Desain Module dan Array pada Sistem Panel Surya

Sebagian besar sistem komersial dan industri membutuhkan kolektor dalam jumlah besar untuk memenuhi permintaan pemanasan. Menghubungkan kolektor hanya dengan satu set manifold membuat kemampuan drainase tidak maksimal dan penurunan tekanan rendah sulit dicapai. Hal ini akan mempersulit menyeimbangkan aliran karena harus memiliki laju aliran sama ke semua kolektor.

Module

Module adalah sekelompok kolektor yang dapat dikelompokkan menjadi aliran paralel dan aliran gabungan seri-paralel. Aliran paralel lebih sering digunakan karena pada dasarnya seimbang, memiliki penurunan tekanan rendah, dan dapat dikeringkan dengan mudah.

Umumnya, kolektor pelat datar dibuat terhubung ke pipa utama instalasi di salah satu dari dua metode yang ditunjukkan pada Gambar 1. Kolektor manifold eksternal kolektor memiliki sambungan berdiameter kecil karena digunakan untuk membawa aliran untuk satu kolektor. Oleh karena itu, setiap kolektor terhubung secara individual ke perpipaan manifold yang bukan merupakan bagian dari panel kolektor. Kolektor manifold internal menggabungkan beberapa kolektor dengan header besar yang dapat ditempatkan berdampingan untuk membentuk manifold suplai dan pengembalian terus menerus, sehingga manifold terhubung dengan masing-masing kolektor. Jumlah kolektor yang dapat dihubungkan tergantung pada ukuran header.

Kolektor manifold eksternal umumnya lebih cocok untuk sistem kecil. Manifold internal lebih disukai untuk sistem besar karena menawarkan sejumlah keuntungan. Cara-cara ini adalah penghematan biaya karena sistem menghindari penggunaan pipa tambahan (dan alat kelengkapan) yang perlu diisolasi dan ditopang dengan benar, dan penghapusan kehilangan panas yang terkait dengan manifold eksternal, yang meningkatkan kinerja termal sistem.

Perlu dicatat bahwa alirannya paralel tetapi kolektor terhubung seri. Ketika array harus lebih besar dari satu panel, kombinasi seri dan aliran paralel dapat digunakan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Desain ini lebih cocok dalam kasus di mana kolektor dipasang di atap miring.

Pilihan susunan seri atau paralel tergantung pada suhu yang diperlukan dari sistem. Menghubungkan kolektor secara paralel berarti semua kolektor memiliki sebagai input suhu yang sama, sedangkan ketika koneksi seri digunakan, suhu outlet dari satu kolektor (atau baris kolektor) adalah masukan untuk kolektor selanjutnya (atau baris dari kolektor).

Array Design (Desain Susunan)

Sebuah array biasanya mencakup banyak kelompok individu kolektor yang disebut modul untuk memberikan karakteristik aliran yang diperlukan. Untuk mempertahankan aliran yang seimbang, sebuah array atau bidang kolektor harus dibangun dari modul yang identik. Pada dasarnya, dua jenis sistem dapat digunakan: pengembalian langsung (direct return) dan pengembalian terbalik (reverse return). Pada direct return, katup penyeimbang diperlukan untuk memastikan aliran yang seragam melalui modul. Katup penyeimbang harus terhubung di outlet modul untuk menyediakan hambatan aliran yang diperlukan untuk memastikan pengisian semua modul saat pompa dihidupkan. Bila memungkinkan, modul harus dihubungkan dalam mode reverse return. Reverse return memastikan array seimbang, karena semua kolektor beroperasi dengan penurunan tekanan yang sama yaitu, kolektor pertama dalam manifold suplai adalah yang terakhir di manifold return, yang kedua pada bagian suplai adalah yang kedua sebelum yang terakhir dalam retrun, dan seterusnya. Dengan desain yang tepat, array dapat terkuras, yang merupakan persyaratan penting untuk pengurasan kembali dan pengurasan perlindungan beku. Agar hal ini memungkinkan, pemipaan ke dan dari kolektor harus menjadi miring dengan benar. Biasanya, pemipaan dan kolektor harus miring untuk mengalirkan air dengan kemiringan 20 mm per meter linier.

Kolektor manifold eksternal dan internal memiliki pemasangan dan pertimbangan pipa. Modul dengan kolektor manifold eksternal dapat dipasang secara horizontal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Dalam hal ini, header bawah harus diberi pitch (diberi kemiringan) seperti yang ditunjukkan. Kemiringan header atas dapat berupa horizontal atau dipitch ke arah kolektor, sehingga dapat mengalir melalui kolektor.

Array dengan manifold internal sedikit lebih sulit untuk dirancang dan dipasang. Agar kolektor ini mengalir, seluruh tepian harus dimiringkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 . Reverse-return selalu menyiratkan pengoperasian pipa ekstra, yang lebih sulit untuk menguras, jadi terkadang dalam hal ini lebih nyaman menggunakan direct return.

Ukuran Array / Susunan

Ukuran array/susunan kolektor tergantung pada biaya, atap yang tersedia atau luas tanah, dan persentase dari beban panas yang dibutuhkan untuk ditutupi oleh sistem panel surya. Dua parameter pertama sangat mudah dan dapat dengan mudah ditentukan. Tetapi susunan modul membutuhkan perhitungan terperinci, yang mempertimbangkan radiasi yang tersedia, karakteristik kinerja kolektor yang dipilih, dan parameter lain yang kurang penting.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA SEPUTAR ENERGI TERBARUKAN !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

Author: admin