Memanfaatkan Energi Surya

Ilustrasi energi surya

Penggunaan energi listrik untuk kebutuhan sehari-hari semakin tinggi. Berbagai produk rumah tangga dan alat komunikasi tidak lepas dari listrik. Pada saat aliran listrik terputus, praktis kita tidak melakukan aktivitas seperti biasanya. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA tentunya sangat terbatas dibandingkan dengan kebutuhan yang terus meningkat.

Selain itu, sumber energi minyak bumi pun semakin terbatas, sedangkan kebutuhan akan BBM semakin meningkat sejalan dengan semakin meningkatnya jumlah kendaraan. Belum lagi pemakaian BBM oleh industri. Oleh karena itu, perlu ada tindakan dan kebijakan yang mengarah pada pemanfaatan sumber energi lain, seperti energi surya sebagai alternatif.

Ya, ada beberapa sumber energi lain selain minyak bumi yang dapat dimanfaatkan, yakni energi surya, energi hayati, energi air, energi laut, energi angin, energi nuklir, energi bahan fosil, dan energi panas bumi.
Salah satu sumber energi yang dapat kita manfaatkan adalah energi surya atau energi matahari.

Secara tradisional, energi surya sudah dimanfaatkan masyarakat sejak dulu untuk menjemur pakaian, jagung, padi, dan tembakau. Pertanian juga memanfaatkan energi surya, yaitu melalui roses fotosistesis yang dilakukan oleh tanaman pertanian tersebut.

Sejak terjadinya krisis energi pada 1973, minat untuk lebih banyak memanfaatkan energi surya secara langsung makin meningkat. Pemanfaatan energi surya itu untuk pemanasan air, pemanasan ruang, pengeringan hasil pertanian, dan pembangkit listrik. Kecuali untuk pembangkit listrik, pemanfaatan energy surya dapat dilakukan denga teknologi sederhana.

Namun, modal yang diperlukan masih tinggi jika dibandingkan dengan kemampuan ekonomi rakyat kita pada umumnya dan masyarakat perdesaan pada khususnya. Untuk masyarakat tingkat menengah ke atas yang memerlukan air panas untuk mandi dan pemanasan ruangan untuk rumah peristirahatannya di pegunungan biaya itu tidaklah tinggi.

Pemanfaatan tenaga surya untuk pembangkit listrik membutuhkan biaya yang cukup besar, mengingat teknologi yang digunakan sudah lebih modern. Harga listrik yang dibangkitkan masih jauh lebih mahal dari listrik yang dihasilkan dari PLTA.

Oleh karena itu, listrik dari energi surya belum dapat dikelola secara maksimal. Energi listrik dari surya hanya digunakan untuk kebutuhan khusus. Misalnya, untuk daerah yang membutuhkan listrik dan letaknya jauh dari jalur distribusi listrik.

Sebagai contoh, kebutuhan listrik untuk pangkalan militer di sebuah pulau yang terpencil atau sebuah stasiun ilmiah di tengah hutan belantara. Diperlukan cara alternatif untuk penyediaan listrik di tempat tersebut karena tidak terjangkau oleh aliran listrik PLN. Di sinilah diperlukan sumberdaya energi alternatif, dan energi surya salah satu alternatif terbaik untuk memenuhi kebutuhan listrik tersebut.

Tenaga Surya Photovotaic

Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi menyediakan kebutuhan energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama.

Sinar matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap peluang ini. Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari.

Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kita gunakan.

Dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya, voltaic=tegangan) Photovoltaic tenaga matahari melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia adalah penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.

Bahan semi konduktor yang umum digunakan untuk sel photovoltaic adalah silikon, elemen yang umum ditemukan di pasir. Semua sel photovoltaic mempunyai paling tidak dua lapisan semi konduktor seperti itu, satu bermuatan positif dan satu bermuatan negatif.

Ketika cahaya menyinari semi konduktor, lading listrik menyeberang hubungan antara dua lapisan menyebabkan listrik mengalir, membangkitkan arus DC.  Makin kuat cahaya, makin kuat aliran listrik.

Sistem photovoltaic tidak membutuhkan cahaya matahari yang terang untuk beroperasi. Sistem ini juga membangkitkan listrik di saat hari mendung, dengan energi keluar yang sebanding ke berat jenis awan. Berdasarkan pantulan sinar matahari dari awan, hari-hari mendung dapat menghasilkan angka energi yang lebih tinggi dibandingkan saat langit yang cerah.

Saat ini, sudah menjadi hal umum piranti kecil, seperti kalkulator, menggunakan solar sel yang sangat kecil. Photovoltaic juga digunakan untuk menyediakan listrik di wilayah yang tidak terdapat jaringan pembangkit tenaga listrik.

Kini telah dikembangkan lemari pendingin, yang bernama Solar Chill yang dapat bekerja dengan menggunakan energi matahari. Setelah dites, lemari pendingin ini akan digunakan oleh organisasi kemanusiaan untuk membantu menyediakan vaksin di daerah tanpa listrik, dan orang yang tidak ingin bergantung dengan tenaga listrik  untuk mendinginkan makanan mereka.

Penggunaan sel photovoltaic sebagai desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai contoh, atap ubin atau slites solar dapat menggantikan bahan atap konvsional.

Modul film yang fleksibel bahkan dapat diintegrasikan menjadi atap vaulted, ketika modul semi transparan menyediakan percampuran yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari.

Sel photovoltaic juga dapat digunakan untuk menyediakan tenaga maksimum ke gedung pada saat hari di musim panas ketika sistem AC membutuhkan energi yang besar, hal itu membantu mengurangi beban maskimum elektik. Baik dalam skala besar maupun skala kecil photovoltaic dapat mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam selnya.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Kaca-kaca besar mengkonsetrasikan cahaya matahari ke satu garis atau titik. Panas yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan uap panas. Panasnya, tekanan uap panas yang tinggi digunakan untuk menjalankan turbin yang menghasilkan listrik. Di wilayah yang disinari matahari, Pembangkit Listrik Tenaga matahari dapat menjamin pembagian besar produksi listrik.

Berdasarkan proyeksi dari tingkat arus, hanya 354MW, pada tahun 2015 kapasitas total pemasangan pembangkit tenaga panas matahari akan melampaui 5000 MW. Pada tahun 2020, tambahan kapasitas akan naik pada tingkat sampai 4500 MW setiap tahunnya dan total pemasangan kapasitas tenaga panas matahari di seluruh dunia dapat mencapai hampir 30.000 MW- cukup untuk memberikan daya untuk 30 juta rumah.

Teknologi Energi Surya Temal

Selama ini, pemanfaatan energi surya termal di Indonesia masih dilakukan secara tradisional. Para petani dan nelayan di Indonesia memanfaatkan energi surya untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung.

Berbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala rendah (temperatur kerja lebih kecil atau hingga 60 derajat Celcius) dan skala menengah (temperatur kerja antara 60 hingga 120 derajat Celcius) telah dikuasai dari rancang-bangun, konstruksi hingga manufakturnya secara nasional.

Secara umum, teknologi surya termal yang kini dapat dimanfaatkan termasuk dalam teknologi sederhana hingga madya. Beberapa teknologi untuk aplikasi skala rendah dapat dibuat oleh bengkel pertukangan kayu atau besi biasa. Untuk aplikasi skala menengah dapat dilakukan oleh industri manufaktur nasional. Beberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya seperti sistem atau unit berikut:

• Pengering pasca panen berbagai jenis teknologi.
• Pemanas air domestik.
• Pemasak atau oven.
• Pompa air dengan Siklus Rankine dan fluida kerja Isopentane.
• Penyuling air atau Solar Distilation Still.
• Pendingin seprti radiatif, absorpsi, evaporasi, termoelektrik, kompressip, dan tipe jet.
• Sterilisator surya.
• Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan titik didih rendah.

Untuk skala kecil dan teknologi yang sederhana, kandungan lokal mencapai 100 %, sedangkan untuk sistem dengan skala industri (menengah) dan menggunakan teknologi tinggi seperti pemakaian Kolektor Tabung Hampa atau Heat Pipe, kandungan lokal minimal mencapai 50%.

Prospek teknologi energi surya termal cukup besar, terutama untuk mendukung peningkatan kualitas pasca-panen komoditi pertanian, untuk bangunan komersial atau perumahan di perkotaan. Prospek pemanfaatannya dalam sektor-sektor masyarakat cukup luas, yaitu:

• Industri, khususnya agro-industri dan industri pedesaan, yaitu untuk penanganan pasca-panen hasil-hasil pertanian, seperti pengeringan (komoditi pangan, perkebunan, perikanan atau peternakan, kayu olahan) dan juga pendinginan (ikan, buah dan sayuran).

• Bangunan komersial atau perkantoran, yaitu: untuk pengkondisian ruangan (Solar Passive Building, AC) dan pemanas air.

• Rumah tangga, seperti pemanas air dan oven atau cooker.

• Puskesmas terpencil di pedesaan, yaitu untuk sterilisator, refrigerator vaksin dan pemanas air.