TEKNOLOGI PENYIMPANAN ENERGI DENGAN PERUBAHAN FASA

Teknologi Penyimpan Panas dengan Perubahan Fasa atau sering disebut Phase Change Energy Storage Teknology merupakan teknologi penyimpanan energi dengan memanfaatkan perubahan fasa dari suatu material yang berupa perubahan fasa dingin dan panas (Hot-Cold Storage). Hot-Cold Storage inilah selanjutnya secara umum disebut sebagai Thermal Energy Storage/ TES. Dalam hal ini fasa panas dan dingin yang yang disebutkan merupakan kondisi dari sifat material yang digunakan dalam penyerapan energi dalam beberapa waktu lamanya. Dan metode/ proses yang digunakan dibutuhkan untuk penyimpanan harus reversible dapat bekrja dalam proses bersiklus misalnya liquid-solid-liquid. 

Penyimpanan Energi Termal (Thermal Energy Storage) dapat diaplikasikan dalam dua bentuk penyimpanan, yaitu Sensible Heat Storage dan Latent Heat Storage. 

Apakah yang dimaksud dengan Sensible Heat Storage dan Latent Heat Storage?

Metode yang paling umum digunakan dari semua metode yang ada dalam penyimpanan energi panas adalah Sensible Heat Storage. Dalam sistem pemanas surya (solar heating system) misalnya air digunakan untuk penyimpanan panas dalam sistem berbasis cair sementara rock bed digunakan untuk sistem berbasis udara (lihat  dalam buku: Garg HP, Mullick SC, Bhargava AK. Solar thermal energy storage. Holland: Reidel Publishing Company; 1985,p. 154). .

Dari gambar dibawah ini ditunjukkan bahwa panas yang ditransfer ke media penyimpanan menyebabkan peningkatan suhu media penyimpanan. Penyimpanan air panas untuk pemanasan domestik & air panas domestik merupakan contoh yang sangat umum.

Perubahan fasa solid-liquid dalam proses cair dan proses pemadatan dapat menyimpan sejumlah besar energi dari panas dan dingin. Proses mencair/ melting ditandai oleh perubahan volume yang semakin kecil umumnya lebih dari 10% dari volume sebelumnya. Jika satu wadah berisi material yang berada dalam kondisi cair, maka tekanan tidak berubah secara signifikan maka proses pencairan dan pemadatan selanjutnya diproses pada temperatur yang konstan. Setelah proses mencair, panas ditransfer ke material penyimpan sehingga material tersebut tetap dapat menjaga temperaturnya agar tetap konstan. Temperatur dalam perubahan fasa ini disebut Phase Change Material. jika proses pencairan telah selesai/ komplit panas yang masih ada di transfer dalam sensible heat storage. Panas yang dibutuhkan selama proses pencairan adalah panas latent dan disebut proses Latent Heat Storage.

Sensible Heat yang menyebabkan perubahan temperatur dan dapat diukur sedangkan latent heat sulit untuk diukur dan sesuatu yang dapat menyebabkan perubahan fasa dalam kondisi temperatur yang konstan

SENSIBLE HEAT VS LATENT HEAT

TEMPERATURE CONTROL DURING PHASE-CHANGE ENERGY STORAGE

Beberapa Jenis Phase Change Material (PCM)

Inargonic PCM merupakan rekayasa yang dibuat dari larutan garam dan air dan kemudian disebut Hydranted Salt. Komposisi kimia dari garam bervariasi dalam campuran untuk mencapai temperatur yang diperlukan dalam perubahan fase. Agen nukleasi khusus ditambahkan ke campuran untuk meminimalkan pemisahan garam fase-perubahan dan untuk meminimalkan Super pendinginan, yang dinyatakan karakteristik PCM garam terhidrasi. Salt hidrat merupakan ciri khas dari yang tidak beracun, tidak mudah terbakar dan ekonomis.

Bio-Based PCM adalah bahan organik yang secara alami ada asam lemak seperti minyak sayur. Berdasarkan komposisi kimianya, temperatur perubahan fase mereka dapat bervariasi. Produk-produk ini tidak beracun, non-korosif dan memiliki siklus hidup yang tak terbatas. Namun mereka bisa mahal dan mudah terbakar pada suhu tinggi.

Organik PCM organik secara alami ada minyak bi-produk yang memiliki suhu fase-perubahan yang unik. Produk-produk ini dibuat oleh perusahaan petrokimia besar sehingga ketersediaan mereka bisa dibatasi. Mereka bisa menjadi racun, mudah terbakar dan mahal. Mereka memiliki siklus hidup yang tak terbatas dan harga bervariasi dengan perubahan harga minyak global.

Keuntungan Phase Change Energy Storage

• Menyimpan energi panas pada temperatur proses yang diaplikasikan
• Menyimpan energi panas sebagai panas laten yang memungkinkan kapasitas penyimpanan energi panas yang lebih tinggi per satuan berat atau bahan tanpa ada perubahan temperatur
• Menyimpan energi panas dari sumber energi panas atau sumber energi listrik bila tersedia dan digunakan bila diperlukan
• Teknologi ini akan menyebabkan ukuran peralatan HVAC untuk beban rata-rata daripada beban puncak

Manfaat Ekonomi & Lingkungan

• Menyimpan energi panas alami untuk fasilitas pemanasan dan pendinginan kebutuhan. Permintaan energi berkurang mengurangi jejak karbon fasilitas
• Menyimpan energi panas selama off jam permintaan dan digunakan selama permintaan puncak untuk menghemat biaya energi dan membantu menstabilkan beban jaringan
• Pergeseran pemanasan dan beban pendinginan juga mengurangi stres waktu puncak pemanasan dan pendinginan peralatan yang dapat menyebabkan berkurangnya biaya operasional dan pemeliharaan.
• Teknologi ini akan menyebabkan ukuran peralatan HVAC untuk rata-rata beban daripada beban puncak.

sumber: http://www.rgees.com/technology.php