Energi
Thermal Samudra OTEC
(Ocean Thermal Energy Conversion)
 |
| Gambar : Ocean Thermal Energy Conversion |
Energi Thermal Samudra OTEC
(Ocean Thermal
Energy Conversion) adalah pembangkit listrik yang
memanfaatkan perbedaan suhu di laut yang dalam dan di laut yang dangkal
yang digunakan untuk menggerakan mesin (generator).
Dan generator pada OTEC memiliki
prinsip “ semakin besar perbedaan suhu di antara laut yang dalam dengan laut
yang dangkal maka energi listrik yang dihasilkan akan semakin besar pula.”
Perbedaan suhu anatara laut dangkan dengan laut dalam, masing masing
memiliki reservoir ( reservoir laut dangkal dan reservoir laut dalam).
Perbedaan suhu dari kedua reservoir ini akan menyebabkan aliran kalor yang
dapat melakukan usaha.Hal ini memiliki prinsip yang sama seperti turbin uap dan mesin pembakaran,juga lemari es yang melawan
aliran kalor alami dengan “menghabiskan” energi. Sama seperti energi kalor dari
pembakaran bahan bakar, OTEC menggunakan perbedaan suhu oleh penyinaran
matahari pada permukaan laut sebagai bahan bakarnya.
Prinsip
Kerja
Pada teknologi konversi energy panas laut atau KEPL (Ocean Thermal Energy
Conversion, OTEC), siklus Rankine digunakan untuk menarik arus-arus
energy termal yang memiliki sekurang-kurangnya selisih suhu sebesar 20o
C. Pada saat ini terdapat dua siklus daya alternatif
yang dikembangkan, yaitu siklus Claude terbuka dan siklus tertutup. Siklus terbuka dengan mendidihkan air laut yang
beroperasi pada tekanan rendah, menghasilkan uap air panas yang melewati turbin
penggerak/generator. Siklus tertutup menggunakan
panas permukaan laut untuk menguapkan fluida penggerak dengan Amonia dan Freon.
Uap panas menggerakkan turbin, kemudian turbin bekerja menghidupkan generator
untuk menghasilkan listrik. Prosesnya, air laut yang hangat dipompa melewati
tempat pengubah dimana fluida pemanas tekanan rendah diuapkan hingga
menjalankan turbo-generator. Air dingin dari dalam laut dipompa melewati
pengubah kedua menguap menjadi cair kemudian dialiri kembali dalam system.
Dalam siklus Claude terbuka, air laut digunakan sebagai
medium kerja maupun sebagai sumber energy. Air hangat yang berasal dari
permukaan laut diuapkan dalam suatu alat penguap (flash evaporator)
dan menghasilkan uap air dengan tekanan yang sangat rendah, lk 0,02 hingga 0,03
bar dan suhu kira-kira 20o C. uap itu memutar sebuah turbin uap yang
merupakan penggerak mula bagi generatot yang menghasilkan energy listrik
(Gambar 1).
 |
| Gambar ; Sistem Kerja Pembangkit OTEC |
Karena tekanan uap itu rendah sekali
maka ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar. Setelah melewati turbin, uap
yang sudah dimanfaatkan dialirkan ke sebuah kondensor yang menghasilkan air
tawar. Kondensor didinginkan oleh air laut yang berasal dari lapisan bawah
permukaan laut. Dengan demikian, metode dengan siklus Claude ini menghasilkan
energy listrik maupun air tawar. Masalah dengan metode ini adalah bahwa
ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar oleh karena tekanan uap yang begitu
rendah. Sebagai contoh, sebuah modul sebesar 10 MW yang terdiri atas penguap,
turbin dan kondensor, akan memerlukan ukuran garis tengah dan panjang 100 meter.
Dalam kaitan ini maka metode kedua,
yaitu dengan siklus tertutup, merupakan pilihan yang pada saat ini lebih
disukai dan digunakan banyak proyek percobaan. Seperti yang terlihat pada gambar 2, air permukaan yang hangat dipompa ke sebuah
penukar panas atau evaporator, dimana energy panas dilepaskan kepada suatu
medium kerja, misalnya ammonia. Ammonia cair itu akan berubah menjadi gas
dengan tekanan kira-kira 8,7 bar dan suhu lk 21 C. Turbin berputar menggerakkan
generator listrik yang menghasilkan energy listrik. Gas ammonia akan
meninggalkan turbin pada tekanan kira-kira 5,1 bar dan suhu lk 11o C
dan kemudian dibawa ke kondensor. Pendinginan pada kondensor mengakibatkan gas
ammonia itu kembali menjadi bentuk benda cair. Perbedaan suhu dalam rangkaian
perputaran ammonia adalah 10o C sehingga rendemen Carnot akan
menjadi:
 |
| Gambar ; Prinsip Kerja Pembangkit Listrik OTEC |
Rendemen ini merupakan efisiensi
termodinamika yang baik sekali, namun di dalam praktek rendemen yang sebenarnya
akan terjadi lebih rendah, yaitu sekitar 2-2,5 %. Pada rancangan-rancangan
terkini suatu arus air sebesar 3-5 m3/s baik pada sisi air hangat
maupun pada sisi air dingin, diperlukan untuk menghasilkan daya sebesar 1 MW
pada generator. Selain ammonia (NH3), juga Freon R-22 (CHClF2)
dan Propan (C3H6) memiliki titik didih yang sangat
rendah, yaitu antara -30o C sampai dengan 50o C pada
tekanan atmosfer dan kurang lebih 30o C pada
tekanan antara 10 dan 12,5 Kg/cm2. Gas-gas inilah yang prospektif
untuk dimanfaatkan sebagai medium kerja pada konversi energy panas laut.
Peluang dan
Tantangan Energi Thermal Samudra
OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion)
Peluang
OTEC
(Ocean
Thermal Energy Conversion) memungkinkan orang-orang di
negeri-negeri tropis untuk seratus persen mandiri dalam memenuhi kebutuhan
energi mereka. Salah satu keutamaan OTEC dibandingkan dengan energi terbarukan
lainnya seperti tenaga angin dan surya, adalah panas laut tersedia sepanjang
siang dan malam. Ini adalah keuntungan bagi pulau-pulau tropis yang umumnya
memiliki jaringan listrik terbatas, terisolasi serta tidak mampu menanggung
pembagian beban daya yang tidak menentu.
Teknologi
OTEC juga akan mendukung dan mempercepat pertumbuhan ekonomi karena 24 persen
pengembangan industri berada di kawasan pesisir atau laut seperti transportasi
dan pariwisata. Potensi OTEC sangat luas. Satu meter persegi luas permukaan
samudra rata-rata menerima sekitar 175 watt iradiasi surya. Dengan demikian
jumlah total tenaga surya secara global yang diterima sekitar 90 petawatts.
Angka ini lebih dari 6.000 kali penggunaan energi total dunia. Jika kita hanya
memanfaatkan sebagian kecil dari energi itu, kita sudah punya cukup daya untuk
kebutuhan dunia.
Tantangan
1. Hilangnya panas karena
pengaruh gas isu terpenting dalam siklus Claude adalah adanya kontak langsung
atara gas dengan heat exchanger bnyak desin siklus Claude terdahulu menggunakan
sebuah kondensor permukaan karena sangat mudah dipahami. Bagaimanapun juga
kondensor kontak langsung memberikan beberapa kerugian. Ketika permukaan hangat
air laut mencapai pipa masukan, tekanan menurun di titik dimana gas mulai
berubah. Jika jumlah gas cukup significant, desain perngkap gas mungkin dapat
di benarkan.
2.Penggunaan komponen yang tepat
Evaporator,turbin,dan Kondenser dioperasikan
dalam keadaan hampa udara dengan tekanan sekitar
3-1%tekanan atmosfer. Keadaan ini membawa beberapa implikasi. Pertama,system harus hati-hati dalam menjaga
tekanan atmosfer yang dapatmematika
system. Kedua, Volume dari uap bertekanan rendah sangat besar dibandingkan fluida yang bekerja dalam OTEC closed
system .Ini berarti bahwa komponen harus memiliki aliran yang besar
untuk memastikan bahwa kecepatannya tidak terlalu besar.
3. Konsumsi
daya yang tidak perlu oleh kompresor Pengembangan dalammengurangi daya terbuang dari kompresor sedang berlangsung.Setelahsebagian besar uap dikondensasi oleh condenser,gas yang tidak terkondensasi dilewatkan melalui
counter akan menurunkan reaksi uap-gasdalam factor5.
Referensi :
-
Buku New Step 1, training manual Toyota
-
Bahan Ajar dosen Ir. Prinadi, M.Sc.
-
Otomotif Plus
-
AP Physics – Thermodynamics
Tidak ada komentar:
Posting Komentar