Pemanfaatan energi panas matahari (Energi Solar Thermal) untuk sistem pendingin

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Energi panas matahari (Solar Thermal Energy) ternyata dapat pula digunakan untuk sistem pendingin. Prinsip kerja dar sistem ini menggunakan sistem refrgerasi absorpsi. Pembahasan sistem refrigerasi absorpsi sendiri telah dibahas di sini: Sistem Refrigerasi Absorpsi.

 

Jika dibandingkan dengan sistem refrigerasi kompresi uap (sistem yang umum digunakan saat ini), sistem refrigerasi absorpsi memang memiliki koefisien kinerja (COP) yang jauh lebih rendah, namun sistem ini lebih unggul jika energi panas tersedia secara gratis seperti panas matahari atau panas buangan sistem lain (contoh: panas buangan pembangkit listrik). 

Untuk memanfaatkan panas matahari pada sistem ini, energi panas matahari harus diserap pada medium tertentu (biasanya dalam bentuk fluida) dengan menggunakan solar collector, kemudian energi panas ini ditransfer untuk digunakan pada generator. Medium yang digunakan dapat berupa uap air panas (steam) atau air panas. Panas (kalor) yang dimiliki oleh medium ini kemudian diberikan ke generator dengan menggunakan penukar kalor (heat exchanger).  Dengan memanfaatkan panas matahari, maka energi listrik yang butuhkan hanyalah untuk keperluan pompa dimana konsumsi energinya jauh lebih kecil dari pada kompresor pada sistem refrigerasi kompresi uap.

Gambar 5. Sistem Refrigerasi Absorpsi menggunakan energi panas matahari

Pada gambar 5 terlihat siklus ABCD dan BCEF sama dengan sistem refrigerasi absorpsi yang sebelumnya. Perbedaan disini hanyalah memanfaatkan panas matahari untuk keperluan generatornya. Pemanfaatan panas matahari ditunjukkan oleh siklus 1-2-3. Fluida (air) pada titik 1 dialirkan ke solar thermal collector untuk menyerap energi panas. Setelah keluar dari solar thermal collector, temperatur fluida tersebut menjadi tinggi (Titik 2). Kemudian fuida ini dialirka generator untuk mentransferkan energi kalornya dengan menggunakan penukaar kalor (haet exchanger).

Sistem Ammonia-air lebih rumit karena dapat mencapai temperatur dibawah titik beku air, ini artinya perlu ada sistem yang menjaga agar tidak ada uap air yang masuk ke dalam evaporator sehingga tidak terjadi kristal es yang dapat menyumbat aliran. Disamping itu, temperatur generator yang dibutuhkan cukup tinggi yaitu 95 – 125 ^oC. Kelebihan sistem ini adalah dapat mencapai temperatur yang sangat rendah yaitu dibawah titik beku air. Untuk sistem H2O-LiBr, generatornya dapat menggunakan temperatur yang lebih rendah yaitu 70–90 ^oC dan memiliki koefisien kinerja (COP) yang sedikit lebih baik dari pada sistem Ammonia-air. Namun kelemahannya adalah temperatur pada evaporatornya tidak dapat kurang dari 5 ^oC.

Beberapa penelitian tentang pemanfaatan panas matahari untuk keperluan sistem pendingin telah dilaporkan dalam jurnal.  Salah satunya adalah dengan menggunakan solar sollector  seluas 11 x 11 m², sistem H2O-LiBr dapat menghasilkan kapasitas pendinginan sebsesar 31 sampai dengan 72 kW.