Home

Latest Post

Bangkitnya Mazhab Thomas Edison

Sekira tahun 1890-an, di negeri Paman Sam, terjadi “perang” yang tidak biasanya. Tidak ada bom dan tidak ada pesawat tempur. Perang ini terkenal dengan pertempuran arus listrik, the battle of the current, yang merupakan pertempuran bisnis yang sengit antara inventor sekaligus pebisnis Thomas Edison dengan rivalnya George Westinghouse. Keduanya adalah pebisnis ulung bidang kelistrikan saat itu.

Edison mempromosikan teknologi kelistrikan berbasis arus searah (Direct Current, DC), sementara Westinghouse mengunggulkan teknologi kelistrikan berbasis arus bolak-balik (Alternating Current, AC). Kisah selengkapnya dapat dibaca pada tautan ini.

Yang menarik dari drama ini adalah dengan hadirnya Nikola Tesla. Ia seorang jenius keturunan Serbia dan bekerja di kantor Edison pada awal karirnya, yang belakangan membelot ke rivalnya Westinghouse setelah menemukan motor induksi berbasis AC dan teknologi-teknologi AC lainnya.

Menurut Tesla saat itu, kelemahan teknologi DC adalah karena sistem ini tidak dapat ditransmisikan dalam jarak yang jauh.

Itulah sekelumit latar belakang persaingan bisnis yang terjadi di Amerika Serikat ketika listrik mulai akan dikomersialkan. Lalu pertanyaannya, siapa yang menang dari pertempuran ini?

Menurut saya, dua-duanya menang. Kita lihat saat ini, kedua sistem kelistrikan ini hidup berdampingan. Mulai dari sistem pembangkitan, transmisi dan distribusi kita menggunakan sistem AC. Ketika listrik sampai dibeban, terutama beban elektronik yang memerlukan arus dan tegangan lebih rendah, maka sistem AC tersebut diubah menjadi sistem DC. Mak comblang-nya adalah konverter (rectifier atau penyearah, yang mengubah AC ke DC dan inverter, yang mengubah DC ke AC).

Jaman terus berubah. Penemuan demi penemuan dalam teknologi DC dikemukakan. Salah satunya adalah dengan ditemukannya material photovoltaic atau sel surya yang secara langsung bisa membangkitkan arus dan tegangan DC. Sebenarnya penemuan PV sudah terkuak 60 tahunan sebelum perang arus terjadi (1840). Namun saat itu PV masih belum berkembang seperti saat ini.

Harga Panel Sel Surya yang Kian Turun

Berbicara penerapan teknologi, pasti bersinggungan erat dengan aspek teknis, ekonomi dan lingkungan. Disisi teknis, perkembangan material yang luar biasa cepat adalah key enabler-nya.

Tanpa ilmuwan-ilmuwan bidang material, mustahil ponsel bisa dibuat sekecil dan secanggih saat ini. Menyimpan data 1 Terabyte (~ 1 juta buah disket jaman sekolah SMA) hanya dalam perangkat yang sebesar ibu jari, dan sebagainya.

Disisi ekonomis, dengan semakin banyaknya produksi dan penemuan material baru, penurunan hargapun terjadi. Saya masih ingat betul, pada tahun 2006, ketika saya membeli 1 buah panel sel surya 80 Wp di Glodok, harganya berkisar Rp 4-5 juta. Namun jaman now, harga panel 100 Wp hanya berkisar Rp 1 juta saja atau sekitar Rp 10 ribu/Wp. Malah kalau kita membeli online, kita tidak perlu capek bawa sendiri. Tinggal order, dan barang langsung ada didepan mata.

Mengapa energi matahari ini menjadi sangat potensial? Karena kita dianugrahi Allah SWT dengan penyinaran matahari sepanjang tahun. Kita berlokasi di jalur khatulistiwa. Kementerian ESDM memperkirakan bahwa potensi energi surya di Indonesia mencapai 530 GW, atau sekitar 9-10 kali lipat dari total gabungan kapasitas pembangkit listrik yang ada di Indonesia saat ini. Bayangkan begitu besarnya potensi tersebut.

Lalu apa kendalanya? Salah satunya adalah bahwa pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) sifatnya menghasilkan daya yang berubah-ubah tiap waktu (intermitten). Untuk itulah satuan dayanya Watt-peak (Wp), sangat tergantung dari cuaca (hujan, mendung, terang-terik dsb). Selain itu PLTS hanya bekerja saat siang hari. Pada malam hari tidak ada listrik yang bisa dihasilkan.

Berkembangnya Baterai Lithium

Untuk mengatasi hal ini, PLTS harus ditandem dengan media penyimpanan energi agar pasokan listrik ke bebannya stabil. Ada banyak media penyimpanan energi baik yang berbasis elektrokimia, mekanik dan termal. Diantara semuanya, baterai merupakan pilihan yang tepat mengingat proses konversi energi dapat dilakukan dengan cepat dan efisiensi konversi yang tinggi.

Baterai lithium saat ini menjadi primadona karena dipakai pada hampir seluruh perangkat elektronik. Mulai dari ponsel hingga mobil listrik menggunakan baterai yang pertama kali dikomersialkan oleh Sony tahun 1991. Ini karena baterai lithium memiliki keunggulan lebih banyak dibandingkan baterai jenis lainnya. Misalnya memiliki kerapatan energi (Wh/kg) yang tinggi dan waktu hidup yang relatif panjang.

Sama seperti sel surya, penurunan harga baterai per kWh-nya terus terjadi. Bloomberg memprediksikan harga baterai lithium ion pada tahun 2025 akan turun hingga 50% dari kondisi saat ini. Keniscayaan ini didukung oleh perkembangan produksi baterai lithium di seluruh dunia.

Tahun 2014, teknopreneur Elon Musk membagun Gigafactory, yang diklaim sebagai pabrikan baterai lithium ion terbesar di dunia saat itu. Baterainya digunakan untuk memenuhi pasokan mobil listrik besutan perusahaannya, Tesla. Samsung SDI bulan Mei 2017 lalu baru saja meresmikan pembangunan pabrik baterainya di Hungaria untuk kebutuhan pasokan mobil listrik di Eropa. Dan pabrikan China baru baru ini juga membangun pabrik baterai yang konon jauh lebih besar dibandingkan Gigafactory.

Itulah kondisi dari sisi pembangkitannya. Ditinjau dari sisi beban, teknologi kelistrikan berbasis arus searah semakin berkembang. Sebagai contoh, saat ini trend untuk penerangan banyak menggunakan lampu berbasis LED (Light-emitting diode). Untuk beroperasi, LED menggunakan tegangan dan arus DC yang rendah. Selain terang, penggunaan lampu LED juga memiliki efisiensi yang tinggi atau lebih hemat energi dibandingkan dengan lampu CFL atau lampu pijar.

Harganyapun luar biasa murah. Satu lampu LED 12 V DC 5W dipasaran hanya berkisar Rp 15-20 ribu. Bandingkan dengan LED yang menggunakan sistem AC yang berkisar Rp 50-100 ribu. Lebih mahal karena dalam komponen lampu LED sistem AC, perlu adanya rectifier yang mengubah arus AC menjadi DC. Selain lebih mahal, pada proses konversi AC-DC terjadi rugi rugi daya bisa mencapai 20%.

Bagaimana dengan TV? Komputer dan perangkat rumah tangga lainnya? Bukankah seluruh perangkat elektronik tersebut menggunakan sistem DC dalam operasinya? Lalu mengapa kita harus meng-AC-kan ketika kita punya sumber pasokan dalam DC?

Inilah yang mendorong kami para peneliti ketenagalistrikan di Departemen Teknik Elektro UI mempromosikan sistem rumah DC (DC House). Istilah ini dipopulerkan oleh Prof. Taufik, seorang ilmuwan asal Tanjung Priok, Jakarta yang menjadi Professor di CalPoly, USA. Konsep DC house ini kemudian digabungkan dengan konsep Galon Listrik (GaTrik), sebuah media penyimpanan energi portable berbasis baterai lithium ion. Plus, pengisian ulangnya dilakukan di Stasiun Pengisian Baterai Tenaga Surya (SPBS).

Ide ini pertama kali saya kemukakan bersama Fadolly Ardin dalam perlombaan mencari inovasi baru dibidang energi terbarukan, Pertamina Idegila 2017.

Kini, bersama para peneliti di Electric Power and Energy Studies (EPES) DTE FTUI, diantaranya Prof. Iwa Garniwa, Prof. Rinaldy Dalimi, Prof. Rudy Setiabudy, Ir. Amien Rahardjo, MT, Ir. I Made Ardita, MT, Ir. Agus R. Utomo, MT, Dwi Riyana, M.Sc., Dr.-Ing. Budi Sudiarto, MT dan Ginas Alvianingsih, MT, kami akan mengembangkan teknologi ini untuk memasok listrik daerah-daerah yang terisolasi dan belum terlistriki di Indonesia, bekerjasama dengan PLN.

Purwa rupa penerapan DC House dan Tabung Listrik (TaLis, nama lain dari GaTrik) telah sukses dilaksanakan dalam Proyek Pengabdian pada Masyarakat yang dibiayai PT. Wijaya Karya (Persero) dan DRPM UI di Sekolah Master Indonesia, Kawasan Terminal Depok. Sekolah yang menampung anak anak jalanan dan kaum marjinal ini sekarang bisa merasakan terangnya lampu LED pada malam hari dengan biaya listrik gratis karena bersumber dari energi matahari.

Dari semua ini, satu kesimpulan kami adalah : ketika harga solar panel dan baterai lithium semakin hari semakin menurun, maka harga biaya pokok pembangkitan listrik akan semakin murah pula. Ketika semua orang bisa membangkitkan energinya sendiri dengan murah yang berbasis DC dan energi terbarukan, tentu ini menjadi “ancaman” bisnis bagi perusahaan penyedia listrik konvensional di negeri ini. Mereka harus mulai masuk dalam bisnis ini, jika tidak mau kalah dan tertinggal. Inilah tonggak kebangkitan mazhab Thomas Edison.

Chairul Hudaya, Ph.D

@Hotel Peninsula-Shanghai, 8.50 PM

Advertisements

Video

Advertisements