Differential Temperature Controller pada Sistem Panel Surya

Salah satu komponen terpenting dari sistem energi surya aktif adalah pengontrol suhu karena kontrol yang salah biasanya menjadi penyebab kinerja sistem yang buruk. Secara umum, sistem kontrol harus sesederhana mungkin dan harus menggunakan pengontrol yang andal. Salah satu parameter penting yang perlu diperhatikan oleh perancang panel surya adalah lokasi kolektor, penyimpanan, suhu berlebih, dan suhu beku sensor.

Dasar dari kontrol sistem energi surya adalah Differential Temperature Controller / DTC (pengontrol suhu diferensial). Pengontrol suhu diferensial adalah pengontrol pembanding dengan setidaknya dua sensor suhu yang mengontrol satu atau lebih perangkat. Ciri khasnya, salah satu sensor terletak di sisi atas array kolektor surya dan yang kedua di tangki penyimpanan, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1. Pada sistem tidak bertekanan, pengontrol suhu diferensial lainnya dapat mengontrol ekstraksi panas dari tangki penyimpanan. Sebagian besar kontrol lain yang digunakan dalam sistem energi surya adalah mirip dengan sistem layanan bangunan.

DTC memantau perbedaan suhu antara kolektor dan tangki penyimpanan. Ketika suhu kolektor melebihi tangki dengan jumlah yang telah ditentukan (biasanya 4 – 11 ° C), DTC menyalakan pompa sirkulasi. Ketika suhu kolektor surya turun menjadi 2–5 ° C di atas suhu penyimpanan, DTC menghentikan pompa. Alih-alih mengendalikan pompa surya langsung, DTC dapat beroperasi secara tidak langsung melalui relai kontrol untuk mengoperasikan satu atau lebih pompa dan melakukan fungsi kontrol lainnya, seperti penggerakan katup kontrol.

Titik setel suhu differensial dari DTC bisa fix atau diatur/adjust. Jika titik setel pengontrol adalah sudah fix, pengontrol dipilih harus sesuai dengan persyaratan panel surya. Titik setel diferensial adjustable membuat pengontrol lebih fleksibel dan dapat disesuaikan dengan spesifikasi sistem atau kondisi panel surya misalnya pengaturan di musim panas dan musim dingin. Diferensial optimal pada set point sulit untuk dihitung, karena variabel dan kondisi yang berubah. Biasanya, titik setel nyala adalah 5 – 9 ° C di atas titik setel mati. yang optimal pada titik setel adalah keseimbangan antara pengumpulan energi optimal dan penghindaran start dan stop pompa yang singkat. Perbedaan suhu mati optimal harus seminimal mungkin, yang tergantung pada apakah ada heat exchanger antara kolektor dan tangki penyimpanan.

Start dan stop pompa yang sering, juga disebut short cycling, harus diminimalkan karena dapat menyebabkan kegagalan pompa prematur. Short cycling tergantung pada seberapa cepat dan seberapa sering suhu sensor kolektor surya melebihi titik setel aktif dan turun di bawah titik setel off. Hal ini dipengaruhi oleh intensitas insolasi, laju aliran pompa, massa termal kolektor surya, respon sensor, dan temperatur fluida yang masuk ke kolektor. Yang terjadi dalam praktek adalah air di kolektor mulai memanas ke atas segera setelah off kondisi tercapai dan aliran berhenti. Seperti air memanas, air akhirnya mencapai titik setel, di mana titik pompa diaktifkan pada dan fluida bersirkulasi melalui kolektor. Oleh karena itu, fluida panas di kolektor didorong ke manifold kembali dan diganti dengan air dingin dari manifold pasokan, yang dihangatkan saat bergerak melalui kolektor.

Penempatan Sensor

Penempatan tepat dari sensor suhu kolektor penting untuk sistem yang baik operasi. Sensor harus memiliki kontak termal yang baik dengan kolektor plate atau perpipaan. Sensor kolektor dapat ditempatkan pada pelat kolektor, pada pipa dekat kolektor, atau di pipa outlet kolektor. Yang terbaik dari semuanya ada di kolektor plate, tapi ini bukan yang termudah, karena pembongkaran dan modifikasi kation pada satu array diperlukan, yang akan perlu dilakukan di lokasi. Lokasi sensor termudah dan titik terbaik adalah di pipa yang meninggalkan pengumpul. Biasanya potongan T digunakan dan sensor ditempatkan di sebuah sumur dalam dengan beberapa tetes minyak, yang memastikan kontak yang baik, seperti yang ditunjukkan di gambar 2a , atau di sisi potongan T, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2b.

Sensor tangki penyimpanan harus ditempatkan di dekat bagian bawah tangki penyimpanan, sekitar sepertiga dari ketinggiannya. Jika sistem menggunakan heat exchanger internal, sensor terletak di atas heat exchanger. Idealnya, sensor ini harus mengidentifikasi jika masih ada air di dalam tangki yang dapat dipanaskan dengan energi matahari. Karena itu, lokasi yang ditunjukkan dianggap sebagai kompromi yang baik karena lokasi yang lebih rendah akan memberi pembacaan palsu meskipun dengan permintaan sekecil apa pun, yang akan menjadi diganti dengan make-up water (dingin), sedangkan lokasi yang lebih tinggi akan meninggalkan banyak air suhu rendah meskipun energi matahari tersedia.

Sensor pelindung pembekuan, jika digunakan, harus ditempatkan pada posisi sedemikian sehingga dapat mendeteksi suhu cairan terdingin. Dua lokasi yang cocok adalah bagian belakang pelat penyerap dan pipa masuk ke kolektor dari manifold suplai. Untuk alasan yang disebutkan sebelumnya, yang terakhir lebih disukai. Sensor suhu berlebih dapat ditempatkan baik di bagian atas tangki penyimpanan atau di kolektor pipa keluar. Untuk yang terakhir, sensor terletak di lokasi dan cara yang sama seperti sensor suhu kolektor.

>> 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