Salah satu tantangan utama dalam pemanfaatan sumber listrik bersih seperti tenaga surya dan angin adalah terkait penyimpanan energi. Itulah mengapa riset dan pengembangan gencar dilakukan di sektor ini.
Salah satu yang cukup menjanjikan datang dari para ilmuwan di Sandia National Laboratories. Mereka bekerja sama dengan perusahaan bernama CSolPower untuk mengembangkan metode penyimpanan energi yang sangat terjangkau dengan memanfaatkan batu kerikil.
Ide ini berasal dari fakta bahwa energi termal memiliki kerapatan energi yang tinggi. Kita dapat menggunakan hampir semua material yang tahan terhadap suhu tinggi untuk menyimpan panas dan kemudian menggunakannya kembali saat dibutuhkan.
Jadi semisal ada pasokan listrik berlebih dari panel surya atau turbin angin di siang hari, listrik tersebut dapat digunakan untuk memanaskan udara menggunakan pemanas resistansi besar.
Setelahnya, panas tersebut akan dipindahkan ke batu kerikil dengan menggunakan blower, dan sistem akan berada dalam mode standby selama beberapa jam, hari, atau bahkan minggu, hingga panas tersebut dibutuhkan kembali.
Berdasarkan penjelasan perwakilan Sandia kepada TechBriefs, kerikil sendiri dipilih karena luas permukaannya besar dan memungkinkan perpindahan panas secara optimal.
Ketika energi panas siap digunakan, energi tersebut dialirkan kembali ke udara. Udara panas ini dapat langsung digunakan, atau dimanfaatkan dalam sistem pembangkit listrik. Secara umum, cara kerjanya cukup mirip seperti teknologi baterai pasir.
Tim peneliti Sandia telah membangun prototipe penyimpanan energi termal berkapasitas 100 kilowatt hour (kWh) dan berhasil memanaskan kerikil menggunakan udara bersuhu 500° C.
Dalam pengujian tersebut, kerikil mampu mempertahankan suhunya selama 20 jam. Tingkat efisiensi prototipe ini diperkirakan berkisar 85-90%, namun ini bisa ditingkatkan lagi menjadi 95% atau bahkan lebih dengan merancang sistem yang memiliki skala lebih besar.
Keunggulan utama dari sistem ini adalah biaya yang rendah karena hanya menggunakan bebatuan. Estimasinya, sistem penyimpanan termal ini hanya membutuhkan biaya pemasangan $5 sampai $10 per kWh termal, dibandingkan dengan teknologi penyimpanan energi lain yang berkisar $150-$200 per kWh listrik.
Tim Sandia saat ini akan melanjutkan penelitian di bidang strategi kontrol dan integrasi kerikil panas dengan proses yang membutuhkan panas. Di saat yang sama, CSolPower akan berfokus membawa teknologi ini ke pasar komersial. Keduanya optimistis dapat mendemonstrasikan sistem ini pada konteks komersial dalam satu hingga dua tahun ke depan.
