Teknologi Penyimpanan Energi Udara Terkompresi Baru Diusulkan Di Tiongkok
KALBARNEWS.CO.ID (CINA) - Para peneliti dari Universitas Tenaga Listrik Cina Utara telah meneliti metode untuk meningkatkan efisiensi sistem penyimpanan energi udara terkompresi (CAES), yang digunakan untuk menyimpan kelebihan energi dari pembangkit listrik tenaga surya dan angin. Mereka berfokus pada teknologi penyimpanan isotermal dan operasi terkoordinasi dari piston cair dua tahap.
Teknologi CAES didasarkan pada prinsip mengompresi udara selama periode kelebihan listrik dan kemudian mengembangkannya untuk menghasilkan energi selama jam-jam permintaan tinggi. Namun, sistem CAES tradisional dianggap tidak efisien, karena udara menjadi sangat panas selama kompresi dan panas yang dihasilkan hilang.
Selanjutnya, tidak ada sumber panas selama proses ekspansi terbalik, dan efisiensi energi menurun. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti telah mengusulkan teknologi penyimpanan energi udara terkompresi isotermal (ICAES), di mana suhu udara dipertahankan pada tingkat yang hampir konstan.
Ini dicapai melalui piston cair, di mana udara dikompresi bukan oleh piston mekanis tetapi oleh cairan yang bergerak (seperti air) dengan kapasitas panas yang tinggi. Cairan disuntikkan ke dalam ruang kerja, secara efektif menghilangkan panas dan memastikan kompresi yang seragam dan pengurangan kehilangan energi.
Bekerja di bawah tekanan tinggi tetap menjadi kesulitan teknis utama, karena memerlukan volume cairan yang besar dan mempersulit pengoperasian sistem kontrol. Dalam upaya mengatasi keterbatasan ini, para ilmuwan Tiongkok telah mengusulkan penggunaan dua tahap piston cairan yang beroperasi secara berurutan.
Tidak seperti skema dua tahap klasik, di mana tahap kedua diluncurkan hanya setelah tahap pertama menyelesaikan operasinya, sistem yang diusulkan memungkinkan kedua tahap beroperasi secara bersamaan, dalam satu aliran. Ini memastikan kompresi udara yang berkelanjutan dan terkoordinasi.
Selain itu, sistem yang diusulkan mencakup tangki bertekanan konstan tempat udara terkompresi disimpan di bawah tekanan hingga 10 MPa. Tekanan diatur oleh air: saat udara dimasukkan ke dalam, air akan tergeser, dan saat udara dilepaskan, air akan kembali lagi.
Desain ini memungkinkan untuk menstabilkan proses penyimpanan dan mengembalikan sebagian energi melalui pergerakan cairan. Dengan kata lain, sistem ini terdiri dari piston cairan bertekanan rendah dan tinggi tempat udara melewati dua tahap kompresi sebelum dimasukkan ke dalam penyimpanan.
Dalam mode pembangkitan, prosesnya terbalik: udara mengembang dan mengaktifkan mekanisme yang sama, yang sekarang beroperasi sebagai generator.
Model matematika yang dibuat oleh para peneliti menunjukkan bahwa, untuk parameter akumulasi (200 kW·h) dan tekanan penyimpanan (hingga 10 MPa) yang diberikan, efisiensi keseluruhan sistem berada pada sekitar 68%, yang secara signifikan lebih tinggi daripada unit CAES tradisional, yang efisiensinya jarang melebihi 50%.
Keuntungan utama dari teknologi yang diusulkan adalah kepadatan penyimpanan energi yang tinggi: berkat kompresi tahap, dimungkinkan untuk mengurangi volume tangki yang dibutuhkan lebih dari enam kali lipat. Sistem ini juga memiliki prospek skalabilitas yang baik: seseorang dapat menambahkan tahap tambahan untuk lebih meningkatkan tekanan dan kapasitas energi.
Para peneliti mencatat bahwa kekurangan teknologi baru ini meliputi konsumsi energi yang terkait dengan tekanan konstan di dalam tangki: sebagian energi dihabiskan untuk memindahkan cairan, yang agak mengurangi efisiensi keseluruhan.
Meskipun demikian, solusi yang diusulkan menunjukkan potensi yang cukup besar untuk digunakan dalam sistem energi hibrida dan dapat menjadi alternatif yang menjanjikan untuk baterai berukuran besar. (Tim Liputan)
Editor : Aan
