Baru-baru ini meningkatnya masalah pemanasan global akibat penggunaan bahan bakar fosil telah menyebabkan kekhawatiran di sumber energi baru dan terbarukan. Salah satu bahaya utama dari bahan bakar fosil adalah kehancuran ekosistem.
Salah satu cara untuk memecahkan masalah ini adalah penggunaan sumber daya alam energi terbarukan sebagai pengganti bahan bakar hidrokarbon. Sumber energi baru dan terbarukan non-polusi, terus menerus, dan mudah dalam ketersediaan. Oleh karena itu sumber-sumber energi baru dan terbarukan telah menarik bagi banyak aplikasi sebagai sumber daya alternatif.
Di antara banyak sumber energi baru dan terbarukan, sistem generator angin bebas dari masalah lingkungan. Hal ini juga kompetitif dalam biaya dibandingkan dengan kekuatan konvensional dari grid. Sistem fotovoltaik, yang merupakan salah satu energi terbarukan utama dan lingkungan yang aman, masih mahal. Operasi dan pemeliharaan yang diperlukan untuk angin dan sistem pembangkit fotovoltaik sangat sedikit bila dibandingkan dengan sistem pembangkit lainnya seperti sistem pembangkit listrik tenaga diesel.
Telah diketahui bahwa sinar matahari dan angin dapat menghasilkan listrik dengan masing masing prosesnya. Saat ini, banyak sumber daya energi alternatif sebagai sumber listrik yang sudah ada dipasaran, seperti misalkan listrik tenaga surya, tenaga angin, micro hydro dan lain sebagainya, baik itu yang sudah di kembangkan ataupun yang masih dalam finalisasi pengembangan untuk mencapai titik optimal baik dalam menyediakan energi ataupun dalam pemasangan dan pemeliharaannya.
Sejak matahari dan angin terutama tergantung pada parameter statistik sehubungan dengan perubahan iklim dan lingkungan, fokus pada desain komponen sistem hibrida meningkatkan ketersediaan pada sistem pembangkit listrik. Sistem hybrid juga mengurangi ketergantungan pada satu sumber saja sehingga memberikan konsumen pilihan terhadap jenis sumber listrik yang dapat diandalkan dan murah. Oleh karena itu kombinasi optimal dan desain ukuran peralatan sistem hibrida mempertimbangkan komponen baterai memiliki peran yang sangat penting dalam penggunaan energi terbarukan secara efektif dan ekonomis. Beberapa pendekatan yang dikembangkan untuk mencapai konfigurasi optimal dari sistem hibrida seperti metode kuadrat terkecil, metode trade-off dan metode pendekatan probabilistik. Penelitian ini menyajikan suatu metode untuk merancang kombinasi yang optimal dan unit ukuran untuk sistem hybrid baru dan terbarukan. Metode ini adalah untuk menemukan konfigurasi yang optimal dan ukuran antara set komponen sistem, yang memenuhi persyaratan sistem yang diinginkan, dengan nilai terendah dari biaya energi.
Banyak sekali keuntungan jika menggunakan energi yang telah diberikan oleh Allah SWT seperti listrik tenaga surya, tenaga angin, bahkan yang sedang dalam pengembangan saat ini adalah dengan meniru proses fotosintesis, yang semoga dalam waktu dekat ini akan memberikan berita yang menggembirakan.
Kelemahan dari sistem yang sudah ada saat ini, pasokan listrik yang dihasilkan tidak tersimpan dan dapat digunakan diwaktu kemudian, tetapi langsung di distribusikan (grid) dan kelebihan daya yang ada hilang, sehingga terjadi in-efisiensi penggunaan energi listrik tersebut.
Jika kita mencermati tubuh kita, ciptaan Allah Subhanahu Wa Ta'ala sungguh luar biasa. Makanan yang kita konsumsi adalah bertujuan untuk menghasilkan energy yang dapat digunakan untuk beraktivitas ataupun untuk pertumbuhan, maintenance dan keperluan lainnya. Energi tersebut tidak seluruhnya dibuang, jika tidak terpakai, tetapi disimpan di setiap sel tubuh kita. Bahkan sisa dari makanan dan minuman yang kita konsumsikan memberikan manfaat kepada alam ini. Sungguh luar biasa dan sempurnanya Allah Subhanahu Wa Ta'ala dalam setiap penciptaanNya, sekecil apapun tidak ada yang luput dari perhitunganNya.
Oleh karenanya, beberapa kalangan melakukan berbagai upaya dalam berkreasi mencari energi terbarukan dengan dan melakukan berbagai penelitian dan ujicoba untuk menghasilkan output yang efisien, paling tidak efisien dari segi energi yang dihasilkan, mudah dalam pengoperasiannya serta murah dalam pemeliharaannya.
Tenaga Surya memiliki keuntungan dan kerugian, demikian pula dengan listrik tenaga angin. Jika kedua sumber daya listrik tersebut digabungkan atau dikombinasikan, dan di analisa secara tepat maka akan di dapat hasil yang optimal bagi perumahan/rumah. Hal ini juga akan membantu pemerintah dalam mengatasi kendala krisis energi.
Tahap awal, mendata dan mensurvey intensitas radiasi matahari dan kecepatan angin di lokasi yang akan dibangun fasilitas tersebut yang kemudian dihitung sesuai dengan kebutuhan, makan akan didapat hasil yang optimal (menggunakan simulasi dan analisis Optimization Method)
Contoh of Meteorological Condition in location (Radiation & Wind Speed)
Optimization Method merupakan salah satu bidang ilmu yang sangat luas dan applicable dalam penerapannya, sehingga selalu digunakan diberbagai bidang, mulai dari pabrik, transportation system sampai dengan bidang penelitian dan lain sebagainya, dengan tujuan untuk menghasilkan output yang optimal, efisien, pemeliharaan yang rendah dan lain sebagainya.
Kombinasi surya-angin hibrida sistem pembangkit listrik tenaga terdiri dari photo volatic (PV)/Solar cell, turbin angin, baterai bank, inverter, controller, dan perangkat aksesori lainnya dan kabel. Solar cell dan turbin angin bekerja sama untuk memenuhi permintaan beban. Ketika sumber energi (surya dan energi angin) yang melimpah, daya yang dihasilkan, setelah memenuhi permintaan beban, akan diberikan untuk memberi pasokan ke baterai sampai penuh diisi. Sebaliknya, ketika sumber energi sedikit, baterai akan melepaskan energi untuk membantu solar cell dan turbin angin untuk memenuhi persyaratan beban sampai energi yang ada pada baterai habis.
Dalam rangka untuk memprediksi kinerja sistem hybrid, masing-masing komponen perlu dimodelkan terlebih dahulu dan kemudian kombinasi dari sumber energi tersebut dapat dievaluasi untuk memenuhi permintaan beban.
Sumber energy, secara umum dapat dibagi menjadi tiga kategori:
- Fosil:
- Solar
- Petroleum
- Natural Gas
- Energy Terbarukan:
- Tenaga Surya
- Tenaga Angin
- Micro Hydro
- Biomass
- Biothermal
- Osmosis
- Reaksi Nuklir
Listrik untuk rumah dan perumahan dapat mengambil manfaat dari gabungan energi yang telah cukup banyak dipasaran, antara lain adalah penggabungan beberapa sumber energi, seperti:
- PLN
- Generator
- Tenaga Angin
- Tenaga Surya
Apapun bentuk dari kombinasi tersebut, diperlukan desain atau perencanaan yang matang, salah satunya dengan menggunakan optimization method guna menghasilkan dan penggunaan sumber energi yang optimal.
Sebagai ilustrasi:
- Sumber energi:
- PLN
- Tenaga Surya (telah disurvey dan didata intensitas cahaya matahari pertahun)
- Tenaga Angin (telah disurvey dan didata kecepatan angin minimum dan ketinggian posisi)
- Data Rumah:
- Luas bangunan
- Posisi
- Air Conditioning
- Refrigerator
- Fan
- Jendela
- Insulator
- dll
- Kebutuhan akan listrik diwaktu “peak”
- Kebutuhan listrik rata rata
Contoh: Input Data bangunan dan kebutuhan energi dari beberapa sumber energy (Optimization & Simulation).
Setelah dilakukan perhitungan dengan Optimization Method, maka akan dihasilkan kombinasi sumber energi yang optimal untuk keperluan sehari hari.
Contoh: Output hasil Optimasi dan Simulasi (Optimization and Simulation)
Contoh: System Configuration and Cost
Beberapa keuntungan dengan menggunakan optimization method, adalah sebagai berikut:
- Fleksibilitas gabungan sumber energy
- Output atau hasil yang optimal berbagai kombinasi gabungan sumber energi
- Mengetahui jenis dan jumlah komponen sumber listrik yang dibutuhkan
- Berkurang konsumsi energy / hemat (berdasarkan "real need")
Kesimpulannya, Aspek-aspek utama dalam desain sistem hibrida generasi baru dan terbarukan adalah power supply yang dapat diandalkan konsumen dalam berbagai kondisi atmosfer dan biaya total sistem yang sesuai. Menggunakan model sederhana dan praktis untuk sistem energi baru dan terbarukan, metode merancang kombinasi yang optimal dari sistem hibrida kemudian dikembangkan. Konfigurasi sistem dapat diperoleh dalam hal kebutuhan sistem power supply reliabilitas dengan menggunakan konsep (Rato of Lack of Power).
Sebuah pemodelan matematika sederhana untuk setiap komponen sistem pembangkit tenaga listrik hibrida angin - solar cell dikembangkan. Menggunakan model, metode kombinasi optimal dan ukuran komponen sistem hybrid juga kemudian dikembangkan. Model yang sangat sederhana dianggap sebagai konfigurasi ekonomis. Metode ini bertujuan untuk menemukan konfigurasi, antara satu set komponen sistem, yang memenuhi persyaratan sistem yang diinginkan, dengan nilai terendah dari biaya energi. Metode ini diterapkan untuk pembangkit tenaga listrik hibrida angin - solar cell dan menghasilkan konfigurasi yang optimal dan mudah untuk diaplikasikan. (research paper available upon request) [wahyuprizuardi]
Semoga bermanfaat.
No comments:
Post a Comment