Menara tenaga surya mengumpulkan panas matahari menggunakan cermin untuk memanaskan garam cair hingga 565°C dan menyimpannya di tangki. Ketika dibutuhkan, garam panas dipompa ke sistem turbin uap untuk menghasilkan listrik. Penyimpanan panas memungkinkan produksi listrik hingga 13 jam setelah matahari terbenam dan faktor kapasitas tahunan 65%. Ukuran menara dan kolektor dipilih untuk mengoptimalk

1. Cara Kerja Solar Tower
A. Solar Tower Power
Solar Thermal Power merupakan sistem pembangkit listrik dengan memanfaatkan
panas matahari untuk menaikkan suhu fluida kerja. Sistem Solar Thermal Power terdiri dari
empat bagian utama, yaitu: pompa, sistem pemanas (kolektor), turbin dan sistem pendingin.
Sistem pembangkit listrik tenaga panas matahari ini sudah banyak dikembangkan di luar
negeri. Sementara di Indonesia, Solar Thermal Power belum dikembangkan. Rata-rata
kekuatan intensitas radiasi matahari di Indonesia adalah 4,8 kWh/m2 sehingga sangat cocok
untuk diterapkannya Solar Thermal Power Plant. Bahkan di beberapa daerah, misalnya di
Kabupaten Sumbawa, Provinsi Nusa Tenggara Barat, rata-rata intensitas radiasi mataharinya
adalah 5,747 kWh/m2. Oleh karena itu dibutuhkan kajian serta perancangan secara mendalam
tentang proses yang terjadi pada sistem pembangkit listrik agar didapatkan jumlah energi
yang efisien dari Solar Thermal Power Plant itu sendiri.
Sistem pembangkit solar thermal ini menggunakan siklus Rankine untuk beroperasi.
Adapun siklus Rankine ini merupakan sistem pembangkit daya yang menggunakan fluida air
sebagai fluida kerja-nya. Tenaga panas matahari dipilih atas dasar karakteristik sistem
pemanas (kolektor) yang mampu mengubah fluida kerja menjadi uap dengan memanfaatkan
panas matahari. Sehingga panas matahari yang ada bisa dimanfaatkan untuk membangkitkan
daya listrik. Komponen utama siklus Rankine yang paling sederhana adalah pompa, sistem
pemanas (kolektor) , turbin dan kondensor. Cara kerja siklus Rankine yang menggunakan
fluida kerja air dipompa ke sistem pemanas kemudian dalam kolektor air akan mendapatkan
paparan suhu yang cukup tinggi untuk mengubah air menjadi uap. Uap panas dari fluida kerja
tersebut kemudian disalurkan ke turbin yang berfungsi menggerakkan generator dan
menghasilkan listrik. Kemudian uap tersebut diteruskan ke kondensor dan dicairkan kembali
untuk kemudian diteruskan ke pompa dan kemudian mengulangi siklus.
Efisiensi siklus Rankine ini dipengaruhi oleh beberapa parameter antara lain kerja
turbin, kerja pompa, kalor masuk pada sistem pemanas dan kalor keluar dari kondenser.
B. Contoh System Description
Menara tenaga surya menghasilkan tenaga listrik dari sinar matahari dengan
memfokuskan konsentrasi radiasi matahari pada penukar panas yang dipasang di menara
(receiver). Sistem ini menggunakan ratusan hingga ribuan cermin pelacak matahari yang
disebut heliostats untuk memantulkan sinar matahari insiden ke penerima. Pembangkit ini
paling cocok untuk aplikasi skala utilitas dalam kisaran 30 hingga 400 MWe.
Dalam menara tenaga surya dengan fluida garam cair, garam cair dengan suhu 290ºC
(554ºF) dipompa dari tangki penyimpanan 'dingin' melalui sebuah penerima di mana
dipanaskan hingga 565ºC (1.049ºF) dan kemudian disalurkan ke tangki 'panas' untuk
penyimpanan. Ketika listrik diperlukan oleh pabrik, garam panas dipompa ke sistem
pembangkit uap yang menghasilkan uap panas untuk sistem turbin / generator Rankinecycle
konvensional. Dari generator uap, garam dikembalikan ke tangki dingin di mana ia disimpan

2. dan akhirnya dipanaskan kembali di penerima. Gambar 1 adalah diagram skematik jalur
aliran utama di pembangkit listrik tenaga surya dengan fluida cair garam.
Menentukan ukuran penyimpanan optimal untuk memenuhi persyaratan transfer daya
adalah bagian penting dari proses desain sistem. Tangki penyimpanan dapat dirancang
dengan kapasitas yang cukup untuk daya turbin pada output penuh hingga 13 jam.
Gambar 1. Skema sistem power tower molten-salt (2 solar, konfigurasi dasar)
Bidang heliostat yang mengelilingi menara ditata untuk mengoptimalkan kinerja
pembangkit. Ukuran bidang dan penerima tergantung pada kebutuhan utilitas. Dalam instalasi
khas, pengumpulan energi matahari terjadi pada tingkat yang melebihi maksimum yang
diperlukan untuk menyediakan uap ke turbin. Akibatnya, sistem penyimpanan termal dapat
diisi pada saat yang sama dengan pembangkit listrik dengan kapasitas penuh. Rasio daya
termal yang disediakan oleh sistem kolektor (bidang heliostat dan penerima) ke puncak daya
termal yang dibutuhkan oleh generator turbin disebut multiple solar. Dengan kelipatan surya
sekitar 2,7, menara tenaga surya dengan fluida garam cair yang terletak di gurun California
Mojave dapat dirancang untuk faktor kapasitas tahunan sekitar 65%. (Berdasarkan simulasi di
Sandia National Laboratories dengan kode komputer SOLERGY). Akibatnya, menara listrik
berpotensi beroperasi untuk 65% tahun ini tanpa memerlukan sumber bahan bakar cadangan.
Tanpa penyimpanan energi, teknologi surya terbatas pada faktor kapasitas tahunan mendekati
25%.
Keterlambatan listrik dari molten-salt power tower diilustrasikan pada Gambar 2, yang
menunjukkan kemampuan loaddispatching untuk hari-hari biasa di California Selatan. Angka
tersebut menunjukkan intensitas matahari, energi yang tersimpan di tangki panas, dan output
tenaga listrik sebagai fungsi waktu dalam sehari. Dalam contoh ini, pabrik tenaga surya mulai
mengumpulkan energi panas segera setelah matahari terbit dan menyimpannya di tangki
panas, mengumpulkan energi dalam tangki sepanjang hari. Menanggapi permintaan beban

3. puncak di grid, turbin dibawa on line jam 1 siang dan terus menghasilkan tenaga hingga jam
11 malam. Karena penyimpanan, output daya dari generator turbin tetap konstan melalui
fluktuasi intensitas matahari dan sampai semua energi yang tersimpan di tangki panas habis.
Penyimpanan energi dan kemampuan pengiriman sangat penting untuk keberhasilan
teknologi menara tenaga surya, dan garam cair diyakini menjadi kunci untuk menghemat
penyimpanan energi yang efektif.
Gambar 2. Dispatchability daya menara cair-garam
Menara listrik harus besar agar ekonomis. Menara pembangkit listrik tidak modular dan
tidak dapat dibangun dalam ukuran lebih kecil dari piring / Stirling atau trough-listrik
pembangkit dan kompetitif secara ekonomi, tetapi pembangkit tersebut menggunakan blok
daya konvensional dan dapat dengan mudah mengirimkan daya ketika penyimpanan tersedia.
Di Amerika Serikat, Southwest sangat ideal untuk menara listrik karena tingkat insolasinya
yang tinggi dan biaya lahan yang relatif rendah. Lokasi serupa di Afrika utara, Meksiko,
Amerika Selatan, Timur Tengah, dan India juga sangat cocok untuk menara listrik.