Apa itu Fluida Perpindahan Panas?

Fluida perpindahan panas mengacu pada campuran bahan kimia yang dirancang untuk mengumpulkan dan mengangkut panas. Cairan ini adalah salah satu teknologi kunci yang memungkinkan pembangkitan listrik dari sistem tenaga surya terkonsentrasi (CSP). Beberapa kriteria operasi harus ditentukan dalam pemilihan fluida perpindahan panas yang sesuai.
Dalam sistem tenaga surya terkonsentrasi (CSP), teknologi tenaga surya canggih, energi cahaya diubah menjadi panas. Ini adalah perbedaan dari skema tenaga surya fotovoltaik, di mana energi cahaya, ditangkap oleh sel fotolistrik, menghasilkan listrik secara langsung. Dalam proses CSP, cahaya dikonsentrasikan oleh cermin yang memfokuskan sinar matahari yang dipantulkan pada penerima, tabung tempat perpindahan panas fluida. Cairan panas kemudian disalurkan ke stasiun pembangkit listrik.

Satu konfigurasi CSP menggunakan cermin parabola yang disusun dalam barisan yang sangat panjang yang terlihat seperti bilah bajak salju jalan raya besar. Fluida perpindahan panas bergerak menuruni pusat horizontal cermin, memperoleh panas saat bergerak dari satu cermin ke cermin berikutnya. Konfigurasi lain menggunakan cermin datar melingkar yang memfokuskan cahaya pada penerima yang digantung di atas cermin. Seringkali, sistem memiliki fungsi pelacakan matahari, di mana cermin dapat mengikuti pergerakan matahari melintasi langit.

Fluida panas dipompa ke stasiun pembangkit listrik turbin uap. Di sana, cairan memanaskan air, menggantikan bahan bakar di stasiun listrik berbahan bakar fosil tradisional. Sirkuit air mendidih identik, kecuali untuk variasi dalam desain penukar panas antara fluida perpindahan panas dan air. Tidak perlu manifold gas dan mekanisme pembuangan.

Penggunaan fluida perpindahan panas luar biasa karena dua alasan. Dalam skema ini, tidak ada bahan bakar yang dikonsumsi; energinya berasal dari sinar matahari. Oleh karena itu, tidak ada produk sampingan pembakaran yang harus ditangani. CSP memiliki keunggulan bahan bakar surya dari pembangkit fotovoltaik, tetapi berpotensi dapat mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan output listrik yang lebih besar.

Kedua, panas secara harfiah disalurkan dari satu tempat ke tempat lain. Insinyur biasanya menganggap panas sebagai produk limbah atau produk sampingan, tetapi bukan pembawa energi. Panas mengalir begitu mudah melalui dinding pipa dan pekerjaan saluran, tidak dapat dengan mudah diangkut dan paling baik digunakan di lokasi pembangkitan. Penggunaan fluida perpindahan panas tingkat lanjut membuat pengangkutan panas menjadi layak.

Fluida perpindahan panas harus dirancang dengan hati-hati agar memiliki kapasitas panas yang tinggi, stabilitas termal yang tinggi, dan rentang temperatur operasi yang luas. Mereka harus tetap cair atau mempertahankan sifat yang kompatibel dengan sistem sebagai gas. Fluida perpindahan panas tipikal memiliki spesifikasi operasi 12oC hingga 400oC (54oF hingga 752oF).