EN
Cara Sistem Termal Surya Demax Menyediakan Panas Proses Industri
Menyesuaikan keluaran termal surya dengan kisaran suhu penting dalam proses industri (80–400°C)
McKinsey menjelaskan bahwa permintaan tertinggi untuk pemanasan industri (lebih dari 50%) terjadi pada kebutuhan pemanasan di bawah 400 derajat Celsius. Oleh karena itu, Demax memfokuskan teknologi mereka pada kisaran suhu 400°C. Di sinilah sebagian besar proses industri di Amerika Serikat beroperasi. Fleksibilitas ini mencakup berbagai sektor industri, mulai dari pabrik pengolahan makanan yang memerlukan pemanasan antara 100 hingga 250 derajat, hingga produsen bahan kimia yang umumnya beroperasi pada kisaran 300 hingga 400 derajat. Desain modular mereka memastikan tidak ada energi yang terbuang karena sistem ini secara tepat memenuhi kebutuhan setiap proses tertentu. Selain itu, mereka menyediakan pemanasan yang sepenuhnya bersih untuk sterilisasi peralatan, pengeringan produk, serta penjalanan proses distilasi.
Teknologi inti: Integrasi parabolic troughs dan evacuated tubes dalam susunan modular solar thermal.
Sistem Demax mengintegrasikan dua jenis teknologi surya. Pertama, parabolic troughs (saluran parabola) yang memfokuskan sinar matahari langsung pada tabung penerima panas dengan suhu keluaran 150 hingga 400 derajat Celsius, yang beroperasi paling optimal di bawah sinar matahari langsung. Kedua, sistem ini menggunakan tabung hampa udara terisolasi vakum yang sangat efektif menangkap panas, bahkan ketika cahaya bersifat difus, sehingga sangat cocok untuk aplikasi bersuhu rendah. Ketika diimplementasikan dalam arsitektur hibrida, penelitian menunjukkan bahwa efisiensi meningkat hingga 24% dibandingkan sistem berbasis satu teknologi saja. Setiap modul memiliki luas sekitar 500 meter persegi dan menghasilkan energi termal sekitar 0,5 megawatt. Desain modular ini memungkinkan perusahaan menerapkan unit-unit tersebut secara bertahap seiring pertumbuhan kebutuhan produksi atau peningkatan fasilitas pabriknya.
Mengapa CSP Berkepadatan Rendah Lebih Cocok untuk Pemanfaatan Termal Surya di Sektor Industri
Manfaat dibandingkan CSP berkepadatan tinggi: Operasi lebih efisien pada suhu <250 °C, biaya operasi dan pemeliharaan (O&M) lebih rendah, serta kinerja unggul dalam kondisi beban parsial
Ketika menyangkut suhu operasi sekitar 250 °C, CSP konsentrasi rendah unggul dibandingkan CSP konsentrasi tinggi karena mampu memberikan peningkatan efisiensi termal dalam aplikasi uap—termasuk pengolahan makanan dan pencelupan tekstil—sebesar sekitar 15 hingga 25%. Alasannya adalah bahwa CSP konsentrasi rendah menggunakan sistem optik dan pelacakan yang kurang rumit, sehingga juga mengurangi kompleksitas operasional harian. Hal ini pada gilirannya menghasilkan pengurangan biaya perawatan operasional sebesar 30%, pengurangan signifikan terhadap waktu henti perawatan, serta keluaran energi termal yang konsisten, meskipun kondisi radiasi surya berubah sepanjang hari. Sebuah studi stabilitas termofluida yang dilakukan pada tahun 2023 menunjukkan bahwa pabrik dapat beroperasi secara termal cepat di siang hari dan juga tetap fleksibel secara termal pada hari-hari berawan.
Filsafat desain Demax berfokus pada keandalan, integrasi termal, skalabilitas modular, dan metode pengiriman panas langsung yang meminimalkan kehilangan selama konversi listrik.
Tim rekayasa Demax berfokus pada tiga bidang spesifik dalam desain mereka. Pertama, metode pengiriman energi yang hanya mengandalkan panas (thermal). Mereka mencatat bahwa sekitar 97% energi matahari yang ditangkap dimanfaatkan secara langsung dalam penangkapan panas, suatu pencapaian yang mengesankan dibandingkan metode lainnya. Kedua, desain modular dari rangkaian surya termal mereka memungkinkan ekspansi sistem yang mudah, sehingga menghilangkan kebutuhan akan perubahan besar-besaran dalam desain sistem. Instalasi skala kecil dimulai dari 500 kWth, namun dapat diperluas hingga mencapai beberapa megawatt. Selain itu, komponen-komponen sistem ini dapat dioperasikan secara terus-menerus hari demi hari. Pengujian di dunia nyata menunjukkan bahwa komponen-komponen mereka mengalami degradasi kurang dari 1% per tahun, bahkan dalam kondisi operasi ekstrem. Kombinasi pilihan desain ini memungkinkan produsen mencapai aspek paling penting dari sistem mereka: pembangkitan energi termal yang konsisten dan andal tanpa kerumitan sistem konvensional.
Mengintegrasikan Sistem Termal Surya dengan Proses Industri
Contoh: Sistem Termal Surya berkapasitas 1,8 MWth yang menyediakan uap bersuhu 125°C untuk pengolahan makanan di Spanyol (2023)
Pada tahun 2023, sebuah pabrik pengolahan makanan di Spanyol yang dilengkapi sistem termal surya Demax berkapasitas 1,8 MWth menjadi yang pertama di negara tersebut mampu menghasilkan uap pada suhu 125°C yang diperlukan untuk proses sterilisasi dan pembersihan peralatan uap. Sistem ini terintegrasi dengan salah satu sistem ketel yang sudah ada di perusahaan dan dilengkapi susunan tabung hampa udara surya berukuran besar seluas 2300 m², sehingga mampu mengurangi konsumsi gas alam sekitar 28%. Konfigurasi ini menghasilkan pengurangan emisi CO₂ tahunan sekitar 420 ton metrik. Selain itu, mengingat intensitas radiasi surya yang tinggi di Spanyol serta harga energi industri yang kompetitif, sistem ini secara finansial layak dioperasikan pada kapasitas penuh karena investasi pemasangannya dapat kembali secara ekonomis dalam waktu kurang dari lima tahun. Hal ini khususnya menguntungkan bagi perusahaan-perusahaan yang sebagian besar kebutuhan energi termalnya terjadi di siang hari—sejalan dengan ketersediaan energi termal surya.
Mengatasi sifat intermiten: Penyimpanan termal berbasis PCM yang memungkinkan pasokan panas siap guna selama 6–10 jam
Penyimpanan termal berbasis bahan perubahan fasa (PCM) membantu mengatasi masalah sifat intermiten energi surya untuk keperluan industri. Contohnya adalah pabrik di Spanyol yang menggunakan kapsul PCM berbasis hidrat garam. PCM tersebut menyerap kelebihan panas pada suhu sekitar 118 derajat Celsius dan melepaskan panas yang tersimpan berupa uap pada waktu berikutnya, sehingga memungkinkan pabrik beroperasi pada malam hari tanpa bahan bakar fosil sebagai cadangan. Pabrik ini juga telah mencapai pemanfaatan energi surya tahunan sekitar 92%, jauh lebih tinggi dibandingkan rata-rata 60–70% fasilitas lain yang menggunakan pemanas surya tanpa sistem penyimpanan. Teknologi PCM benar-benar menjadi pemicu perubahan signifikan bagi produsen di industri makanan, farmasi, dan kimia—di mana pasokan panas yang konstan sangat penting bagi kelancaran operasional.
FAQ
Rentang suhu berapa yang ditargetkan oleh sistem pemanas surya Demax?
Sistem pemanas surya Demax menargetkan kebutuhan pemanasan industri hingga suhu serendah 400 derajat Celsius.
Mengapa CSP konsentrasi rendah lebih disukai untuk aplikasi industri di bawah 250°C?
Di atas 250 derajat Celsius, biaya operasional/pemeliharaan serta potensi fluktuasi output panas menjadi permasalahan. Di bawah 250 derajat Celsius, sistem CSP konsentrasi rendah lebih murah dalam hal operasi dan pemeliharaan, serta lebih efektif dalam memenuhi kebutuhan output panas yang stabil, karena penurunan dan fluktuasi input panas dari sinar matahari tidak menjadi masalah.
Apa saja teknologi inti dalam sistem termal surya Demax?
Demax memiliki susunan modular sistem termal surya yang menggabungkan parabolic troughs (saluran parabolik) dan tabung hampa udara (evacuated tubes). Integrasi teknologi ini menghasilkan peningkatan efisiensi sebesar 24 persen, dibandingkan sistem yang beroperasi hanya dengan satu teknologi.
Bagaimana sistem Demax terintegrasi ke dalam proses industri yang sudah ada?
Dengan sistem Demax, proses industri yang sudah ada tetap tidak berubah, karena modifikasi hanya dilakukan pada sistem ketel. Perubahan ini memungkinkan proses memanfaatkan lebih sedikit gas alam dan menghasilkan emisi karbon yang lebih rendah.