Tangki penyimpanan panas

Jenis Tangki Penyimpanan Panas

Tangki penyimpanan panas dirancang untuk menampung energi panas berlebih, terutama yang bersumber dari energi terbarukan seperti energi surya dan angin. Tangki penyimpanan panas juga disebut sebagai reservoir penyimpanan panas, tangki penyimpanan energi termal, silo penyimpanan panas, atau singkatnya penyimpanan energi termal. Tangki penyimpanan panas dapat diklasifikasikan secara luas menjadi tiga jenis berdasarkan konstruksi dan fitur operasinya.

• Tangki penyimpanan panas biasanya memiliki sistem insulasi termal yang baik untuk meminimalkan kehilangan panas ke lingkungan sekitar. Bahan insulasi panas dapat meliputi busa, serat kaca, atau wol batuan. Ketebalan insulasi bervariasi tergantung pada durasi penyimpanan dan suhu panas yang disimpan.
• Tangki penyimpanan panas biasanya menyertakan elemen pemanas, seperti kolektor surya, biomassa, atau pemanas listrik, untuk menghasilkan energi panas untuk penyimpanan. Kolektor termal surya atau kolektor pelat datar adalah jenis elemen pemanas yang umum dalam sistem penyimpanan energi termal surya. Panas Limbah Industri mengacu pada energi termal berlebih yang dihasilkan sebagai produk sampingan dalam proses industri, yang dapat ditangkap dan disimpan untuk digunakan nanti. Misalnya, menangkap panas berlebih dari proses manufaktur seperti semen, baja, atau produksi kimia.
• Sistem transfer panas dalam tangki penyimpanan panas mengatur aliran energi panas masuk dan keluar tangki. Penukar panas terkadang digunakan untuk mentransfer panas dari satu pembawa energi ke pembawa energi lainnya. Sistem pemompaan memastikan cairan dengan panas yang tersimpan bersirkulasi dalam sistem secara efisien.

Berikut adalah jenis-jenis tangki penyimpanan panas berdasarkan jenis bahan yang digunakan untuk membangunnya.

• Tangki penyimpanan panas air: Ini adalah tangki penyimpanan panas yang paling umum. Ini memanfaatkan kapasitas panas air yang tinggi untuk menyimpan energi panas. Tangki penyimpanan panas air dapat dibangun secara vertikal atau horizontal dan biasanya berfungsi sebagai silinder atau tangki berinsulasi besar. Ini biasanya dihubungkan ke perangkat keras seperti kolektor surya, boiler, dan penukar panas. Seluruh sistem dapat digunakan untuk pemanasan terpusat, pemanasan distrik, air panas domestik, dan aplikasi pemanasan air komersial.
• Tangki penyimpanan panas tanah liat yang dibakar: Juga dikenal sebagai penyimpanan panas atau massa termal, tangki penyimpanan panas tanah liat yang dibakar sering dibangun sebagai struktur berbentuk kubah dan dirancang dengan cermat untuk menyimpan panas yang dihasilkan dari sumber tertentu. Sesuai dengan namanya, bahan yang digunakan untuk membangun tangki penyimpanan adalah tanah liat yang dibakar atau keramik. Bahan-bahan ini memiliki konduktivitas termal yang baik dan dapat menahan panas untuk jangka waktu yang lama. Selain itu, tanah liat yang dibakar dapat mengembang dan berkontraksi tanpa retak atau pecah. Ini menjadikannya bahan yang ideal untuk menyimpan panas. Secara teori, tangki penyimpanan panas tanah liat yang dibakar bekerja sebagai berikut: Panas dihasilkan, biasanya dari sumber energi terbarukan seperti energi surya, biomassa, atau energi angin. Panas kemudian ditransfer ke material tanah liat yang dibakar, yang menyerap dan menahan panas. Tergantung pada desain dan kapasitas tangki penyimpanan panas tanah liat yang dibakar, panas dapat disimpan selama berjam-jam, berhari-hari, atau bahkan berminggu-minggu. Ketika ada kebutuhan panas (misalnya, selama cuaca dingin atau pada saat permintaan energi tinggi), panas yang tersimpan dapat dilepaskan dan digunakan.
• Tangki penyimpanan panas laten: Tangki penyimpanan panas laten memanfaatkan bahan yang berubah fase untuk menyerap dan menyimpan energi panas. Energi panas laten biasanya mengacu pada panas yang diserap atau dilepaskan selama perubahan fase, seperti meleleh atau membeku. Selain itu, tangki penyimpanan panas laten biasanya mencakup bahan perubahan fase (PCM), seperti lilin parafin, stearat, dan hidrat garam. Bahan-bahan ini memiliki kapasitas panas yang tinggi dan mampu menyimpan sejumlah besar energi panas ketika mereka berubah fase. Tergantung pada desainnya, tangki penyimpanan panas laten mungkin termasuk penukar panas untuk mengisi daya dan melepaskan sistem. Penukar panas menghubungkan tangki ke sumber panas (misalnya, kolektor surya) dan bak panas (misalnya, bangunan, sistem air panas).

Spesifikasi dan pemeliharaan tangki penyimpanan panas

Spesifikasi

Spesifikasi untuk tangki penyimpanan panas dapat bervariasi tergantung pada jenis dan aplikasinya. Berikut adalah beberapa spesifikasi umum.

• Kapasitas: Ini mengacu pada jumlah energi panas yang dapat disimpan oleh tangki penyimpanan panas, biasanya dinyatakan dalam MJ (megajoule) atau GJ (gigajoule). Kapasitas tangki penyimpanan panas biasanya berkisar antara beberapa ratus liter hingga beberapa ribu liter.
• Suhu operasi: Ini menunjukkan rentang suhu di mana tangki penyimpanan panas dapat berfungsi. Berbagai jenis tangki penyimpanan panas memiliki rentang suhu operasi yang berbeda. Misalnya, ketika menggunakan air sebagai media penyimpanan panas, rentang suhu mungkin dari 0°C hingga 100°C; sedangkan pada tangki penyimpanan panas garam cair, rentang suhu mungkin setinggi 300°C hingga 600°C.
• Bahan pelestarian panas: Ini adalah bahan yang digunakan untuk mengisolasi tangki untuk meminimalkan kehilangan panas. Bahan insulasi panas yang umum meliputi wol batuan, wol kaca, polistiren yang diperluas, dll.
• Penukar panas: Ini mungkin termasuk jenis, ukuran, dll. penukar panas yang terhubung ke tangki penyimpanan panas, seperti penukar panas pelat atau penukar panas tabung.
• Tekanan operasi: Beberapa tangki penyimpanan panas mungkin perlu beroperasi pada tekanan tertentu. Misalnya, tekanan operasi tangki bertekanan tinggi mungkin lebih dari 0,5MPa.
• Bahan: Bahan yang membentuk tangki penyimpanan panas meliputi baja tahan karat, baja karbon, dll.

Selain itu, dengan meningkatnya permintaan akan efisiensi energi dan keberlanjutan lingkungan, beberapa tangki penyimpanan panas juga dilengkapi dengan sistem kontrol cerdas yang dapat mewujudkan fungsi seperti pemantauan jarak jauh, kontrol otomatis, dan analisis data dengan menghubungkan ke internet.

Pemeliharaan

• Inspeksi berkala: Periksa penampilan dan kondisi komponen peralatan tangki penyimpanan panas secara teratur untuk memastikan tidak ada kerusakan, kebocoran, atau masalah lainnya. Perhatikan untuk memeriksa apakah bagian-bagian penghubung longgar atau berubah bentuk, dan kencangkan atau perbaiki tepat waktu jika diperlukan.
• Bersihkan: Bersihkan tangki penyimpanan panas secara berkala sambil menghilangkan debu dan kotoran permukaan. Pada saat yang sama, bersihkan penukar panas yang terhubung ke tangki penyimpanan panas, menghilangkan kerak dan endapan yang memengaruhi efisiensi transfer panas.
• Periksa kinerja insulasi: Lapisan insulasi tangki penyimpanan panas mungkin menua atau rusak seiring waktu, yang dapat menyebabkan kehilangan panas. Periksa lapisan insulasi secara berkala untuk memastikan bahwa kinerja isolasinya masih efektif. Jika ditemukan kerusakan, harus segera diganti atau diperbaiki.
• Perhatikan keselamatan: Saat mengoperasikan atau memelihara tangki penyimpanan panas, pembeli bisnis tangki penyimpanan panas harus mengikuti standar operasi keselamatan dan memastikan bahwa peralatan diarde dan diisolasi dengan andal. Pada saat yang sama, mereka juga harus memperhatikan pengoperasian dengan baik pada suhu dan tekanan yang tepat untuk menghindari kecelakaan.

Skenario tangki penyimpanan panas

Tangki penyimpanan panas memiliki berbagai aplikasi di berbagai industri. Berikut adalah beberapa skenario penggunaan umum untuk tangki penyimpanan panas:

• Pembangkitan tenaga surya termal

  Di pembangkit listrik tenaga surya termal, tangki penyimpanan panas dapat menyimpan energi termal berlebih ketika radiasi matahari kuat dan melepaskannya untuk menghasilkan listrik ketika radiasi matahari lemah atau selama periode permintaan puncak.

• Pasokan panas industri

  Banyak industri membutuhkan pasokan panas yang konstan, seperti industri kimia, makanan, dan kertas. Tangki penyimpanan panas dapat menyediakan pasokan panas yang stabil untuk industri-industri ini, memastikan proses dan produksi tetap tidak terganggu.

• Pemanasan distrik

  Dalam sistem pemanasan distrik, tangki penyimpanan panas dapat menyimpan panas berlebih dari pembangkit pemanasan terpusat atau sumber energi terbarukan dan memasok panas ke bangunan perumahan, komersial, dan institusional. Tangki penyimpanan panas dapat membantu menyeimbangkan penawaran dan permintaan panas dan meningkatkan stabilitas sistem pemanasan distrik.

• Konversi energi

  Tangki penyimpanan panas dapat memainkan peran penting dalam konversi energi. Misalnya, selama periode listrik non-puncak, energi listrik dapat diubah menjadi energi termal melalui boiler listrik atau pompa panas, yang kemudian disimpan dalam tangki penyimpanan panas. Selama periode listrik puncak ketika permintaan tinggi, energi termal yang disimpan dalam tangki dapat diubah kembali menjadi energi listrik menggunakan generator atau turbin dan kemudian dialirkan ke jaringan listrik. Proses ini dapat membantu menstabilkan jaringan listrik dan meningkatkan keandalannya.

• Sistem pendingin

  Tangki penyimpanan panas tidak hanya berlaku untuk sistem pemanasan tetapi juga untuk sistem pendinginan. Misalnya, di gedung komersial besar atau pabrik industri, tangki penyimpanan panas air dapat menyimpan air dingin selama periode non-puncak untuk memenuhi permintaan pendinginan selama periode puncak. Praktik ini umumnya dikenal sebagai pemindahan beban pendinginan dan dapat membantu meringankan beban pada sistem pendinginan selama periode puncak.

Cara Memilih Tangki Penyimpanan Panas

• Analisis permintaan:

  Pertama, orang perlu memahami tujuan spesifik menggunakan tangki penyimpanan panas dan menentukan jenis tangki penyimpanan panas yang dibutuhkan. Tangki penyimpanan panas biasanya mencakup tangki penyimpanan termal air, tangki penyimpanan termal minyak, tangki penyimpanan termal baja, dll. Sementara itu, pengguna perlu menilai jumlah dan kualitas energi termal yang dibutuhkan. Ini mungkin melibatkan faktor-faktor seperti suhu, volume, dan kemurnian energi termal.

• Pemilihan kapasitas:

  Pengguna perlu memilih kapasitas yang sesuai sesuai dengan kebutuhan sebenarnya. Pengguna dapat menghitung energi termal yang dibutuhkan berdasarkan faktor-faktor seperti jumlah panas yang dibutuhkan per satuan waktu, periode penyimpanan, dan perbedaan suhu. Sementara itu, pengguna juga perlu mempertimbangkan kemungkinan perluasan atau perubahan di masa depan, memilih ukuran yang dapat memenuhi kebutuhan jangka panjang.

• Pemilihan material:

  Pengguna perlu memilih bahan yang sesuai untuk tangki penyimpanan panas sesuai dengan faktor-faktor seperti media penyimpanan, suhu, dan lingkungan kerja. Bahan yang umum digunakan meliputi baja karbon, baja tahan karat, dll. Sementara itu, pengguna perlu mempertimbangkan ketahanan, ketahanan terhadap korosi, sifat insulasi termal, dan karakteristik material lainnya.

• Barang berkualitas dan terjangkau:

  Pengguna perlu memilih produsen dan pemasok yang bereputasi baik, dengan tangki penyimpanan panas yang memenuhi standar kualitas. Pengguna dapat merujuk pada tanda sertifikasi yang relevan, laporan inspeksi, dll., untuk memastikan kualitas produk. Selain itu, pengguna juga harus mempertimbangkan biaya tangki penyimpanan panas yang wajar, membandingkan harga dan kinerja produk yang berbeda untuk membuat keputusan yang tepat.

• Persyaratan keselamatan dan lingkungan:

  Pengguna perlu memastikan bahwa tangki penyimpanan panas yang dipilih sesuai dengan persyaratan keselamatan, seperti tahan ledakan, anti bocor, anti panas berlebih, dll. Pada saat yang sama, pengguna juga perlu mempertimbangkan persyaratan lingkungan tangki penyimpanan panas, seperti emisi, efisiensi energi, dll., untuk memastikan kepatuhan dengan peraturan yang relevan.

T&J

T1: Apa hubungan antara tangki penyimpanan panas dan energi terbarukan?

J1: Tangki penyimpanan panas sangat penting untuk mengoptimalkan sumber energi terbarukan seperti energi surya dan angin, yang menghasilkan energi secara intermiten. Dengan menyimpan energi berlebih ketika produksi tinggi, tangki dapat menyediakan pasokan energi yang konsisten selama periode produksi yang lebih rendah.

T2: Apa perbedaan antara tangki penyimpanan panas dan baterai termal?

J2: Meskipun tangki penyimpanan panas dan baterai termal sama-sama menyimpan panas, keduanya melakukannya dengan cara yang berbeda. Tangki penyimpanan panas hanya menyimpan air panas atau cairan. Sebaliknya, baterai termal (juga dikenal sebagai baterai panas) menyimpan panas melalui bahan perubahan fase. Bahan tersebut mengubah strukturnya ketika dipanaskan atau didinginkan, sehingga menyimpan panas. Baterai termal dapat menawarkan solusi penyimpanan yang lebih kompak daripada tangki tradisional.

T3: Bagaimana energi disimpan dalam tangki penyimpanan panas?

J3: Ketika panas atau energi berlebih diberikan ke tangki, panas tersebut disimpan dengan memanaskan media transfer (seperti air) hingga mencapai suhu yang diinginkan. Penyegelan dan insulasi yang tepat memastikan bahwa panas tetap berada di dalam tangki. Ketika permintaan energi meningkat, media transfer yang dipanaskan dapat digunakan untuk menghasilkan energi atau panas.