Artikel

solar thermal energy

Analisis Solar Thermal Energy dengan FTIR

Saat musim dingin tiba, banyak negara di dunia masuk dalam krisis energi sehingga timbul berbagai pertanyaan, misalnya “adakah alternatif untuk pemanasan fosil?”. Karena itu, tercetus solar thermal energy.

Sejak lama, ilmuwan telah bekerja untuk membuat pemanasan lebih efisien dan berkelanjutan menggunakan tenaga surya misalnya. Sekarang, dengan gas alam menjadi sumber panas yang lebih kontroversial, topik energi panas matahari telah mendapatkan momentum baru.

Skema Thermal Flat Collector

Seiring berjalannya waktu, energi yang terdapat saat ini tengah mengalami krisis di beberapa tempat. Karenanya, penelitian serta pengembangan energi alternatif terus dilakukan. Salah satunya, energi sel surya (solar thermal).

Solar Thermal Energy

Solar thermal energy atau yang dikenal dengan energi panas matahari merupakan energi yang berasal dari pancaran sinar matahari dan termasuk dalam energi alternatif.

Biasanya, solar thermal energy digunakan untuk berbagai keperluan pemanasan. Bahkan, akibat perkembangan teknologi saat ini, telah hadir lapisan penyerap surya yang dapat memanaskan melalui closed liquid cycle.

Pun, dilakukan pula pengoptimalan sifat optik (emisivitas) dari permukaan penyerap solar thermal melalui FTIR.

Hal ini digunakan untuk merekayasa bahan baru yang dapat bekerja scara optimal untuk menyerap energi matahari. Berikut dua sifat penting material.

  • High absorbance pada near infrared (NIR) and visible spectral range (VIS). Dalam keadaan inilah bagian utama dari emisi matahari terjadi, yang mana high absorbance memastikan keadaan tertinggi transfer solar thermal energy ke solar absorber.
  • Absorber tidak diizinkan untuk memancarkan energi yang diserap melalui mid infrared heat radiation (mIR). Dengan demikian, energi panas perlu dikirim ke closed liquid cycle tertutup dan tidak terserap bagian luar.

Suhu operasi khas solar thermal berkisar 60°C melalui lapisan penyerap yang dapat dianalisis melalui spektroskopi reflektansi FTIR dengan suhu ruangan. Tetapi, proses ini membutuhkan integration sphere akibat banyaknya solar absorbers memiliki permukaan yang kasar.

Refleksi difus dapat terjadi saat cahaya dipantulkan dari permukaan hingga sinar menyentuh permukaan dan tersebar di berbagai sudut. Berikutnya, di bawah ini terlihat spektrum reflektansi dari solar absorber.

Jadi, reflektifitas rendah dalam kisaran NIR menunjukkan kuatnya penyerapan sehingga dapat mengumpulkan energi secara optimal.

Typical solar absorber measured with integration sphere A562, large element DTGS detector and INVENIO spectrometer.

Berdasarkan data di atas, menunjukkan Kirchhoff’s law of thermal radiation dan software OPUS oleh Bruker untuk mengkakulasi emissivity dimana R adalah black body radiation dan bilangan gelombang cm-1.

Solar thermal energy sangat baik untuk memanaskan serta efisien untuk menghindari energi tidak ramah linkingan. Untuk menentukan efisiensi solar dapat menggunakan spektroskopi FTIR yang ideal dalam mengukur emisivitas bahan tersebut.

Reference

opticsblog.bruker.com