done projects related to the pond, gainingvaluable experience in equipment design andconstruction, lab techniques, problemsolving, instrumentation, and documentation [10].
  112. 112. • The solar pond provides a unique opportunity to do researchin such areas as double diffusive convection, wind/waveinteraction, flow in stratified fluids, and computer modeling.In addition, the state of the art equipment on site providesan excellent opportunity for energy efficiency studies, costanalysis, system studies, heat exchanger [10].
  113. 113. 5.3 PYRAMID HILL SOLAR POND• Suatu konsorsium dari RMIT University, Geo-Eng AustraliaPty Ltd dan Pyramid Salt Pty Ltd telah menyelesaikan proyekyang menggunakan 3000 m2 solar pond terletak di lahanPyramid Hill salt di northern Victoria guna menangkap danmenyimpan solar energy menggunakan pond water yangdapat mencapai hingga 80°C [11]. Fig. 6
  114. 114. Fig. 6 The Pyramid Hill Solar Pond [12].
  115. 115. 6. Biaya dari SOLAR PONDS• Dengan perkembangan teknologi, kebutuhan energimasyarakat meningkat. Kebutuhan energi ini dapatdisediakan dari berbagai sumber energi konvensional sepertibatubara, minyak, geothermal, hidro dan nuklir. Sumberenergi ini memiliki kelemahan diantaranya keterbatasancadangan, masalah lingkungan dan keamanan, sehingadiperlukan adanya sumber energi alternatif yang bersifatrenewable.
  116. 116. • Pyramid Salt akan menggunakan ponds heat bukan hanyauntuk produksi garam komersial tetapi juga untukaquaculture, khususnya memproduksi brine shrimps untukstock feed. Direncanakan tahap berikutnya untukmenghasilkan listrik menggunakan panas yang tersimpandalam solar pond,sehingga menjadikan industri lokal dapatmencukupi kebutuhan energinya sendiri.• Pada tataran lokal hal ini cukup berarti untuk meningkatkantaraf ekonomi penduduk setempat.
  117. 117. • Diantaranya adalah biomass, biogas, wind energy, waveenergy, hydrogen energy, and solar energy.• Solar energy diantara sumber energi lain tersebut adalahyang paling tersedia banyak dan merata. Pada fig. 7membandingkan berbagai initial costs dari beberapa waterheating systems. Dan fig. 8 membandingkan biayapemeliharaan tahunan dan biaya bahan bakarnya.
  118. 118. Fig. 7 The Initial Costs of Several Water Heating Systems(1991prices).
  119. 119. Fig. 8 Annual Maintenance And Fuel Expenses And The Sum Of TheseExpenses For DifferentWater Heating Systems (1991 Prices).
  120. 120. • Salinity gradient solar ponds, meskipun secara dramatislebih murah dari metoda disposal, mungkin masih menjadipilihan pada kondisi dimana harga listrik mahal atau jauhdari jaringan. Lebih dari itu biaya aktual dari SGSPs mungkinlebih murah bila faktor-faktor lain ikut dipertimbangkan,seperti penghematan, lingkungan, dll.
  121. 121. Keuntungan dan kerugian• Low investment costs per installed collection area.• Thermal storage is incorporated into the collector and is of very lowcost.• Diffuse radiation (cloudy days) is fully used.• Very large surfaces can be built thus large scale energy generation ispossible.• Expensive cleaning of large collector surfaces in dusty areas isavoided [15].
  122. 122. 8. KESIMPULAN• Solar ponds dapat secara efektif digunakan untukmenggantikan bahan bakar fosil di industri untuk keperluanmenghasilkan energi panas. Solar ponds dapat digunakanpada process heating, refrigeration, water desalination,production of magnesium chloride, bromine recovery frombittern, peningkatan hasil garam pada salt farms. Solar pondakan menjadi sumber energi masa depan.• Solar ponds hanya dapat secara ekonomi dibangun apabilaterdapat garam murah dalam jumlah banyak, tanah datar dankemudahan sumber air. Faktor lingkungan juga penting,misalnya mengatasi kontaminasi brine dari solar pond ketanah sekitar. Dengan alasan ini dan masih terjangkaunyaharga minyak, perkembangan teknologi solar pond masihterbatas.
  123. 123. The Desertec project –Electricity generation in MENA’sdeserts and transmission to Europe (UHVDC lines)• In the context of the EURO-MENA political framework (President Sarkozyinitiative) and the “Desertec” project, soon any European country or any otherproper institution or company can lease a semi desert land in Middle East orNorth Africa (MENA) and build an array of SAEP’s (FSC Solar Farm) generatingcontinuous electricity of several GW• The generated continuous electricity of several TWh per year could betransmitted to Europe, through Ultra high voltage DC lines (>800 KV)• Under this plan up to 50% of the Europe electricity demand could be produced,cost efficiently, by Solar Aero-Electric power plants in MENA area and couldtransmitted to Europe• The semi desert area needed in order to cover 50% of Europe electricitydemand (for 1% efficiency) is ~270Kmx270Km

×