Sde tm9-indo

PLTS Satelit,
Cerobong Surya (Solar Chimney),
Kolam Surya (Solar Ponds)
Tatap Muka ke-9

Asia
56%
Africa
13%
Middle East
3%
Western Europe
5%
Eastern Europe
7%
Our Hemisphere
13%
(US = 4%)
• Hingga 2025, dunia akan ketambahan 2 milyar lebih
penduduk, 56% dari populasi dunia akan berada di Asia, dan
66% akan hidup di daerah perkotaan sepanjang pantai
Populasi penduduk

Permasalahan Energi
• Akhir dari masa pemanfaatan minyak sdh dekat;
• Pertumbuhan kebutuhan energi akan meningkat 2 x dalam 30
tahun kedepan
• Ketidak amanan pasokan energi
• Munculnya potensi ketegangan internasional
• Namun tantangan terbesar yang harus segera diatasi adalah
ancaman Perubahan Iklim
• Pasokan utama tenaga listrik masih dibangkitkan oleh bahan
bakar fosil (85% of the total power globally).
• Dampak merusak lingkungan dari PLT fosil.
• Konflik politik Regional dan konflik lain dapat mengganggu
distribusi bahan bakar fossil .

• Pertumbuhan kebutuhan energi sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan populasi
penduduk
• Bahan bakar fosil cair mungkin akan mencapai puncaknya sebelum energi alternatif
bisa on line menggantikannnya yang menyebabkan ketidak mampuan mensupply
kebutuhan 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 listrik
beban dasar, 3) kebutuhan listrik beban puncak
Energy

• Naiknya produksi CO2 dapat merubah iklim dunia, yang mungkin akan
menyebabkan:
– Kenaikan permukaan air lain dan hilangnya daerah pantai
– Naiknya intensitas badai tropis & humanitarian ops
– Perubahan iklim pertanian—menyebabkan terjadinya migrasi, dan pergeseran kekuatan, terjadi
konflik pertanahan dan kelompok
Perubahan Iklim

Perubahan iklim dan global warming akibat emisi
CO2 (IPCC scenarios)
• Tanpa pengukuran yang
tepat terhadap
pengurangan emisi CO2,
perubahan iklim akan
menjadi ancaman nyata
• Kebutuhan energi di
China’s dan India’s
menjadikan situasi semakin
parah
• Scenario terbaik akan
berbiaya mahal, namun
tanpa tindakan apapun
akan membawa biaya yang
lebih tinggi

Perubahan temperature bumi akibat global
warming oleh emisi CO2
o Meskipun dengan
skenario IPCC terbaik,
kenaikan temperatur
global hingga akhir abad
akan mencapai (1.8÷3.2
oC)
o Tanpa usaha apapun
kenaikan temperatur
dapat lebih dari 8 oC
o Kenaikan global
temperature akan
bertahun hingga ratusan
tahun

Effek dari global warming
• Kenaikan permukaan air laut akan berlanjut hingga ratusan
tahun bahkan bila konsentrasi gas rumah kaca telah
distabilkan
• Kenaikan Temperatures hingga 1.9 - 4.6 oC lebih panas dari
pada masa sebelum industrialisasi yang akan bertahan
ratusan tahun.
• Mencairnya es di kutub yang akan menaikkan permukaan air
laut hingga 7 m mirip kejadian 125,000 tahun yang lalu
• Karena perubahan penguapan akan merubah tanah subur
menjadin tandus yang terjadi di banyak tempat.
• Terjadinya kejadian-kejadian yang ekstrem dan merusak
(badai, tornado, badai salju yang sangat hebat, dll) yang
sangat mungkin timbul dalam waktu dekat atau nantinya

9
The Energy Challenge
Pilihan Energi Masa depan harus…
• Mengikuti sejarah menggunaan kayu, batubara dan minyak, energi ke – 4
harus:
– 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 20-30
tahun kedepan terbatas…
Source Clean Safe Reliable Base-load
Fossil Fuel No Yes Decades remaining Yes
Nuclear No Yes Fuel Limited Yes
Wind Power Yes Yes Intermittent No
Ground Solar Yes Yes Intermittent No
Hydro Yes Yes Drought; Complex Scheduling
Bio-fuels Yes Yes Limited Qty – Competes w/Food
Space Solar Yes Yes Yes Yes

“Clean” Teknologi untuk pasokan listrik
tdk 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

Naiknya biaya produksi KWh melalui
teknologi listrik “bersih”
“CLEAN” ELECTRICITY
TECHNOLOGY
KWh DIRECT PRODUCTION COST %
OF EXISTING BASE LOAD AVERAGE KWh DIRECT
COST (~ 6 cents)
Carbon Capture and Storage
(CCS) Power Plants
135-160 % (8-10 cents)
Nuclear Fission (New Power
Plants 3500 EURO/KW)
130-160 % (7.5-10 cents)
Wind Parks (With Energy
Storage System)
140-160 % (onshore) (8.5-10 cents)
180-200 % (offshore) (11-12 cents)
Desert Solar Concentrating
Parks (With Energy Storage
System)
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 very
high (>1000 %) (>30 cents)

Permasalahan utama pada teknologi listrik
“bersih”
“clean” Technology Permasalahan uatam
Carbon Capture and Storage
(CCS) Power Plants
-Permasalahan terbesar dari teknologi CCS adalah menetapkan
tempat yang tepat dan aman untuk menyimpan CO2, meyakinkan
penduduk setempat bahwa penyimpanan tersebut aman.
Nuclear fission power plants - Menetapkan tempat yang tepat untuk pembangunan PLTN yang
baru
- Yang bisa mengakomodasi nuclear waste
- Menghindari pemnafaatan untuk dijadikan senjata nuclear
Wind Parks (inshore or offshore)
with energy storage system
Karena sumberdaya yang tidak konstan, dierlukan energy
storage system yang besar dan mahal
Solar Concentrating power plants
- Cermin pemusat energi surya benyak membutuhkan air untuk
membersihkan dan mendinginkan
- Secara relatif biaya investasi besar dan biaya langsung untuk
menghasilkan KWh juga tinggi
Solar Photo-Voltaic power plants
Biaya investasi dan biaya produksi langsung kWh sangat mahal
Biomass power plants - Membutuhkan sangat luas lahan yang subur (energi untuk yang
kaya atau bahan makan ountuk yang miskin)
-secara keseluruhan efisiensinya rendah
Nuclear fusion - Masih dlm tahap laboratorium dengan hasil meragukan
- Melepaskan energi panas ke lingkungan

Kehilangan teknologi pembangkitan listrik
yang ideal
• Solusi yang ideal untuk memberhentikan atau
mambatasi proses perubahan iklim dibawah suatu
level yang aman adalah harus berdasarkan pada
teknologi pembangkitan tenaga listrik yang bebas
carbon yang dapat mensuply 50 % proyeksi
kebutuhan tenaga listrik dari bahan bakar fosil,
termasuk listrik untuk transportasi

Teknologi pembangkitan tenaga listrik Ideal
untuk 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 juga
rendah
• Teknologinya mudah dan cepat dikembangkan, menggunakan
material yang ada dan menggunakan tenega kerja lokal untuk
membangunnya 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)

• Apakah terdapat teknologi pembangkitan
listrik 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 dekat
dengan ideal technology

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK SURYA SATELIT
(PLTS SATELIT)

9:32 PM 17
Konsep Dasar
• Solar Power Satellites menyediakan cara terbaik untuk pembangkitan tenaga
listrik
• 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 orbit
geostationary yang menggunakan microwave power transmission untuk
mentransfer daya ke antenna yang sangat besar di bumi dimana dayanya
dapat dipakai untuk menggantikan daya dari pembangkit conventional.

18
Capabilities and Challenges
Apakah Space Solar Power? (Tenaga Surya Angkasa)
• Energi Surya ditangkap di angkasa oleh
suatu photovoltaic arrays yang besar dan
ditransmisikan melalui suatu coherent
microwave atau sinar laser ke penerima di
bumi dimana selanjutnya dikonversikan
menjadi base-load electric power, low-
intensity charging power, or synthetic fuels
• Cahaya matahari ditangkap di angkasa
beberapa kali lebih efektif dalam
menyediakan continuous base load power
dibandingkan dengan suatu array panel
surya yang dipasanag di permukaan bumi
• Solar Based Satelit Power (SBSP) sudah
dipelajari sejak 1970’s oleh
DOE, NASA, ESA, and JAXA, tetapi secara
umum gagal untuk dapat dilanjutkan karena
tidak ada organisasi yang bertanggung
jawab untuk keduanya program ruang
angkasa keamanan pasokan energi
Space Solar
Solar Intensity
1,366 W/m2
Solar Intensity
1,000 W/m2
No Night
Night Loss
Min Weather
Weather Loss
Ground Solar

19
Apabila hal ini sdh pernah dipelajari apa yang berubah?

20
Keamanan dan pilihan Space Solar Power
• Space Based Solar Power (SBSP) adalah pilihan
teknologi jangka panjang yang menarik yang
melibatkan sinergi antara Keamanan Energi,
Keamanan Angkasa dan Kemananan Nasional
• Japan, China, India & EU telah melihat potensi ini
• Tantangan teknik yang paling berarti adalah
pengembangan
– Low-cost re-usable space access
– Demonstration of space-to-Earth power
beaming
– Efficient and light space-qualified solar arrays
– Space Assembly, Maintenance and Servicing,
and
– Large in-space structures

21
Energy Security Environmental Security
National NeedsEconomic Competitiveness
SPACE-
BASED
SOLAR
POWER

22
SBSP 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
Seberapa besar sumber daya SBSP ?
Annual World
Energy Demand
(All Forms)
Remaining Oil Reserve
of 1.285 TBBL
= 249.4 TW-yrs
More and more of this oil will have to be
used to recover remaining reserves
All Recoverable Oil
~250 TW-yrs
363 TW-yrs
Total area of a cylinder of 1km width and
perimeter at GEO (w*2*pi*r). In reality, you
would not build a ring, and individual
powersats could be turned normal to the
Sun. However a ring establishes the max
upper limit of energy and is a good
approximation. For a ring, max limit of
actual radiation available in a 1km band
must be reduced by self-shielding
(pi/2), and perhaps worst inclination
degrees (cosine of 23 degrees = .92)
15 TW (2007)
30 TW (2025)
50 TW (2050)
Annual energy Available
in just 1 km of GEO
~212TW-yrs
Annual Oil Production ~8TW-yr
Annual Energy-to-Grid On-Earth 21 TW
assuming 10% Solar-to-Grid of 1 km

24
Seberapa besar sumber daya GEO surya?
Setiap Kilometer-lebar pita pada GEO menerima energi pertahun
mendekati sebanyak sisan cadangan minyak dunia 1.28 T BBls
1 year x 1 km wide band
≈ 212 TW-years
All Remaining Oil Resource
≈ 250 TW-years
1km

25
Seberapa 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 yang
dibutuhkan oleh proyeksi
populasi dunia pada taraf hidup
modern (50TW)

26
Batasan SBPS
• Diasumsikan setiap SPS menghasilkan 5GW:
• Dibutuhkan 4 SPS dibangun pertahun untuk memenuhi pertumbuhan energi listrik
di US saat ini (2% of 1 TW, or 20 GW)
• Dibutuhkan 200 SPS untuk menggantikan kapasitas pembangkit saat ini di US 1
TW (70% Fossil Fuels, 50% Coal)
• Dibutuhkan 742 SPS untuk memenuhi kebutuhan listrik dunia 3.7TW, dengan
jarak setiap 357 km
• Dibutuhkan 10 SPS untuk menggantikan kapasitan pembangkitan saat ini di Mexico
atau Korea Selatan;1 untuk Nigeria, 5 untuk Thailand, dll,
• Diperlukan 10,000 SPS untuk memenuhi Total Energy Demand di dunia pada
tahun 2100, diasumsikan 50TW (50,000GW, or 5KWe untuk setiap orang dari 10
milliar penduduk dunia)
5 GW

9:32 PM 27
Komponen Dasar SBSP
• Suatu solar kolektor yang sangat
besar, biasanya dari solar cells.
• Konversi dari D.C. ke Microwave melalui
magnetron.
• Antena transmisi sub array di satelit yang
mengarah ke bumi.

9:32 PM 28
Cara kerja Magnetron

9:32 PM 30
Keuntungan dibandingkan tenaga surya di bumi
• Intensitas cahaya matahari lebih tinggi krn tidak ada
udara
• Pada geosynchronous orbit, 36,000 km (22,369
miles) suatu SPS akan menerima cahaya matahari
terus menerus sepanjang waktu
• Daya dapat di arahkan ke sebarang lokasi sesuai
kebutuhan .
• Tidak terdapat polusi udara dan air selama proses
pembangkitan tenaga listrik

9:32 PM 31
Spesifikasi
1. Antena Satellite harus antara 1 s/d 1.5 kilometers
diameternya dan rectenna di bumi sekitar 14 kilometers kali
10 kilometers .
2. Luas Kollector harus antara 50 (19 sq miles) and 150 square
kilometers (57 sq miles)
3. Daya yang dibangkitkan dapat mencapai 5 - 10 Gigawatts
• “Bila suatu space power station terbesar dibangun
dan dioperasikan 24 jam sepanjang hari setahun
penuh, dapat menghasilkan output setara dengan 10
buah PLTN 1000 MW.”

36 9:32 PM
Microwave Power Transmission
Bagaimana daya listrik mencapai bumi?
Dari Satellite
• Daya dari satelit dikirimkan ke bumi menggunakan microwave
transmitter
• Daya yang diarahkan diterima melalui “rectenna” di bumi

9:32 PM 37
Microwave Transmission
1. Sinar microwave dengan frequency 2.45 GHz
2. Daya yang dipancarkan masih dibawah level
yang mematikan meskipun untuk jangka waktu
yang lama
3. Efisiensi yang tinggi hingga 85%
4. Dapat menyebabkan gangguan interference
dengan communication satellites
5. Aman untuk pesawat yang terbang melaluinya.

9:32 PM 38
Rectenna
“suatu antena yang terdiri dari jaringan
dipoles dan diodes guna menyerap energi
microwave dari transmitter dan
mengkonversinya menjadi daya D.C. ”
• Microwaves diterima dengan efisiensi
sekitar 85%
• 95% dari sinar akan jatuh ke rectenna

9:32 PM 39
Basic block diagram

9:32 PM 40
Daya yang ditangkap rectenna
• Tegangan di terminal rectenna adalah sama
dengan medan listrik dikalikan panjang efektif.
VT =El
• Setengah daya yang ditangkap dilepaskan
balik dan setengahnya dikirimkan ke beban.
PT = VT
2 /4RT

9:32 PM 41
Rectification
• 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)

9:32 PM 42
Full-Wave Vs Half-Wave Rectification
• Why full wave
rectification?
-Large Vmin
-Smaller ripple factor
• Full wave rectification
by two diodes.
• Diode’s inputs 180
degrees out of phase.

9:32 PM 43
Rectenna Design
• Saat ini terdapat dua desain berbeda
– Wire mesh reflector
• Dibangun pada rangka yang kokoh diatas
tanah
• Secara visual transparan sehingga tidak
mengganggu kehidupan tanaman
dibawahnya
– Magic carpet
• Suatu Material digelar di tanah

9:32 PM 44
Wire mesh reflector

9:32 PM 46
Rectenna Issues
• Size
–Miles across
• Location
–Aesthetic
–Near population center
• Health and environmental side effects
–Although claim that microwaves would be
safe, how do you convince people

9:32 PM 47
Design Features
• LEO satellite: untuk mengurangi biaya peluncuran, dan
mengurangi ukuran transmitting antenna, ketinggian satelit
hanya sekitar 1000Km .
• Power output: berkisar antara 5GW hingga 10GW
• Microwave beam : rectenna di tanah dengan diameter 3Km
dan transmitting antenna dengan diameter 100m .
• 5-10 GW satellite mengirimkan microwave power
– Tidak berada pada geosynchronous orbit, melainkan di low
orbit 1000 km
– Jauh lebih murah menempatkan satelit di low orbit
– Dibutuhkan waktu 200 detik untuk mengirimkan daya ke
rectenna

The Solar Chimney
(Cerobong Surya)
Pada 1978, disarankan oleh Professor Schlaich of
Stuttgart university bahwa daya dapat dihasilkan
melalui suatu hybrid solar system.
The solar chimney system terdiri dari tiga komponen;
collector, turbines dan chimney.

Fig. 1 The Prototype Manzanares Solar Chimney .
Terdapat banyak metoda untuk menggunakan solar energy , dan
Solar Chimney adalah salah satunya, yang dapat dilihat sbb.

Parts of the Solar Chimney
Collector
Collector adalah
bagian yang
digunakan untuk
menghasilkan udara
panas oleh efek
green-house. Biasanya
tingginya 5-6 meters
dan menutupi area
yang sangat luas
ribuan m², seperti
pada fıg. 2.
Fig. 2 The Collector [2].
Collector

Karena kaca menaikkan masa dari atap, kolector dari kaca harus
memiliki konstruksi yang kuat fig. 3.
Fig. 3 The glazed collector roof of Solar
Chimney
• Tidak terdapat batasan luas
area. Semakin luas
permukaan semakin banyak
energi yang dihasilkan dari
cerobong.
• Menuju cerobong permukaan
kolector harus lebih tinggi
guna meminimumkan rugi-
rugi.
• 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.

Turbines
Turbines, figure 4, digunakan untuk mengkonversikan aliran udara
menjadi energi mekanis.
Fig. 4 Turbine for Solar Chimney Power
Station [2].
Turbines diletakkan secara
horisontal dalam cerobong,
secara vertikal dalam
kolektor. Agar
mendapatkan energi
maksimum dari udara yang
dipanaskan, sudu turbin
harus menutupi seluruh
area cerobong.
Untuk itu, satu turbin besar
atau beberapa turbin kecil
dapat dipasang pada
cerobong fig.5. dan fig. 6.

Fig. 5 Turbine with large diameter [5]. Fig. 6 Small turbines [5].

Cerobong
Bagan yang paling penting
adalah cerobong fıg. 7.
bertindak sebagai mesin
thermal. Karena rugi
gesekan di cerobong ,
sehingga seperti tabung
bertekanan.
Semakin tinggi cerobong
semakin banyak energi yang
dihasilkan.
Efisiensi cerobong tidak
tergantung pada jumlah
kenaikan temperatur tetapi
tergantung pada temperatur
luar.
Chimney
Fig. 7 The chimney [2].
Jadi , efisiensi berbanding langsung dengan
rasio antara tinggi cerobong dan
temperatur luar

Fig. 8 Free-standing [5]. Fig. 9 Guyed Tubes [5].
Terdapat dua tipe cerobong yang digunakan. Free standing chimneys
and guyed tubes (Fig. 8. and fig. 9. ) .
Umur dari free standing chimney lebih panjang dari pada guyed tubes.
Dapat bertahan hingga ratusan tahun.

Prinsip kerja Cerobong Surya
• Atap transparan fıg. 10, 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.
• Dibandingkan dengan collector dan
turbine, efisiensi cerobong relative
rendah. Misalnya untuk ketinggian
1000 meters, efisiensi cerobong
sekitar 3%.
Fig. 10 Transparent roof.

• Karena udara dipanaskan, akan bergerak naik dan menuju
cerobong fıgure 11. juga kecepatannya naik.
• Udara yng dipanaskan masuk
cerobong yang berada
ditengah atap akan
menciptakan dorongan
keatas.
• Dalam corobong, turbin dan
generator menghasilkan listrik
.
Fig. 11 Schematic seen of
the solar chimney [6]

Heat Output
Collector Area Solar Radiation
Specific heat capacity
of the air
Mass flow
Collector Efficiency
The temperature
differences between the
collector and out flow
Air speed at collector outflow
Specific dendsity of air at
temperature To + ΔT at collector
outflow
Chimney cross-section area

Technology
• 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.

Energy Storage di Collector
Karena collectors menghasilkan udara panas melalui green house effect, untuk
menghasilkan listrik pada malam hari, tabung-tabung berisi air diletakkan dibawah atap
fıg. 12.
• Air dipanaskan pada siang hari dan melepaskan panasnya pada malam hari
• tabung-tabung ini hanya diisi sekali , tidak diperlukan lagi pengisian air, karena tabung
tatap tertutup setelah diisi air.
• volume air di tabung dipilih sesuai dengan lapisan air dengan kedalaman 5 – 20 cm
tergantung output yang diinginkan.
Day Night
Fig. 12 Principle of heat storage underneath the roof using water-filled black tubes

Fig. 13 Energy production costs from solar chimneys, coal and
combined cycle power plants depending on the interest rate [8].

The Mildura Solar Chimney
• Solar Chimney dengan tinggi 1000
meter di Mildura, Australia,
merupakan bangunan tertinggi yang
pernah dibuat manusia dapat
menghasilkan listrik 200MW . Seperti
pada fig. 14.
• 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).
• Pemerintah Australian mentargetkan
2% energi diproduksi dari renewable
hingga 2010 (9500 GWh).
Fig. 14 Construction of a
chimney [2].

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.
 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 .
Kerugian

Floating Solar Chimney Technology
(Teknologi cerobong surya mengambang)
Teknologi FSC adalah teknologi surya dengan biaya
yang kompetitif yang dapat menyelesaikan masalah
energi dan mengatasi tantangan global warming yang
menjamin pembangunan berkelanjutan

Gambaran SAEP (Solar Aero-Electric power
plant) dengan Cerobong Surya Mengambang
suatu SAEP terbuat dari tiga
komponen:
• Solar colector yang besar
(biasanya lingkaran) dengan
atap transparan yang ditopang
beberapa meter diatas tanah
(Greenhouse)
• Suatu silinder yang tinggi,
pendorong panas keatas,
silinder berada pada pusat
lingkaran Greenhouse
(Floating Solar Chimney)
• Sekumpulan turbin udara
beserta generatornya
disekitar dasar dari cerobong
(Turbo Generators).

Bagaimana SAEP bekerja
• Energi surya
memanaskan tanah
dibawah greenhouse
tentunya serta udara
didalamnya (greenhouse
effect).
• Udara panas cenderung
keluar menuju cerobong
surya ke atmosfir diatas,
yang akan digantikan
dengan udara sekitar
yang dingin.
• Aliran ketas udara panas
ini melepaskan energi
thermodinamic ke turbin
udara dan generatornya
menghasilkann listrik

Solar Aero Electric Power Plants (SAEPs) mirip
dengan Hydro Electric Power Plants
• SAEPPs mirip dengan “Hydro-Electric” Power Plants
• Oleh karena itu dinamakan “Solar Aero-Electric” power
plants (SAEPs)
• Turbin udaranya mengkonversi energi dinamic dari tekanan
udara keatas (karena gaya tekanan) menjadi energi putaran,
seperti halnya pada Turbin Air mengkonversi energi dinamic
dari air (karena grafitasi) menjadi putaran.
• Pada kedua jenis Power Plants, Output Dayanya sebanding
dengan H (ketinggian dorongan udara keatas pada Floating
Solar Chimney atau tinggi jatuh air pada Dam)

History (1)
• Pada tahun 1926 Prof
Engineer Bernard Dubos
mengusulkan kepada
French Academy of
Sciences pembangunan
Solar Aero-Electric Power
Plant di North Africa
dengan cerobong
suryanya diletakkan pada
kemiringan suatu tebing/
gunung

History (2)
• Proposal Prof Dubos proposal akhirnya
diabaikan karena terlalu mahal
• Pada tahun 1980 dengan dana dari
German government,
• Prof Engineer J. Schlaigh membangun
prototip kecil solar Aero-Electric
power plant berkapasitas 50 KW di
Manzanares Spanyol
• Cerobong surya dengan ketinggian
196 m , dengan diameter internal 10 m
• Luas Greenhouse 45.000 sqm
• Prototype ini sukses beroperasi selama
8 tahun

Cerobong Surya Mengambang
• Cerobong Surya
Mengambang terbuat dari
setumpukan balon
berbentuk tabung
• Tabung ini lebih ringan dari
udara karena didalamnya
gas yang lebih ringan dari
udara (He or NH4)

Potongan dari Floating Solar Chimney
Compressed air
Lifting gas
Inner
Fabric

Gambaran dari Floating Solar Chimney
yang mendapat dorongan angin
• Bagian utama dari floating solar
chimney adalah lebih ringan dari
udara, silinder pendorong udara
panas keatas terbuat dari
setumpukan balon tabung yang
diisi gas lebih ringan dari udara
(He, NH3).
• Silinder pendorong udara keatas
terbuat dari tumpukan bagian-
bagian diletakkan secara terpisah
pada dasar kuat melalui bagian
bawah berbentuk accordion .
• Ujung berbentuk accordion ini
akan melengkung di salah satu sisi
apabila strukturnya tertekuk,
mengamankan agar udara panas
tidak lepas dari bawah.
Direction of Wind
Main
Chimney
made of
parts
Heavy
Mobile Base
Folding Lower
Part
Chimney
Seat

The seat, the heavy base and a small part of the
Floating Solar Chimney
Upper Ring of
the heavy base
Strong fabric of
the heavy base
Lower ring of the
heavy base
Accordion type
folding lower
part
Seat of the
floating solar
chimney
Lifting Tube
Filled with lifting
Gas
Supporting Ring
Inflated or
Aluminum tube
Inner fabric wall
Upper Ring of
the heavy base
Strong fabric of
the heavy base
Lower ring of the
heavy base
Accordion type
folding lower
part
Seat of the
floating solar
chimney
Lifting Tube
Filled with lifting
Gas
Supporting Ring
Inflated or
Aluminum tube
Inner fabric wall

The body with the heavy base of the Floating Solar
Chimney is inclining due to external winds
Wind direction

Annual efficiency (% of horizontal solar irradiation on the
greenhouse area) of SAEPs as function of the Floating Solar
Chimney height
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0
0.5
1
1.5
2
2.5
variable height of Floating Solar Chimney in m of internal diameter 60m
efficiency%
SAEPP of 4sqKm solar collector in a place of annual solar irradiation 1750KW/sqm

Solar Aero-Electric power plant daily
operation due to thermal storage effect
0 5 10 15 20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
solar time in hours
producedpower%andsolarirradiation%
SAEPP of 4MW ,DD=1000m,H=700m,d=34m,Wy=1750KW/m2
ground only
plus tubes
-Ground only (blue)
-Ground plus artificial thermal storage (green)
-Solar irradiance % (red)

Efek angin terhadap ketinggian operasional dari FSCs
• Karena sifat menekuk dari FSC,
ketinggian operasional akan turun
apabila mendapat dorongan
angin
• Ketinggian operasional rata-rata
tahunan dari FSC menurun
tergantung dari rata-rata
kecepatan angin tahunan
• Sebagai contoh, untuk kecepatan
angin rata-rata 3 m/sec dan gaya
naik adalah 50% tekukan untuk
kesepatan angin 10 m/sec, rata-
rata ketinggiannnya turun 3.7%.
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Áverage annual wind speed in m/sec
weibull constant k=2; decline 50 % for v=10 m/sec
decreaseinFSCHeight%

Produksi Hydrogen dengan SAEPs
• SAEPs dikombinasikan dengan unit elektrolisis yang tepat
dapat memproduksi hydrogen and oxygen.
• Karena harga kWh listriknya dari SAEPs murah, sehingga harga
Hydrogen dapat kurang dari 2.0 EURO/Kg.
• Hydrogen dapat digunakan dalam teknologi fuel cell sebagai
bahan bakar alternative

Teknologi Floating Solar Chimney
karakteristik utamanya (1)
 Karena tanah sebagai penyimpan panas (bila perlu diperkuat dengan
artificial thermal storage) akan menghasilkan profil daya listrik yang
kontinu (24x365) dimana rata-rata hariannya sebanding dengan daily
solar horizontal irradiation (direct and diffuse). Sehingga produksi
listriknya dapat masuk ke jaringan listrik tanpa kendala
 Merupakan teknologi pembangkitan tenaga listrik berbiaya murah,
sehingga biaya langsung produksi listriknya rendah (kurang dari 6
cents/KWh)
 Teknologinya sangat sederhana dan dapat diterapkan di hampir semua
benua menggunakan tenaga kerja lokal. Pembangkit listrik dapat
dioperasikan dan dipelihara oleh tenaga kerja lokal
 Bahan konstruksi pembangkitnya sudah tersedia dan hampir semuanya
recycleable
 Pembangkit ini dapat dibangun secara cepat

Teknologi Floating Solar Chimney
Karakteristik utamanya (2)
 Teknologi ini tidak memproduksi CO2 atau polusi lain ke lingkungan lokal
maupun global
 Teknologi ini tidak membutuhkan air pendingin maupun pembersih
 Lokasi terbaik untuk aplikasi teknologi ini adalah didaerah gurun atau semi gurun
dimana 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 dapat
digunakan untuk pertanian
 Teknologi ini dapat digunakan (project under research) untuk water desalination

Optimasi Dimensi dan Kapasitas SAEP
• Karena biaya yang rendah dari struktur FSC , kapasitas optimum dari
SAEP adalah sekitar ~ 2.5-4.5 MW
• Greenhouse harus dengan luas sekitar 100 ha (1 Km2)
• FSC harus dengan ketinggian sekitar 600m-800m dengan internal
diameter 35-40 m
• Apabila SAEP ini dibangun di daerah dengan annual horizontal solar
irradiation 1650 -2200 KWh/m2 dapat menghasilkan listrik 10-20
GWh/tahun

Perkiraan biaya konstruksi dari Solar Aero-
Electric power plants (SAEPPs)
• Perkiraan biaya konstruksi dari glassed roof greenhouse ~ 6
EURO/sqm.
• Turbin udara, Gear boxes, Electric generators, electric
transformers, switchgears and cabling ~ 300 EURO/KW of rating
power
• Perkiraan konstruksi Floating Solar Chimney ~ 80X(Η Χ d) in EURO
• Jadi glass roof SAEPP, membangkitkan 20 GWh/tahun di daerah
MENA (horizontal irradiation>2000 KWh/sqm/y), dengan kapasitas
daya ~4.5 MW, pada area seluas ~1.0 square Km, dan dengan FSC
ketinggian H~800m dan diameter d=40m, membutuhkan biaya ~10.0
million EURO

Menutupi kehilangan 50% base load
electricity dunia yang “bersih”
• Kebutuhan listrik tahunan (2008) ~20.000 ΤWh
• Teknologi pembangkitan tenaga listrik berbahan bakar fosil ini
menghasilkan ~28 billion tons CO2
• Kebutuhan listrik tahunan akan meningkat 2 x dalam 30 tahun
kedepan. Pada 2040 perkiraan kebutuhan listrik dunia ~45.000
ΤWh
• Pembangkitan tenaga listrik dengan teknologi “bersih”
keseluruhannya diperkirakan tidak lebih dari 50%
• Penerapan skala besar teknologi Floating Solar Chimney di gurun
atau daerah dapat menghasilkan kehilangan 50% kebutuhan listrik
(22.500 TWh), secara cost effective, dan menghilangkan ancaman
global warming

Kebutuhan investasi pada teknologi FSC untuk 50%
kebutuhan pembangkitan tenaga listrik
• Suatu pilihan yang cost effective, guna meminimumkan emisi CO2 , SAEPs
dengan Floating Solar Chimneys berkapasitas 160 GW, dapat menghasilkan
listrik >750 TWh pertahun
• Investasi keseluruhan dari pilihan ini tidak lebih dari 380 billion EURO/year
atau 11.5 trillion EURO untuk 30 tahun kedepan
• Investasi ini kurang lebih sama dengan kalau membangun pembangkit
listrik berbahan bakar fosil dengan jumlah kapasitas yang sama
• ΙΕΑ memperkirakan biaya kebijakan mengatasi perubahan iklim sekitar 45
trillion 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 36
million sqKm

Perbandingan Biaya
Produksi dan Biaya
Investasi dari berbagai
teknologi energi

Kesimpulan
 Teknologi Floating Solar Chimney adalah serius menjanjikan , merupakan
inovasi teknologi pembangkitan tenaga listrik.
 Teknologi ini sudah menjadi proyek penelitian bertahun-tahun oleh berbagai
institusi yang ditunjang dengan hasil-hasil percobaan.
 Teknologi FSC Power Plants dapat dibangun menggunakan peralatan dan
material yang ada saat ini.
 Teknologi ini biayanya kompetitif dengan teknologi pembangkitan tenaga
listrik lainnya.
 Teknologi Floating Solar Chimney, didukung oleh teknologi renewable saat ini
atau zero carbon emission, dapat menutupi kebutuhan energi dunia,
menghilangkan tantangan global warming dan mengamankan pembangunan
dunia yang berkelanjutan

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.

• Solar pond power plant menggunakan efek pemisahan air sebagai
dasar dari colector
• Suatu kolam berisi brine (campuran air & garam) berfungsi sebagai
colector sekaligus menyimpan panas
• Air dibagian bawah kolam bertindak sebagai penyimpan panas
utama dimana panas akan diambil
• Lapisan air dan dasar kolam berfungsi sebagai penyerap panas
radiasi surya baik direct radiation maupun diffuse radiation
• Oleh karena distribusi konsentrasi garam dalam kolam semakin
tinggi sesuai kedalaman air, maka penguapan di permukaan air
dapat dikurangi
• Temperatur sekitar 80 oC gingga 90 oC bisa dicapai pada kolam
bagian bawah
• Air panas tsb dpt digunakan sebagai fluida untuk menghasilkan uap
bagi pemutar turbin
Solar pond power plant

Tipe dari SOLAR PONDS
• 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 PONDS
• Contoh 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.

NONCONVECTING SOLAR PONDS
• Terdapat 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 consentrasi yang bervariasi. karena density dari
brine naik bersamaan dengan naiknya salt concentration,
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.

• As sunlight enters the pond, the water and the lining absorb
the solar radiation. As a result, the water near the bottom of
the pond becomes warm up to 93.3°C. Although all of the
layers store some heat, the bottom layer stores the most.
Even when it becomes warm, the bottom layer remains
denser than the upper layers, thus inhibiting convection.
Pumping the brine through an external heat exchanger or an
evaporator removes the heat from this bottom layer.
Another method of heat removal is to extract heat with a
heat transfer fluid as it is pumped through a heat exchanger
placed on the bottom of the pond [3].

• Tipe lain dari nonconvecting pond, adalah membrane pond,
membatasi convection dengan secara fisik memisahkan
lapisan2 dengan transparent membranes yang tipis.
Sebagaimana pada salt gradient ponds, heat diserap pada
lapisan bawah. Pada fig. 2 dapat dilihat contoh salt gradient
solar pond.

Fig. 2 Salt Gradient Solar Pond [7].

APLIKASI
• Produksi garam (for enhanced evaporation or purification of
salt, that is production of ‘vacuum quality’ salt)
• Aquaculture, using saline or fresh water (to grow, for
example, fish or brine shrimp)
• Dairy industry (for example, to preheat feed water to
boilers)
• Fruit and vegetable canning industry
• Fruit and vegetable drying (for example, vine fruit drying)
• Grain industry (for grain drying)
• Water supply (for desalination) [4].

 Process heat
beberapa studi menunjukkan bahwa aplikasi proses heat
lingkupnya cukup luas (i.e. water heated to 80 to 90
C.), apabila sejumlah besar air panas diperlukan, misal pada
textile processing and dairy industries. Udara panas untuk
penggunaan industri seperti pengeringan agricultural
produce, timber, fish and chemicals dan pemanasan ruangan
adalah aplikasi yang mungkin.

 Desalination
Kebutuhan air minum adalah masalah kronis di hampir
banyak daerah pedesaan. Di pedesaan pesisir pantai yang
remote dimana terdapat banyak air laut, solar ponds dapat
menyediakan solusi yang cost-effective untuk masalah air
minum. Biaya Desalination di daerah ini jauh lebih murah
dibandingkan dengan metoda reverse osmosis atau
electrodialysis/desalination process.

 Refrigeration
Aplikasi Refrigeration memiliki peluang yang cukup besar di
daerah tropis. Untuk kebutuhan mengawetkan produk
pertanian, vaksin, dengan cold storage dari teknologi solar
pond bersamaan dengan ammonia based absorption
refrigeration system

5. CONTOH2 SOLAR PONDS
 5.1 BHUJ SOLAR POND
 5.2 El PASO SOLAR POND
 5.3 PYRAMID HILL SOLAR POND

5.1 BHUJ SOLAR POND
• 6000 m2 solar pond di Bhuj, merupakan the first large-scale
pond in industrial environment untuk memenuhi kebutuhan
pemakai, mensuplai total 15 juta liter air panas untuk
industri dairy pada suhu rata2 sekitar 75 C

Fig. 3 The Bhuj Solar Pond [1].

• Merupakan percobaan pertama di India, yang berhasil
mendemonstrasikan penggunaan solar pond guna
mensuplai panas ke industrial user.

• The Bhuj solar pond menggunakan teknologi salt gradient
pond for industrial heating [9].
• The solar pond panjangnya 100 m dan lebarnya 60 m dengan
kedalaman 3.5 m. The pond diisi dengan air dan 4000 ton
garam untuk menjadikan dense brine [1].

5.2 EL PASO SOLAR POND
• 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.

Fig. 4 El Paso Solar Pond [10].

• The El Paso Solar Pond project began when the
University of Texas at El Paso discovered an existing pond
which has a 3350 square meter area and 3 meter depth
located at Bruce Foods, a canning plant in northeast El
Paso, Texas [10]. In figure 5 you can see another view of El
Paso Solar Pond.

Fig. 5 Closer View of El Paso Solar Pond [10].

• Over 90 graduate and undergraduate students have been
involved in the project, performing tasks ranging from
construction to applied research. In addition, numerous
students have done projects related to the pond, gaining
valuable experience in equipment design and
construction, lab techniques, problem
solving, instrumentation, and documentation [10].

• The solar pond provides a unique opportunity to do research
in such areas as double diffusive convection, wind/wave
interaction, flow in stratified fluids, and computer modeling.
In addition, the state of the art equipment on site provides
an excellent opportunity for energy efficiency studies, cost
analysis, system studies, heat exchanger [10].

5.3 PYRAMID HILL SOLAR POND
• Suatu konsorsium dari RMIT University, Geo-Eng Australia
Pty Ltd dan Pyramid Salt Pty Ltd telah menyelesaikan proyek
yang menggunakan 3000 m2 solar pond terletak di lahan
Pyramid Hill salt di northern Victoria guna menangkap dan
menyimpan solar energy menggunakan pond water yang
dapat mencapai hingga 80°C [11]. Fig. 6

Fig. 6 The Pyramid Hill Solar Pond [12].

6. Biaya dari SOLAR PONDS
• Dengan perkembangan teknologi, kebutuhan energi
masyarakat meningkat. Kebutuhan energi ini dapat
disediakan dari berbagai sumber energi konvensional seperti
batubara, minyak, geothermal, hidro dan nuklir. Sumber
energi ini memiliki kelemahan diantaranya keterbatasan
cadangan, masalah lingkungan dan keamanan, sehinga
diperlukan adanya sumber energi alternatif yang bersifat
renewable.

• Pyramid Salt akan menggunakan pond's heat bukan hanya
untuk produksi garam komersial tetapi juga untuk
aquaculture, khususnya memproduksi brine shrimps untuk
stock feed. Direncanakan tahap berikutnya untuk
menghasilkan listrik menggunakan panas yang tersimpan
dalam solar pond,sehingga menjadikan industri lokal dapat
mencukupi kebutuhan energinya sendiri.
• Pada tataran lokal hal ini cukup berarti untuk meningkatkan
taraf ekonomi penduduk setempat.

• Diantaranya adalah biomass, biogas, wind energy, wave
energy, hydrogen energy, and solar energy.
• Solar energy diantara sumber energi lain tersebut adalah
yang paling tersedia banyak dan merata. Pada fig. 7
membandingkan berbagai initial costs dari beberapa water
heating systems. Dan fig. 8 membandingkan biaya
pemeliharaan tahunan dan biaya bahan bakarnya.

Fig. 7 The Initial Costs of Several Water Heating Systems(1991
prices).

Fig. 8 Annual Maintenance And Fuel Expenses And The Sum Of These
Expenses For Different
Water Heating Systems (1991 Prices).

• Salinity gradient solar ponds, meskipun secara dramatis
lebih murah dari metoda disposal, mungkin masih menjadi
pilihan pada kondisi dimana harga listrik mahal atau jauh
dari jaringan. Lebih dari itu biaya aktual dari SGSPs mungkin
lebih murah bila faktor-faktor lain ikut dipertimbangkan,
seperti penghematan, lingkungan, dll.

Keuntungan dan kerugian
• Low 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 [15].

8. 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.

The Desertec project –Electricity generation in MENA’s
deserts and transmission to Europe (UHVDC lines)
• In the context of the EURO-MENA political framework (President Sarkozy
initiative) and the “Desertec” project, soon any European country or any other
proper institution or company can lease a semi desert land in Middle East or
North Africa (MENA) and build an array of SAEP’s (FSC Solar Farm) generating
continuous electricity of several GW
• The generated continuous electricity of several TWh per year could be
transmitted 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 could
transmitted to Europe
• The semi desert area needed in order to cover 50% of Europe electricity
demand (for 1% efficiency) is ~270Kmx270Km

Sde tm9-indo

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à Sde tm9-indo

Similaire à Sde tm9-indo (20)

Sde tm9-indo