BAB I
PENDAHULUAN1.1. Latar BelakangEnergi saat ini memegang peranan
yang penting dalam pengembangan ekonomi nasional, bahkan sering
dinggap sebagai darah dalam kehidupan ekonomi. Hal ini disadari
oleh negara-negara yang telah maju, maupun oleh negara yang sedang
berkembang bahwa penggunaan energi secara tepat dan berdaya guna
tinggi merupakan syarat yang mutlak untuk meningkatkan kegiatan
ekonomi. Indonesia merupakan negara yang memiliki berbagai jenis
sumber daya energi dalam jumlah yang cukup melimpah. Pengelolaan
sumber daya energi secara tepat akan memberikan gilirannya dalam
meningkatkan kesejahteraan masyarakat secara umum. Permintaan akan
kebutuhan energi setiap tahunnya terus bertambah, seiring dengan
pertumbuhan penduduk yang semakin cepat. Selama bertahun-tahun,
energi fosil (minyak bumi, gas alam, dan batu bara) merupakan
sumber energi utama untuk memenuhi kebutuhan energi dunia. Namun,
sumber energi ini merupakan sumber energi yang akan habis dan tidak
dapat diperbaharui. Oleh karena itu, demi memenuhi kebutuhan energi
yang semakin meningkat, para peneliti di dunia terus mengembangkan
sumber energi alternatif yang dapat dipergunakan sebagai pengganti
energi fosil. Salah satu sumber energi alternatif yang cukup
populer adalah energi sinar matahari. Energi sinar matahari atau
yang sering disebut dengan energi surya, merupakan energi yang
berasal dari matahari dan termasuk golongan sumber energi yang
tidak akan habis dan tidak terbatas jumlahnya.Dengan letak
Indonesia yang berada pada daerah khatulistiwa, yaitu pada lintang
6 LU 11 LS dan 95 BT 141 BT, dan dengan memperhatikan peredaran
matahari dalam setahun yang berada pada daerah 23,5 LU dan 23,5 LS
maka wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama 10 12
jam sehari. Letak Indonesia yang berada pada daerah khatulistiwa
menyebabkan wilayah Indonesia memiliki tingkat radiasi matahari
yang sangat tinggi. Menurut pengukuran dari pusat Meteorologi dan
Geofisika, diperkirakan bahwa besar radiasi yang jatuh pada
permukaan bumi di wilayah Indonesia (khususnya Indonesia Bagian
Timur) rata-rata kurang lebih sebesar 5,1 kWh/m2/hari dengan
variasi bulanan sekitar 9%. Energi surya semacam ini merupakan
modal dasar untuk pengembangan sumber energi terbarukan dengan
konversi energi surya menjadi listrik melalui sel surya, sehingga
energi surya disebut sebagai inexhaustible resource.1.2. Rumusan
Masalaha. Apa yang dimaksud energi surya?b. Bagaimana metode
penyimpanan energi surya?c. Bagaimana perkembangan energi surya di
dunia?d. Bagaimana pemanfaatan energi surya?1.3. Tujuan Penulisana.
Mengetahui apa yang dimaksud dengan energi surya.
b. Mengetahui metode penyimpanan energi surya.c. Mengetahui
perkembangan energi surya di dunia.d. Mengetahui pemanfaatan energi
surya.
BAB II
PROFIL ENERGI SURYA2.1 Energi SuryaEnergi suryaadalah energi
yang berupa sinar dan panas darimatahari. Energi ini dapat
dimanfaatkan dengan menggunakan serangkaian teknologi
sepertipemanas surya, fotovoltaik surya,listrik termal
surya,arsitektur surya, danfotosintesis buatan.Energi surya
diklasifikasikan sebagai inexhaustible resource, yaitu sumber daya
alam yang pemanfaatannya bisa berkelanjutan karena secara ekonomi
layak dan penggunaan sumber daya alam per satuan waktu relatif
kecil. Hal ini berdasarkan pada pernyataanBadan Energi
Internasional, yang pada tahun 2011menyatakan bahwa "perkembangan
teknologi energi surya yang terjangkau, tidak habis, dan bersih
akan memberikan keuntungan jangka panjang yang besar. Perkembangan
ini akan meningkatkan keamanan energi negara-negara melalui
pemanfaatan sumber energi yang sudah ada, tidak habis, dan tidak
tergantung pada impor, meningkatkan kesinambungan,
mengurangipolusi, mengurangi biaya mitigasiperubahan iklim, dan
menjaga hargabahan bakar fosiltetap rendah dari sebelumnya.
Keuntungan-keuntungan ini berlaku global. Oleh sebab itu, biaya
insentif tambahan untuk pengembangan awal selayaknya dianggap
sebagai investasi untuk pembelajaran, inventasi ini harus digunakan
secara bijak dan perlu dibagi bersama. Energi surya atau matahari
telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi
dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan
konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama.
Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik
atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Istilah
tenagasurya mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung
menjadi panas atau energi listrik untuk keperluan kita. 2.2 Energi
dari MatahariGambar 1 : Sekitar separuh dari energi surya yang
datang berhasil mencapai permukaan Bumi.
Bumi menerima 174petawatt(PW) radiasi surya yang datang
(insolasi) di bagian atas dari atmosfer.Sekitar 30% dipantulkan
kembali keluar angkasa, sedangkan sisanya diserap olehawan,lautan,
dandaratan. Sebagian besarspektrumcahaya matahari yang sampai di
permukaan bumi berada pada jangkauan spektrumsinar
tampakdaninframerah dekat. Sebagian kecil berada pada rentang
ultraviolet dekat. Permukaan darat,samudra,dan atmosfer menyerap
radiasi surya, dan hal ini mengakibatkan temperatur naik. Udara
hangat yang mengandung uap air hasil penguapan air laut meningkat
dan menyebabkansirkulasi atmosferikataukonveksi. Ketika udara
tersebut mencapai posisi tinggi, di mana temperatur lebih rendah,
uap air mengalami kondensasi membentuk awan, yang kemudian turun ke
bumi sebagai hujan dan melengkapisiklus air. Panas latenkondensasi
air menguatkan konveksi, dan menghasilkan fenomena atmosferik
sepertiangin,siklon, dananti-siklon. Cahaya matahari yang diserap
oleh lautan dan daratan menjaga temperatur rata-rata permukaan pada
suhu 14 C. Melalui prosesfotosintesis, tanaman hijau mengubah
energi surya menjadienergi kimia, yang menghasilkan makanan, kayu,
danbiomassayang merupakan komponen awal bahan bakar fosil.
Fluks Energi Surya per Tahun dan Konsumsi Energi Manusia
Energi surya3.850.000EJ
Angin2.250EJ
Potensi biomassa100 300EJ
Penggunaan energi utama (2010)539EJ
Listrik (2010)66,5EJ
Tabel 1 : Fluks Energi Surya per Tahun dan Konsumsi Energi
Manusia
Total energi surya yang diserap oleh atmosfer, lautan, dan
daratan bumi sekitar 3.850.000eksajoule(EJ) per tahun. Pada tahun
2002, jumlah energi ini dalam waktu satu jam lebih besar
dibandingkan jumlah energi yang digunakan dunia selama satu
tahun.Fotosintesis menyerap sekitar 3.000 EJ per tahun dalam bentuk
biomassa.Energi surya dapat dimanfaatkan pada berbagai tingkatan di
seluruh dunia, yang utamanya bergantung pada jarak dari
khatulistiwa.2.3 Metode Penyimpanan Energi SuryaSistem masa termal
dapat menyimpan energi surya dalam bentuk panas pada temperatur
yang cocok untuk penggunaan sehari-hari atau musiman. Sistem
penyimpanan panas umumnya menggunakan materi yang sudah tersedia
dengan kapasitas panas tinggi seperti air, tanah, dan batu. Sistem
yang dirancang dengan baik dapat menurunkan kebutuhan puncak,
menggeser waktu penggunaan ke waktu senggang, dan mengurangi
kebutuhan pemanasan dan pendinginan. Materi ubah fase sepertililin
parafindangaram Glauberadalah contoh media penyimpan panas. Media
ini tidak mahal, tersedia, dan dapat menghasilkan temperatur yang
cocok untuk penggunaan di rumah (sekitar 64 C). Rumah Dover
(diDover, Massachusetts) adalah rumah pertama yang menggunakan
sistem pemanasan garam Glauber pada tahun 1948. Energi surya dapat
disimpan pada temperatur tinggi dengan menggunakan lelehan garam.
Garam adalah media penyimpan yang efektif karena harganya murah,
memiliki kapasitas panas yang tinggi, dan dapat menghasilkan panas
pada temperatur yang cocok dengan sistem pembangkit
konvensional.Solar Twomenggunakan metode penyimpanan ini dan dapat
menyimpan 1,44 TJ di tangki penyimpanan sebesar 68 m3dengan
efisiensi penyimpanan tahunan sekitar 99%.Sistem fotovoltaik yang
tidak terhubung dengan saluran listrik biasanya menggunakan baterai
yang bisa diisi ulang untuk menyimpan listrik berlebih. Dengan
sistem yang terhubung dengan saluran listrik, listrik berlebih
dapat dikirimkan ke transmisi listrik. Saat produksi listrik
kurang, listrik dari saluran listrik dapat digunakan. Program
meteran net memberikan kredit untuk rumah tangga yang menyalurkan
listrik ke saluran listrik. Hal ini dilakukan dengan memutar
terbalik meteran listrik saat rumah memproduksi lebih banyak
listrik ketimbang menggunakannya. Jika penggunaan netto listrik di
bawah nol, maka kredit yang dihasilkan akan dilimpahkan ke bulan
depan.Cara lain menggunakan dua meteran, satu untuk mengukur
listrik yang digunakan, satu lagi untuk mengukur listrik yang
diproduksi. Cara ini tidak umum digunakan karena biaya tambahan
akibat pemasangan meteran listrik kedua. Kebanyakan meteran baku
secara akurat mengukur di kedua arah sehingga meteran kedua tidak
diperlukan.Penyimpanan energi dengan pompa di pembangkit listrik
tenaga air menyimpan energi dalam bentuk potensial ketinggian,
yaitu dengan memompa air dari tempat rendah ke tempat tinggi.
Energi dapat diambil kembali saat dibutuhkan dengan mengalirkan air
ke pembangkit listrik.2.4 Perkembangan, Penggunaan, dan
EkonomiDimulai dengan penggunaan batu bara besar-besaran
selamarevolusi industri, konsumsi energi secara berangsur berubah
dari menggunakan kayu dan biomassa menjadibahan bakar fosil.
Perkembangan awal teknologi surya dimulai pada tahun 1860-an yang
didorong oleh perkiraan bahwa persediaanbatu baraakan menipis.
Namun, perkembangan teknologi surya berhenti pada awal abad ke-20
dikarenakan meningkatnya persediaan, nilai ekonomis, dan kegunaan
batu bara danminyak bumi. Embargo minyak pada tahun 1973dankrisis
energi pada tahun 1979menyebabkan perubahan kebijakan energi di
dunia dan teknologi surya kembali dilirik.Strategi pemasangan
difokuskan pada program insentif seperti program penggunaan
fotovoltaik di Amerika Serikat dan program Sunshine diJepang. Usaha
lain yang dilakukan meliputi pembentukan fasilitas riset di Amerika
Serikat (SERI, sekarangNREL), Jepang (NEDO), dan Jerman (Institut
Fraunhofer untuk sistem energi surya). Pemanas air surya komersil
mulai dipasarkan di Amerika Serikat pada tahun 1890-an.Penggunaan
pemanas ini meningkat sampai dengan tahun 1920 tapi kemudian
digantikan oleh pemanas berbahan bakar yang lebih murah dan
diandalkan.Seperti fotovoltaik, pemanas air surya kembali dilirik
setelah krisis minyak tahun 1970, namun permintaan menurun pada
tahun 1980-an dikarenakan menurunnya harga minyak bumi.
Perkembangan pemanasan air surya berkembang secara berangsur selama
tahun 1990-an dan laju pertumbuhan sekitar 20% per tahun sejak
1999. Walaupun umumnya diremehkan, pemanas dan pendingin air surya
adalah teknologi surya yang paling banyak digunakan dengan
perkiraan kapasitas 154 GW pada tahun 2007. Badan Energi
Internasionalmengatakan energi surya dapat membantu menyelesaikan
permasalahan penting dunia. Perkembangan teknologi energi surya
yang terjangkau, tidak habis, dan bersih akan memberikan keuntungan
jangka panjang yang besar. Perkembangan ini akan meningkatkan
keamanan energi negara-negara melalui pemanfaatan sumber energi
yang sudah ada, tidak habis, dan tidak tergantung pada impor,
meningkatkan kesinambungan, mengurangi polusi, mengurangi biaya
mitigasi perubahan iklim, dan menjaga harga bahan bakar fosil tetap
rendah dari sebelumnya. Keuntungan-keuntungan ini berlaku global.
Oleh sebab itu, biaya insentif tambahan untuk pengembangan awal
selayaknya dianggap sebagai investasi untuk pembelajaran; inventasi
ini harus digunakan secara bijak dan perlu dibagi bersama. Pada
tahun 2011, Badan Energi Internasional mengatakan teknologi energi
surya seperti papan fotovoltaik, pemanas air surya, dan pembangkit
listrik dengan cermin dapat menyediakan sepertiga energi dunia pada
tahun 2060 jika politikus mau mengatasiperubahan iklim. Energi dari
matahari dapat memainkan peran penting dalam dekarbonisasi ekonomi
global bersamaan dengan pengembangan efisiensi energi dan
menerapkan biaya pada produsen gas rumah kaca. "Kekuatan dari
teknologi surya adalah varietasnya yang luas dan fleksibilitas dari
aplikasinya, mulai dari skala kecil hingga ke skala besar".2.5
Pemanfaaatan Energi SuryaSecara umum teknologi surya dikategorikan
menjadi teknologi pasif dan teknologi aktif, tergantung pada cara
penyerapan, konversi, dan penyaluran cahaya matahari. Teknologi
aktif meliputi penggunaan panel fotovoltaik, pompa, dan kipas untuk
mengubah energi surya ke bentuk yang berguna. Teknologi pasif
meliputi pemilihan bahan konstruksi yang memiliki sifat termal yang
bagus, perancangan ruangan dengan sirkulasi udara secara alami, dan
menghadapkan bangunan ke matahari. Teknologi aktif meningkatkan
persediaan listrik dan disebut sebagai teknologisisi suplai,
sedangkan teknologi pasif mengurangi kebutuhan sumber daya alam
lain dan disebut sebagai teknologi sisi permintaan. 2.5.1
Perencanaan Arsitektur dan KotaCahaya matahari telah mempengaruhi
rancang bangunan sejak permulaan sejaraharsitektur. Arsitektur
surya yang maju dan rencana tata ruang kota pertama kali digunakan
oleh bangsaYunanidanCina, yang mengarahkan bangunan mereka
menghadap selatan untuk mendapatkan cahaya dan kehangatan. Fitur
umum dari arsitektur surya pasif adalah arah bangunannya terhadap
matahari, ukuran bangunan yang tepat (rasio luas permukaan dengan
volume yang kecil), pemilihan penghalang (serambi), dan
penggunaanmassa termal.Ketika fitur-fitur ini digunakan bersama,
dapat dihasilkan ruangan yang terang dan berada pada temperatur
nyaman.Peralatan teknologi aktif surya seperti pompa, kipas, dan
jendela buka-tutup dapat melengkapi rancangan tekonologi pasif dan
meningkatkan daya kerja sistem.Pulau bahang perkotaanadalah daerah
perkotaan dengan suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan
lingkungan sekitarnya. Temperatur yang tinggi disebabkan oleh
meningkatnya penyerapan cahaya matahari oleh materi yang ada di
perkotaan, seperti aspal jalan dan beton, yang memilikialbedo
(tingkat keputihan) lebih rendah dan memiliki kapasitas panas lebih
tinggi dibandingkan dengan materi alami. Langkah langsung untuk
mengatasi pulau bahang adalah mengecat bangunan dan jalan dengan
warna putih, serta menanam pepohonan. Menggunakan langkah ini,
program hipotetis "komunitas dingin" diLos Angelestelah
memproyeksikan temperatur kota dapat diturunkan sekitar 3 C dengan
biaya sekitar 1 miliar dollar Amerika Serikat, dengan perkiraan
keuntungan total tahunan 530 juta dollar dari pengurangan biaya
penggunaan pendingin udara dan penghematan biaya kesehatan. 2.5.2
Pertanian dan PerkebunanPertaniandanperkebunanberusaha
mengoptimalkan penyerapan energi surya untuk meningkatkan
produktivitas tanaman. Teknik seperti siklus penanaman yang diatur
waktunya, mengatur orientasi barisan, tinggi antar barisan yang
berbeda, dan pencampuran varietas tanaman dapat meningkatkan
perolehan tanaman. Walau sinar matahari umumnya dianggap sumber
daya alam yang berlimpah, namun pentingnya matahari untuk pertanian
ditunjukkan di beberapa daerah dibuat agar intensitas sinar
matahari lebih sedikit.Penerapan energi surya, selain untuk
menumbuhkan tanaman, meliputi memompa air, mengeringkan panen,
beternak ayam, dan mengeringkan kotoran unggas, teknologi surya
juga dapat digunakan oleh pembuat minuman anggur untuk menjalankan
mesin tekan anggur. HYPERLINK
"http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_surya" \l "cite_note-29" Rumah
kacamengubah energi cahaya menjadi energi panas, yang
memperbolehkan produksi sepanjang tahun dan pertumbuhan tanaman
khusus (dalam lingkungan tertutup) dan tanaman lain yang tidak
cocok tumbuh untuk iklim lokal. Rumah kaca primitif pertama kali
digunakan pada zamanromawiuntuk memproduksiketimunsepanjang tahun
untuk Kaisar RomawiTiberius. Rumah kaca tetap menjadi bagian
penting dari perkebunan saat ini, dan materi plastik transparan
juga telah digunakan untuk efek yang mirip denganterowongan
plastikdanpenutup barisan.2.5.3 Transportasi Perkembangan mobil
tenaga surya telah menjadi target di bidang sejak tahun 1980-an.
Beberapa kendaraan menggunakan panel surya untuk tenaga pembantu,
seperti untuk penyejuk udara, sehingga menggurangi konsumsi bahan
bakar. Pada tahun 1975, perahu bertenaga surya pertama kali
dibangun di Inggris. Menjelang tahun 1995, kapal penumpang yang
menggunakan panel surya mulai bermunculan, dan sekarang ini
digunakan secara luas. Selain itu, beberapa pesawat tanpa awak
maupun yang ditumpangi oleh satu sampai dua orang juga menggunakan
tenaga surya untuk pengoperasiannya.2.5.4 Termal SuryaTeknologi
termal surya dapat digunakan untuk memanaskan air, memanaskan
ruangan, mendinginkan ruangan, dan menghasilkan panas. Pemanasan
airSistem air panas surya menggunakan sinar matahari untuk
memanaskan air. Di daerah dengan lintang bujur geografis rendah (di
bawah 40 C), 60% 70% air panas untuk keperluan rumah tangga dengan
temperatur sampai dengan 60 C dapat diperoleh dengan menggunakan
sistem pemanasan surya. Jenis pemanas air surya yang umum digunakan
adalah kolektor buluh (44%) dan plat datar dengan kaca (34%) untuk
kebutuhan air panas rumah tangga; kolektor plastik tanpa kaca (21%)
digunakan untuk memanaskan kolam renang. Sampai dengan tahun 2007,
kapasitas total terpasang dari sistem air panas surya adalah
sekitar 154GW. Pemanasan, pendinginan, dan ventilasiDiAmerika
Serikat, sistem pemanasan, ventilasi, dan penyejuk udara (HVAC)
memakai 30% (4,65 EJ) dari energi yang digunakan untuk bangunan
komersil dan hampir 50% (10,1 EJ) energi yang digunakan untuk
perumahan. Teknologi pemanasan, pendinginan, dan ventilasi surya
dapat digunakan untuk mengganti sebagian dari energi ini.Massa
termaladalah materi yang digunakan untuk menyimpan panas, termasuk
dari matahari. Materi massa termal yang umum meliputi batu, semen,
dan air. Menurut sejarah, materi-materi ini telah digunakan di
daerah dengan iklim kering atau hangat untuk menjaga bangunan tetap
sejuk dengan menyerap energi surya sepanjang hari dan memancarkan
energi yang disimpan keatmosferyang lebih dingin di malam hari.
Namun, materi ini juga dapat digunakan di daerah dingin untuk
mempertahankan kehangatan. Ukuran dan penempatan massa termal
tergantung pada beberapa faktor, seperti iklim, pencahayaan, dan
kondisi bayangan. Saat faktor-faktor ini dipertimbangkan secara
baik, massa termal mempertahankan temperatur ruangan dalam rentang
nyaman dan mengurangi peralatan pemanasan dan pendinginan tambahan.
Cerobong surya (atau cerobong termal) adalah sistem ventilasi surya
pasif, yang terdiri dari terowongan vertikal yang menghubungkan
bagian dalam dengan bagian luar dari bangunan. Saat cerobong mulai
hangat, udara di dalamnya memanas dan menyebabkan udara bergerak ke
atas dan menarik udara melewati bangunan. Performansi dapat
ditingkatkan dengan menggunakan kaca dan materi massa termal untuk
meniru rumah kaca. Pohon dan tanaman musiman telah digunakan
sebagai cara mengendalikan pemanasan dan pendinginan surya. Ketika
tanaman ditanam pada bagian selatan bangunan, daun tanaman akan
berfungsi sebagai peneduh pada musim panas, dan pada musim dingin,
daun tanaman akan rontok dan cahaya dapat lewat lebih banyak. Saat
gugur, pohon tak berdaun menghalangi 1/3 sampai 1/2 radiasi surya
yang datang, ada keseimbangan antara manfaat teduh saat musim panas
dan pemanasan akibat daun gugur saat musim dingin. Di iklim dengan
kebutuhan pemanasan tinggi, pohon musiman tidak cocok ditanam di
bagian selatan bangunan karena pohon akan mengurangi ketersediaan
energi surya saat musim dingin. Namun, pohon tersebut dapat
digunakan pada sisi timur dan barat untuk menyediakan tempat teduh
selama musim panas tanpa mempengaruhi perolehan energi surya selama
musim dingin. 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.
Strategi Pengembangan Energi Surya Termal : Strategi
pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai
berikut : Mengarahkan pemanfaatan energi surya termal untuk
kegiatan produktif, khususnya untuk kegiatan agro industri.
Mendorong keterlibatan swasta dalam pengembangan teknologi surya
termal. Mendorong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang
efektif. Mendorong keterlibatan dunia usaha untuk mengembangkan
surya termal.
Program pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah
sebagai berikut : Melakukan inventarisasi, identifikasi dan
pemetaan potensi serta aplikasi teknologi fototermik secara
berkelanjutan. Melakukan diseminasi dan alih teknologi dari pihak
pengembang kepada pemakai (agroindustri, gedung komersial, dan
lain-lain) dan produsen nasional (manufaktur, bengkel mekanik, dan
lain-lain) melalui forum komunikasi, pendidikan dan pelatihan dan
proyek-proyek percontohan. Melaksanakan standarisasi nasional
komponen dan sistem teknologi fototermik. Mengkaji skema pembiayaan
dalam rangka pengembangan manufaktur nasional. Meningkatkan
kegiatan penelitian dan pengembangan untuk berbagai teknologi
fototermik. Meningkatkan produksi lokal secara massal dan
penjajagan untuk kemungkinan ekspor. Pengembangan teknologi
fototermik suhu tinggi, seperti: pembangkitan listrik, mesin
stirling , dan lain-lain.
Peluang Pemanfaatan Energi Surya Termal :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, yaitu : Industri, khususnya agro-industri
dan industri pedesaan, yaitu untuk penanganan pasca panen
hasil-hasil pertanian, seperti : pengeringan (komoditi pangan,
perkebunan, perikanan/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 : untuk pemanas air dan
oven/cooker ; Puskesmas terpencil di pedesaan, yaitu : untuk
sterilisator, refrigerator vaksin dan pemanas air.
Kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan surya termal
adalah: 1. Teknologi energi surya termal untuk memasak dan
mengeringkan hasil pertanian masih sangat terbatas. Akan tetapi,
sebagai pemanas air, energi surya termal sudah mencapai tahap
komersial. Teknologi surya termal masih belum berkembang karena
sosialisasi ke masyarakat luas masih sangat rendah; 2. Daya beli
masyarakat rendah, walaupun harganya relatif murah; 3. Sumber daya
manusia (SDM) di bidang surya termal masih sangat terbatas. Saat
ini, SDM hanya tersedia di Pulau Jawa dan terbatas lingkungan
perguruan.2.5.5 Pengolahan AirDistilasi surya dapat digunakan untuk
membuatair asinatauair payaudapat diminum.Proyek distilasi surya
skala besar pertama kali dibangun pada tahun 1872 di kota tambang
Las Salinas diChile.Disinfeksiair surya dilakukan dengan memaparkan
botol plastikpolietilena tereftalat(PET) berisikan air ke cahaya
matahari selama beberapa jam. Durasi pemaparan tergantung pada
cuaca dan iklim (minimal 6 jam hingga 2 hari selama kondisi
berawan).Metode ini direkomendasikan oleh Organisasi Kesehatan
Duniasebagai metode yang cocok untuk pengolahan air rumah tangga
dan penyimpanan aman.Lebih dari 2 juta manusia di negara berkembang
telah menggunakan metode ini untuk air minum sehari-hari mereka.
Kolam evaporasi adalah kolam dangkal yang meningkatkankan kadar
padatan terlarut melalui penguapan. Penggunaan kolam evaporasi
untuk memperoleh garam dari air laut adalah contoh aplikasi tertua
dari energi surya. Penggunaan modern meliputi peningkatkan kadar
larutan garam yang digunakan dalam penambangan ekstraksi dan
memisahkan padatan terlarut dari aliran limbah. Energi surya dapat
digunakan di kolam stabilisasi air untuk mengolah air limbah tanpa
menggunakan bahan kimia ataupun listrik. Keuntungan lingkungan
bertambah saatalgatumbuh di kolam tersebut dan mengkonsumsikarbon
dioksidasaat melakukanfotosintesis, walau alga mungkin memproduksi
zat kimia beracun yang membuat air tidak bisa digunakan. 2.5.6
Panas ProsesTeknologipemusatan energi suryaseperti piringan
parabola, cekung parabola, dan pemantul Scheffler dapat menyediakan
panas proses untuk aplikasi komersil dan industri. Sistem komersil
pertama adalah proyekSolar Total Energy Project(STEP) di
Shenodoah,Georgia, Amerika Serikat. Dalam proyek tersebut, satu
lapangan berisikan 114 piringan parabola menyedikan 50% kebutuhan
energi untuk pemanasan proses, penyejuk udara, dan listrik untuk
pabrik kain. Sistem kogenerasi yang terhubung dengan saluran
listrik ini menyediakan 400 kW listrik ditambah energi termal dalam
bentuk uap 401 kW dan air dingin 468 kW, dan memiliki penyimpanan
termal untuk beban puncak selama satu jam. 2.5.7 MemasakPemasak
(alat masak) surya menggunakan cahaya matahari untukmemasak,
mengeringkan, dan prosespasteurisasi. Pemasak surya dapat
digolongkan menjadi 3 kategori umum : pemasak berbentuk kotak,
pemasak berbentuk papan, dan pemasak dengan pemantul.Pemasak surya
paling sederhana adalah pemasak berbentuk kotak yang dibuat
olehHorace de Saussurepada tahun 1767. Pemasak berbentuk kotak
sederhana terdiri dari wadah yang terisolasi dengan penutup
transparan. Pemasak ini dapat digunakan secara efektif pada langit
berawan sebagian, dan biasanya akan mencapai temperatur 90 150 C.
Pemasak berbentuk papan menggunakan papan pemantul untuk
mengarahkan cahaya matahari ke wadah terisolasi dan mencapai
temperatur setara dengan pemasak berbentuk kotak. Pemasak dengan
pemantul menggunakan berbagai bentuk geometri (piringan,
cekungan,cermin Fresnel) yang memusatkan cahaya ke wadah masak.
Pemasak jenis ini dapat mencapai temperatur 315 C dan lebih, namun
perlu diarahkan cahayanya agar dapat berfungsi dengan baik dan
harus diposisikan kembali untuk mengikuti matahari. 2.5.8 Produksi
ListrikTenaga surya adalah proses pengubahan cahaya matahari
menjadi listrik, baik secara langsung menggunakanfotovoltaik, atau
secara tak langsung menggunakantenaga surya terpusat (Concentrated
Solar Power, CSP). Pembangkit CSP komersial pertama kali
dikembangkan pada tahun 1980-an. Sejak tahun 1985,
pemasanganSEGSCSP berkapasitas 354 MW digurun Mojave, California
adalah pembangkit listrik surya terbesar di dunia. Proyek Surya
Agua Calienteberkapasitas 250 MW di Amerika Serikat danLahan Surya
Charankaberkapasitas 221 MW di India adalah pembangkit fotovoltaik
terbesar di dunia. Proyek surya melebihi 1 GW sedang dikerjakan,
tapi kebanyakan fotovoltaik dipasang di atap-atap dengan ukuran
kapasitas kecil, yakni kurang dari 5 kW, yang terhubung dengan
saluran listrik menggunakan meteran net dan/atau tarif feed-in.
Teknik yang dapat digunakan untuk menghasilkan listrik menggunakan
tenaga surya : Tenaga Surya Terpusat (Concentrated Solar Power,
CSP)Sistem tenaga surya terpusat (Concentrated Solar Power, CSP)
menggunakan lensa atau cermin dan sistem lacak untuk memfokuskan
paparan sinar matahari yang luas menjadi seberkas cahaya kecil.
Seberkas cahaya tersebut kemudian digunakan sebagai sumber panas
untuk pembangkit listrik konvensional. Terdapat sejumlah besar
teknologi pemusatan; yang paling berkembang adalah cekungan
parabola, pemantul fresnel linear,piringan Stirling, dan menara
tenaga surya. Di sistem-sistem ini, fluida kerja dipanaskan oleh
cahaya matahari yang dipusatkan, dan fluida kerja ini kemudian
digunakan untuk membangkitkan listrik atau sebagai penyimpan
energi. FotovoltaikPhotovoltaic(photo = cahaya, voltaic = tegangan)
tenaga matahari berarti melibatkan pembangkit listrik dari cahaya.
Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang
dapat disesuaikan untuk melepas elektron.Bahan semi konduktor yang
paling umum dipakai dalam sel photovoltaic adalah silikon, sebuah
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
bersinar pada semi konduktor, lading listrik menyeberang sambungan
diantara 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 biru sedang yang benar-benar cerah.Photovoltaic juga
digunakan untuk menyediakan listrik di wilayah yang tidak terdapat
jaringan pembangkit tenaga listrik. Penggunaan sel photovoltaic
sebagai desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai
contoh, atap ubin atau slites solar dapat menggantikan bahan atap
konvensional. Modul film yang fleksibel bahkan dapat diintegrasikan
menjadi atap vaulted, ketika modul semi transparan menyediakan
percampuran yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari.
Baik dalam skala besar maupun skala kecil photovoltaic dapat
mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam
selnya.Salah satu cara penyediaan energi listrik alternatif yang
siap untuk diterapkan secara masal pada saat ini adalah menggunakan
suatu sistem teknologi yang diperkenalkan sebagai Sistem Energi
Surya Fotovoltaik (SESF) atau secara umum dikenal sebagai
Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik (PLTS Fotovoltaik).
Sebutan SESF merupakan istilah yang telah dibakukan oleh pemerintah
yang digunakan untuk mengidentifikasikan suatu sistem pembangkit
energi yang memanfaatkan energi matahari dan menggunakan teknologi
fotovoltaik. Dibandingkan energi listrik konvensional pada umumnya,
SESF terkesan rumit, mahal dan sulit dioperasikan. Namun dari
pengalaman lebih dari 15 tahun operasional di beberapa kawasan di
Indonesia, SESF merupakan suatu sistem yang mudah didalam
pengoperasiannya, handal, serta memerlukan biaya pemeliharaan dan
operasi yang rendah menjadikan SESF mampu bersaing dengan teknologi
konvensional pada sebagian besar kondisi wilayah Indonesia yang
terdiri atas pulau-pulau kecil yang tidak terjangkau oleh jaringan
PLN dan tergolong sebagai kawasan terpencil.
Selain itu SESF merupakan suatu teknologi yang bersih dan tidak
mencemari lingkungan. Beberapa kondisi yang sesuai untuk penggunaan
SESF antara lain pada pemukiman desa terpencil, lokasi
transmigrasi, perkebunan, nelayan dan lain sebagainya, baik untuk
penerangan rumah maupun untuk fasilitas umum. Akan tetapi sesuai
dengan perkembangan jaman, pada saat ini di negara-negara maju
penerapan SESF telah banyak digunakan untuk suplai energi listrik
di gedung-gedung dan perumahan di kota-kota besar.Pada umumnya
modul fotovoltaik dipasarkan dengan kapasitas 50 Watt-peak (Wp) dan
kelipatannya. Unit satuan Watt-peak adalah satuan daya (Watt) yang
dapat dibangkitkan oleh modul fotovoltaik dalam keadaan standar uji
(Standard Test Condition - STC). Efisiensi pembangkitan energi
listrik yang dihasilkan modul fotovoltaik pada skala komersial saat
ini adalah sekitar 14 15%.Komponen utama suatu SESF adalah:
1. Sel fotovoltaik yang mengubah penyinaran/radiasi matahari
menjadi listrik secara langsung (direct conversion). Teknologi sel
fotovoltaik yang banyak dikembangkan dewasa ini pada umumnya
merupakan jenis teknologi kristal yang dibuat dengan bahan baku
berbasis silikon. Produk akhir dari modul fotovoltaik menyerupai
bentuk lembaran kaca dengan ketebalan sekitar 6 8 milimeter.2.
Balance of System (BOS) yang meliputi controller, inverter ,
kerangka modul,peralatan listrik (seperti kabel, stop kontak, dan
lain-lain) teknologinya sudah dapat dikuasai; 3. Unit penyimpan
energi (baterai) sudah dapat dibuat di dalam negeri; 4. Peralatan
penunjang lain seperti : inverter untuk pompa, sistem terpusat,
sistem hibrid, dan lain-lain masih diimpor.
Kandungan lokal modul fotovoltaik termasuk pengerjaan
enkapsulasi dan framing sekitar 25%, sedangkan sel fotovoltaik
masih harus diimpor. Balance of System (BOS) masih bervariasi
tergantung sistem desainnya. Kandungan lokal dari BOS diperkirakan
telah mencapai diatas 75%.
Sasaran pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia
adalah sebagai berikut : 1. Semakin berperannya pemanfaatan energi
surya fotovoltaik dalam penyediaan energi di daerah perdesaan,
sehingga pada tahun 2020 kapasitas terpasangnya menjadi 25 MW. 2.
Semakin berperannya pemanfaatan energi surya di daerah perkotaan.
3. Semakin murahnya harga energi dari solar photovoltaic, sehingga
tercapai tahap komersial. 4. Terlaksananya produksi peralatan SESF
dan peralatan pendukungnya di dalam negeri yang mempunyai kualitas
tinggi dan berdaya saing tinggi.
Strategi pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia
adalah sebagai berikut : 1. Mendorong pemanfaatan SESF secara
terpadu, yaitu untuk keperluan penerangan (konsumtif) dan kegiatan
produktif. Mengembangan SESF melalui dua pola, yaitu pola tersebar
dan terpusat yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pola
tersebar diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk menyebar
dengan jarak yang cukup jauh, sedangkan pola terpusat diterapkan
apabila letak rumah-rumah penduduk terpusat.2. Mengembangkan
pemanfaatan SESF di perdesaan dan perkotaan. 3. Mendorong
komersialisasi SESF dengan memaksimalkan keterlibatan swasta. 4.
Mengembangkan industri SESF dalam negeri yang berorientasi ekspor.
5. Mendorong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efisien
dengan melibatkan dunia perbankan.
Program pengembangan energi surya fotovoltaik adalah sebagai
berikut : 1. Mengembangkan SESF untuk program listrik perdesaan,
khususnya untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah yang jauh dari
jangkauan listrik PLN. 2. Meningkatkan penggunaan teknologi
hibrida, khususnya untuk memenuhi kekurangan pasokan tenaga listrik
dari isolated PLTD. 3. Mengganti seluruh atau sebagian pasokan
listrik bagi pelanggan sosial kecil dan rumah tangga kecil PLN
dengan SESF. 4. Memenuhi semua kebutuhan listrik untuk pelanggan S1
dengan batas daya 220 VA; 5. Memenuhi semua kebutuhan untuk
pelanggan S2 dengan batas daya 450 VA; 6. Memenuhi 50% kebutuhan
listrik untuk pelanggan S2 dengan batas daya 900 VA; 7. Memenuhi
50% kebutuhan untuk pelanggan R1 dengan batas daya 450 VA. 8.
Mendorong penggunaan SESF pada bangunan gedung, khususnya gedung
pemerintah. 9. Mengkaji kemungkinan pendirian pabrik modul surya
untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan kemungkinan ekspor. 10.
Mendorong partisipasi swasta dalam pemanfaatan energi surya
fotovoltaik. 11. Melaksanakan kerjasama dengan luar negeri untuk
pembangunan SESF skala besar.
Peluang Pemanfaatan Fotovoltaik Kondisi geografis Indonesia yang
terdiri atas pulau-pulau yang kecil dan banyak yang terpencil
menyebabkan sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik yang
bersifat terpusat. Untuk memenuhi kebutuhan energi di daerah-daerah
semacam ini, salah satu jenis energi yang potensial untuk
dikembangkan adalah energi surya. Dengan demikian, energi surya
dapat dimanfaatkan untuk penyediaan listrik dalam rangka
mempercepat rasio elektrifikasi desa. Selain dapat digunakan untuk
program listrik perdesaan, peluang pemanfaatan energi surya
lainnnya adalah: 1. Lampu penerangan jalan dan lingkungan; 2.
Penyediaan listrik untuk rumah peribadatan. SESF sangat ideal untuk
dipasang di tempat-tempat ini karena kebutuhannya relatif kecil.
Dengan SESF 100/120Wp sudah cukup untuk keperluan penerangan dan
pengeras suara; 3. Penyediaan listrik untuk sarana umum. Dengan
daya kapasitas 400 Wp sudah cukup untuk memenuhi listrik sarana
umum; 4. Penyediaan listrik untuk sarana pelayanan kesehatan,
seperti : rumah sakit, Puskesmas, Posyandu, dan rumah bersalin; 5.
Penyediaan listrik untuk kantor pelayanan umum pemerintah. Tujuan
pemanfaatan SESF pada kantor pelayanan umum adalah untuk membantu
usaha konservasi energi dan mambantu PLN mengurangi beban puncak
disiang hari; 6. Untuk pompa air (solar power supply for waterpump)
yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih (air
minum).
Kendala Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia : Harga modul
surya yang merupakan komponen utama SESF masih mahal mengakibatkan
harga SESF menjadi mahal, sehingga kurangnya minat lembaga keuangan
untuk memberikan kredit bagi pengembangan SESF; Sulit untuk
mendapatkan suku cadang dan air accu, khususnya di daerah
perdesaan, menyebabkan SESF cepat rusak; Pemasangan SESF di daerah
perdesaan pada umumnya tidak memenuhi standar teknis yang telah
ditentukan, sehingga kinerja sistem tidak optimal dan cepat rusak;
Pada umumnya, penerapan SESF dilaksanakan di daerah perdesaan yang
sebagian besar daya belinya masih rendah, sehingga pengembangan
SESF sangat tergantung pada program pemerintah; Belum ada industri
pembuatan sel surya di Indonesia, sehingga ketergantungan pada
impor sangat tinggi. Akibatnya, dengan menurunnya nilai tukar
rupiah terhadap dollar menyebabkan harga modul surya menjadi
semakin mahal.2.5.9 Produksi Bahan BakarProses kimia surya
menggunakan energi surya untuk menjalankan reaksi kimia. Proses ini
mengurangi kebutuhan energi yang berasal dari sumber bahan bakar
fosil dan juga dapat mengubah energi surya menjadi bahan bakar yang
dapat disimpan dan dipindahkan. Reaksi kimia yang dipengaruhi oleh
surya dapat digolongkan menjadi termokimia ataufotokimia.Sejumlah
besar bahan bakar dapat diproduksi dengan menggunakanfotosintesis
buatan.Kimia katalisis multi elektron yang digunakan untuk membuat
bahan bakar dengan dasar karbon (sepertimetanol) dari reduksikarbon
dioksidamerupakan suatu tantangan; alternatif yang lebih mudah
adalah produksi gashidrogendariproton, namun menggunakanairsebagai
sumber elektron(sebagaimana yang dilakukan tanaman) membutuhkan
penguasaan oksidasi multi elektron dua molekul air ke satu molekul
oksigen.Teknologi produksi gas hidrogen telah menjadi sasaran
penting dalam penelitian kimia surya sejak tahun 1970-an. Selain
elektrolisis menggunakan fotovoltaik atau sel fotokimia, beberapa
proses termokimia juga dikembangkan. Salah satu proses tersebut
menggunakan pemusat surya untuk memecah molekul air pada temperatur
tinggi (2300 2600 C). Proses yang lain menggunakan panas dari
pemusat surya untuk menghasilkan uap untuk proses reformasi gas
alam, sehingga meningkatkan perolehan gas hidrogen dibandingkan
dengan metode reformasi konvensional. Siklus termokimia yang
melibatkan dekomposisi dan regenerasi reaktan dapat digunakan
sebagai alternatif produksi gas hidrogen. Proses Solzinc yang
sedang dikembangkan diInstitut Weizmannmenggunakan tungku surya 1
MW untuk dekomposisiseng oksida(ZnO) pada suhu di atas 1200 C.
Permulaan reaksi membutuhkansengmurni, yang digunakan untuk
bereaksi dengan air dan menghasilkan gas hidrogen.BAB III
PENUTUP3.1 KesimpulanAda banyak pendapat tentang energi
alternatif sebagai pengganti energi fosil. Beberapa menerima dengan
tangan terbuka, namun juga ada yang masih keberatan. Bahkan
pemerintah pun masih belum bisa menyatukan pendapat tentang hal
tersebut. Energi nasional (energi fosil) yang saat ini sendang kita
nikmati bersama sebenarnya mengancam krisis alam kita, bahkan juga
mengancam keadaan ekonomi negara Indonesia. Diperlukan tingkat
kesadaran yang tinggi untuk menanggapi masalah ini, karena tanpa
kita sadari, semakin lama akan semakin habis sumber daya alam di
dunia ini hanya untuk pemenuhan kebutuhan manusia.Oleh karena itu,
dengan adanya sumber energi alternatif, energi surya khususnya,
energi yang bersifat inexhaustible resources, akan membantu
percepatan berkurangnya sumber daya alam dan juga perekonomian
negara terutama BBM.3.2 SaranPengadaan sumber energi surya
sebaiknya dilakukan oleh seorang yang benar-benar mengerti (ahli)
berkolaborasi dengan seseorang yang mampu mendanai pengadaan serta
pemerintah yang turut mendanai dan memberikan izin. Hal ini
dimaksudkan dengan adanya pelatihan dalam pembuatan maupun
pengembangan energi alternatif oleh pakarnya.DAFTAR
PUSTAKAWikipedia, 2014. Energi Surya.
http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_surya. Diunduh tanggal 3 Maret
2014.Greeanpeace. Energi Matahari.
http://www.greenpeace.org/seasia/id/campaigns/perubahan-iklim-global/Energi-Bersih/Energi_matahari/.
Diunduh tanggal 3 Maret 2014.ITS. Energi Surya.
http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-8169-4202100001-bab1.pdf.
Diunduh tanggal 3 Maret 2014.
24 | Energi Surya