Menara tenaga surya

Menara tenaga surya, juga dikenal sebagai pembangkit listrik 'menara pusat' atau pembangkit tenaga atau menara listrik 'heliostat', adalah jenis tungku surya yang menggunakan menara untuk menerima sinar matahari terfokus. Struktur ini menggunakan jajaran cermin datar bergerak (disebut heliostat) untuk memfokuskan sinar matahari pada menara kolektor (target). Panas matahari terkonsentrasi dipandang sebagai salah satu solusi untuk energi terbarukan dan bebas polusi.

Desain awal menggunakan sinar terfokus ini untuk memanaskan air, dan menggunakan uap yang dihasilkan untuk menyalakan turbin. Desain yang lebih baru menggunakan natrium cair telah dibuktikan, dan sistem menggunakan garam cair (40% kalium nitrat, 60% natrium nitrat ) karena cairan yang bekerja sekarang telah dapat digunakan. Cairan yang bekerja ini memiliki kapasitas panas tinggi, yang dapat digunakan untuk menyimpan energi sebelum menggunakannya untuk merebus air untuk menggerakkan turbin. Desain ini juga memungkinkan daya dihasilkan saat matahari tidak bersinar.

Biaya 
Pada tahun 2017, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS (NREL) memperkirakan bahwa pada tahun 2020 listrik dapat dihasilkan dari menara listrik sebesar 5,47 sen per kWh. Pada tahun 2007, perusahaan-perusahaan seperti ESolar (yang saat itu didukung oleh Google.org) mengembangkan komponen heliostat yang murah, pemeliharaan rendah, dan dapat diproduksi massal yang akan mengurangi biaya dalam waktu dekat. Desain ESolar menggunakan sejumlah besar cermin kecil (1,14   m²), untuk mengurangi biaya pemasangan sistem pemasangan seperti beton, baja, pengeboran, dan crane. Pada Oktober 2017, sebuah artikel di GreenTech Media menyarankan agar eSolar berhenti bisnis pada akhir 2016.

Perbaikan dalam sistem fluida kerja, seperti pindah dari desain dua tangki saat ini (panas/dingin) ke sistem termoklin tangki tunggal dengan pengisi termal kuarsit dan selimut oksigen akan meningkatkan efisiensi material dan mengurangi biaya lebih lanjut.

Rancangan 

 Beberapa menara tenaga surya yang berkonsentrasi adalah berpendingin udara dan bukan pendingin air, untuk menghindari penggunaan air gurun yang terbatas 
 Kaca pipih digunakan sebagai pengganti kaca lengkung yang lebih mahal 
 Penyimpanan termal untuk menyimpan panas dalam wadah garam cair untuk terus menghasilkan listrik sementara matahari tidak bersinar
 Uap dipanaskan hingga 500° C untuk menggerakkan turbin yang digabungkan ke generator yang menghasilkan listrik
 Sistem kontrol untuk mengawasi dan mengendalikan semua aktivitas instalasi termasuk posisi array heliostat, alarm, akuisisi data lainnya, dan komunikasi.

Masalah lingkungan 
Ada bukti bahwa instalasi konsentrat surya seluas itu dapat membunuh burung yang terbang di atasnya. Di dekat pusat jajaran, suhu dapat mencapai 550o C yang dengan fluks matahari itu sendiri cukup untuk membakar burung sementara bulu-bulunya hangus yang akhirnya menyebabkan kematian burung. Para pekerja di pembangkit tenaga surya Ivanpah menyebut burung-burung ini "streamers" ketika mereka menyala di udara dan jatuh ke tanah dan meninggalkan jejak asap. Selama pengujian posisi siaga awal untuk heliostat, 115 burung tewas ketika mereka memasuki fluks surya terkonsentrasi. Selama 6 bulan pertama operasi, total 321 burung tewas. Setelah mengubah prosedur siaga untuk memfokuskan tidak lebih dari empat heliostat pada satu titik, tidak ada lagi kematian burung.

Fasilitas Tenaga Surya Ivanpah diklasifikasikan sebagai penghasil gas rumah kaca oleh Negara Bagian California karena harus membakar bahan bakar fosil selama beberapa jam setiap pagi sehingga dapat dengan cepat mencapai suhu operasinya.

Aplikasi komersial 
Baru-baru ini, telah ada minat baru dalam teknologi tenaga menara surya, seperti terbukti dari fakta bahwa ada beberapa perusahaan yang terlibat dalam perencanaan, merancang dan membangun pembangkit listrik ukuran utilitas. Ini adalah langkah penting menuju tujuan akhir pengembangan tanaman yang layak secara komersial. Ada banyak contoh studi kasus penerapan solusi inovatif untuk tenaga surya. Aplikasi menara surya beam down juga layak digunakan dengan heliostats untuk memanaskan fluida kerja.

Aplikasi baru 
Pit Power Tower menggabungkan menara tenaga surya dan menara tenaga listrik-aero  di tambang terbuka yang dinonaktifkan. Menara tenaga surya tradisional dibatasi ukurannya oleh ketinggian menara dan heliostat yang lebih dekat menghalangi garis pandang heliostat luar ke penerima. Penggunaan lubang tambang yang berbentuk seperti "tempat duduk stadion" membantu mengatasi kendala pemblokiran.

Karena menara tenaga surya umumnya menggunakan uap untuk menggerakkan turbin dan air cenderung langka di daerah dengan energi surya yang tinggi, keuntungan lain dari lubang terbuka adalah mereka cenderung mengumpulkan air, yang telah digali di bawah permukaan air. Pit Power Tower menggunakan uap panas rendah untuk menggerakkan tabung pneumatik dalam sistem kogenerasi. Manfaat ketiga dari menata ulang tambang pit untuk proyek semacam ini adalah kemungkinan menggunakan kembali infrastruktur tambang seperti jalan, gedung, dan listrik.

Referensi 

Energi panas surya
Konversi energi