Di tengah ladang gandum hijau, kebun oak dan pohon-pohon zaitun kuno Andalusia, pertanian energi surya raksasa berkilau seperti lautan perak. Bahkan di bawah langit berawan, susunan cermin dan menara besar yang terbentang lebih dari tiga mil persegi adalah pemandangan yang sangat menarik.
Konten terkait
- Sesuatu yang Baru Di Bawah Matahari
Dua puluh mil sebelah barat Seville, pertanian surya Solúcar, yang dibangun oleh perusahaan Abengoa, adalah bagian dari dorongan Spanyol untuk menghasilkan lebih banyak energi dari sumber-sumber yang terbarukan. Bangsa saat ini menghasilkan hingga 3, 65 gigawatt kekuasaan dari matahari, kedua di dunia setelah Jerman. Gigawatt itu membentuk sekitar 3 persen dari kekuatan negara, persentase tertinggi di dunia. (Amerika Serikat menghasilkan kurang dari 1 persen energinya dari matahari.) Output matahari Spanyol diperkirakan akan meningkat dalam tiga tahun ke depan menjadi tujuh gigawatt, cukup untuk memasok sekitar sepuluh juta orang — populasi gabungan Madrid dan Barcelona — dengan listrik di siang hari.
Peternakan Solúcar adalah perintis teknologi yang direplikasi di Amerika Serikat, termasuk tenaga surya terkonsentrasi, atau CSP. Sementara panel surya tradisional menggunakan sel fotovoltaik untuk mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik, CSP menyebarkan bank besar cermin untuk memfokuskan radiasi matahari; panas yang hebat mendorong turbin uap, menghasilkan listrik dalam proses yang serupa dengan yang digunakan pada pembangkit listrik tenaga batu bara atau minyak, tetapi tanpa emisi gas rumah kaca.
Di situs Solúcar, dua menara beton — satu setinggi sekitar 50 lantai, 35 lainnya — mengumpulkan cahaya yang dipantulkan oleh 1.879 cermin kaca besar, masing-masing setinggi 33 kaki dan lebar 40 kaki. Cermin, yang disebut heliostats, menutupi sekitar 345 hektar. Mereka menghadap ke selatan dan berbelok mengikuti matahari saat melintasi langit.
Menara CSP yang lebih kecil mulai menyediakan daya pada 2007, yang lebih besar pada Mei 2009. Bersama-sama, mereka menghasilkan 31 megawatt. Pada 2013, ketika Solúcar selesai menambahkan pabrik menara lain dan instalasi lainnya, Abengoa mengharapkan fasilitas CSP untuk menghasilkan 300 megawatt, cukup energi untuk menggerakkan 220.000 rumah tangga, atau semua kota metropolitan Seville.
“Pabrik menara komersial ini unik di dunia, ” Valerio Fernández, manajer operasi Solúcar, mengatakan kepada saya di kantornya yang menghadap ke ladang cermin. (Dia tidak menghitung menara listrik kecil, lima megawatt yang dioperasikan di Lancaster, California, oleh perusahaan Amerika eSolar, atau menara demonstrasi yang dijalankan pemerintah Spanyol di Almería.) “Namun, hari ini, mereka sedang berlibur, ” dia tambahnya, dengan mengangkat bahu.
Saat hujan atau mendung — seperti hari bulan Maret yang kelabu dan dingin yang saya kunjungi — instalasi matahari dimatikan. Tapi foto-foto situs CSP yang terbaik adalah dunia lain: menara bersinar dengan poros cahaya, efek yang disebabkan oleh sinar matahari yang dipantulkan melalui uap air dan debu di udara. Meskipun Anda mungkin berpikir bagian selatan Spanyol adalah lokasi energi surya yang ideal, Fernández mengatakan perusahaan mengharapkan cuaca buruk untuk mengurangi atau menghentikan produksi energi sekitar 80 hari setahun, umumnya antara November dan Maret.
"Jika kita ingin membuat tenaga surya lebih efisien, ada tempat yang lebih baik daripada Seville, " kata Fernández kepada saya. Dia menunjuk ke peta dinding dunia dengan pita-pita teduh mewakili potensi energi surya: Andalusia cokelat, Gurun Mojave California dan Nevada coklat, dan Sahara lebih gelap lagi.
"Mojave memiliki radiasi matahari sekitar 30 persen lebih tinggi daripada yang kita miliki di sini, jadi memasang pembangkit yang sama di sana akan mengurangi biaya listrik hingga 30 persen, " katanya. Efisiensi bahkan lebih tinggi untuk Sahara yang sangat panas, di mana Abengoa dan Desertec, sebuah konsorsium Eropa, bertujuan untuk membangun fasilitas tenaga surya yang akan mengirimkan daya ke Eropa melalui kabel di bawah Mediterania.
Fernández mengangkat sepotong pipa baja selebar tiga inci dari rak buku dan menyerahkannya padaku. Itu dari tabung di mana air dikonversi menjadi uap di atas menara CSP, dan telah dicat hitam. "Semakin gelap mereka, " jelasnya, "semakin baik mereka menyerap radiasi."
Heliostat memusatkan radiasi matahari dengan sangat efektif sehingga suhu pada permukaan tabung penerima berpotensi mencapai 3.600 derajat Fahrenheit, sekitar sepertiga dari suhu permukaan matahari. "Sayangnya, baja itu akan meleleh dan gagangnya akan rusak, " kata Fernández datar. Bahan keramik mungkin bisa menahan panas seperti itu, lanjutnya, tetapi belum dikembangkan dan diuji. Jadi pada hari-hari yang cerah operator instalasi menyesuaikan heliostat untuk membatasi sinar matahari yang diarahkan ke menara dan mempertahankan suhu sekitar 570 derajat — terlalu panas untuk mengeluarkan uap dari air, yang mendidih pada 212 derajat.
Ketika Fernández mengantarkan saya berkeliling kampus Solúcar, kami berhenti di lokasi konstruksi untuk Solnova 1, yang pertama dari lima fasilitas CSP yang direncanakan di sini untuk menggunakan apa yang disebut teknologi palung parabola. Solnova 1 akan menyebarkan cermin berbentuk seperti palung dangkal, masing-masing beberapa ratus meter panjang dan sekitar dua meter, dalam baris paralel seperti barisan pita mengkilap yang sangat besar. Pada titik fokus masing-masing cermin akan menjalankan tabung transparan diisi dengan minyak sintetis. Cermin akan mengarahkan sinar matahari ke tabung, dan minyak yang dipanaskan akan digunakan untuk merebus air untuk uap penggerak turbin.
Meninggalkan Solnova 1, saya melihat banyak sekali panel fotovoltaik. Meskipun panel memasok sekitar tiga megawatt listrik - cukup untuk memberi daya 2.200 rumah tangga - Solúcar belum menekankan fotovoltaik. "Fotovoltaik tidak mengarah pada teknologi yang dapat menyimpan energi kecuali dalam baterai, " kata Fernández. Itu terlalu mahal.
Sistem penyimpanan yang lebih efisien dipajang di fasilitas TES (untuk Penyimpanan Energi Termal) Solúcar, yang menggunakan tenaga surya terkonsentrasi untuk memanaskan wadah besar garam cair, terutama natrium dan kalium nitrat, hingga sekitar 570 derajat. Garam menahan panas hingga enam jam, artinya dapat dilepaskan setelah matahari terbenam. Metode penyimpanan ini dapat memecahkan, setidaknya sebagian, tantangan terberat energi surya: menyediakan tenaga di malam hari.
Kapasitas solar Spanyol yang meningkat bergantung pada dukungan pemerintah yang kuat. (Pabrik CSP, misalnya, membutuhkan biaya sekitar dua kali lipat untuk membangun dan beroperasi dibandingkan pembangkit berbahan bakar batu bara konvensional.) Subsidi pemerintah Spanyol untuk penyedia energi surya — di antara yang paling murah hati di dunia — mencapai lebih dari € 1, 5 miliar, atau hampir $ 1, 9 miliar per tahun.
Di Amerika Serikat, pemerintah federal dan negara bagian memberikan insentif keuangan yang lebih kecil kepada individu, perusahaan tenaga surya, dan utilitas. Fasilitas palung parabola di California dan California sudah menghasilkan lebih dari 370 megawatt, dan Abengoa sedang merencanakan pabrik 282-megawatt menggunakan teknologi serupa di dekat Phoenix, kata Reese Tisdale, direktur riset surya untuk Emerging Energy Research di Cambridge, Massachusetts. Palung parabola baru, fotovoltaik dan pabrik CSP diusulkan di California, Nevada, New Mexico, Colorado, North Carolina, dan Florida.
Satu peternakan surya besar, menggunakan menara dan heliostat dan menjanjikan untuk menghasilkan 392 megawatt daya, dijadwalkan untuk konstruksi di, ya, Gurun Mojave di California Selatan, jika melewati tinjauan lingkungan negara bagian dan federal.
"Jika Anda ingin optimis, " kata Tisdale, "mungkin ada delapan gigawatt yang dipasok oleh pembangkit listrik tenaga surya [di Amerika Serikat] pada tahun 2025." Itu cukup untuk memberi daya pada kota AS yang berpenduduk enam juta (Amerika) gunakan lebih banyak listrik daripada orang Spanyol) dan hemat 37.260 barel minyak atau 11.000 ton batubara sehari.
Richard Covington menulis dari rumahnya di dekat Paris.
Di atas menara surya, sinar matahari terkonsentrasi, tersebar melalui uap dan debu, mendidihkan air untuk menggerakkan turbin uap. (Gambar Denis Doyle / Getty) 
Hektar heliostat atau cermin fasilitas Solúcar memfokuskan sinar matahari untuk menciptakan suhu 570 derajat, menghasilkan energi tetapi bukan emisi berbahaya. (Michael Melford / Masyarakat Geografis Nasional / Corbis) 
Pembangkit listrik terpisah menggunakan cermin berbentuk palung untuk mengumpulkan sinar matahari dan memanaskan minyak sintetis untuk menghasilkan uap. (Gambar Markel Redondo / Bloomberg / Getty) 
Pabrik menara surya di Seville, Spanyol adalah menara surya komersial pertama di dunia. Ini dapat menyediakan listrik hingga 6.000 rumah. (Gambar Denis Doyle / Getty) 
Di situs Solúcar, cahaya dipantulkan oleh 1.879 cermin kaca besar, masing-masing setinggi 33 kaki dan lebar 40 kaki. (Chris Sattlberger / Corbis) 
Spanyol saat ini menghasilkan daya hingga 3, 65 gigawatt dari matahari, nomor dua di dunia setelah Jerman. (Michael Melford / Masyarakat Geografis Nasional / Corbis)
