Christian Paskah Wilmar, Universitas Gadjah Mada.
Karya ini menjadi Pemenang 9, dalam Kompetisi Penulisan Artikel Energi Baru Terbarukan, Piala Menteri ESDM RI 2021.
PENDAHULUAN
Di era modern sekarang, penggunaan energi yang andal dan terjangkau menjadi syarat penting dalam sistem pembangunan berkelanjutan. Untuk itu, Pemerintah terus berusaha memperbaiki kualitas pelayanan listrik di Indonesia, baik dengan pembangunan pembangkit baru, maupun dengan pengembangan sistem transmisi dan distribusi listrik. Secara umum, kebijakan dan praktik penyediaan listrik perkotaan menggunakan sistem pembangkit listrik terpusat (centralized generation) di mana, pengguna (end user) mendapatkan pasokan listrik yang berasal dari fasilitas pembangkit melalui sambungan jaringan transmisi-distribusi.
Dengan terus meningkatnya kebutuhan akan listrik, paradigma pembangkit terpusat kian menjadi sorotan. Karena, sistem pembangkit terpusat akan menelan biaya yang besar, baik dari penyediaan bahan bakar, proses pembangkitannya, maupun pengembangan jaringan transmisi dan distribusinya.
Berdasarkan laporan IEA , investasi untuk jaringan dan penyimpanan (storage) terus meningkat selama 5 tahun terakhir, dengan nilai investasi jaringan mencapai rekor pada tahun 2016 yaitu, USD 277 miliar (Gambar 1).
Selain besarnya biaya yang diperlukan, sistem pembangkit terpusat juga sangat bergantung pada keandalan jaringan, maupun ketersediaan pasokan yang sering kali menjadi penyebab gangguan aliran listrik. Adapun penggunaan sistem pembangkit terpusat juga memiliki dampak bagi lingkungan seperti, emisi dari proses pembakaran, penggunaan air dan pembuangannya, produksi limbah padat dari hasil pembakaran, dan penggunaan lahan untuk pembangkit listrik dan jaringan transmisi-distribusi .
Selain itu, energi yang dihasilkan dari pembangkit juga banyak hilang sepanjang proses transmisi-distribusi. Data statistik IEA menunjukkan bahwa rata-rata hilangnya energi sepanjang transmisi-distribusi adalah 8,24 persen dari total keluaran energi yang dihasilkan.
Untuk itulah, saat ini sistem ketenagalistrikan sedang mengalami masa transformasi, mengikuti perkembangan teknologi dan inovasi, terutama pada lingkup jaringan dan sering disebut sebagai grid edge transformation.
Tiga perkembangan yang mendorong transformasi ini adalah elektrifikasi, desentralisasi, dan digitalisasi . Pembangkit terdesentralisasi atau tersebar (decentralized generation) merupakan kebalikan dari model pembangkit terpusat. Dalam model pembangkit terpusat, satu pembangkit listrik skala besar menyediakan energi untuk satu daerah, sedangkan pembangkit tersebar mengutamakan banyaknya pembangkit listrik berkapasitas kecil yang tersambung atau tidak tersambung dengan jaringan transmisi-distribusi. Secara umum, pembangkitan tersebar mengacu pada pembangkit listrik dengan kapasitas 1 MW atau kurang.
Melihat tantangan dan peluang yang ada, akhirnya penulis menggagas ide tulisan terkait konsep smart community grid menggunakan modular COINT (Community Point) sebagai langkah desentralisasi dan optimalisasi penggunaan PLTS Atap di daerah perkotaan.
PEMBAHASAN
Smart Community Grid
Pembangkit listrik terdesentralisasi (decentralized generation) diperkirakan akan menjadi tren di masa yang akan datang. Hal ini terjadi dikarenakan perkembangan teknologi yang semakin pesat dan dikombinasikan dengan lebih terbukanya peluang untuk ikut berperan serta di sektor energi terbarukan. Seperti, konsumen yang sebelumnya hanya mengkonsumsi listrik juga dapat ikut berperan sebagai produsen listrik dalam saat yang bersamaan (prosumer).
Agar hal ini dapat terwujud, maka jaringan listrik yang terpasang haruslah dapat mengakomodasi sistem ini. Salah satu pengembangan jaringan yang dapat digunakan untuk mewujudkan desentralisasi pembangkitan listrik di ranah masyarakat adalah community grid.
Community grid merupakan suatu jenis sistem microgrid virtual yang dapat dikembangkan dalam jaringan distribusi yang sudah ada. Implementasinya sendiri melibatkan suatu pusat kontrol yang berfungsi melakukan pengoperasian, yang berkaitan dengan kontrol fisik jaringan seperti, daya dan energy matching, stabilisasi jaringan, dan pengelompokan.
Lalu untuk melakukan manajemen, terkait energy balance (supply, demand, dan storage) dan energy trading (untuk pemberdayaan energy citizen) . Untuk meningkatkan partisipasi aktif konsumen dan prosumer, mekanisme energy trading dibuat fleksibel sehingga prosumer dapat memperdagangkan kelebihan energi dengan konsumen atau prosumer lain di jaringan komunitasnya.
Adapun kebaruan dari struktur jaringan community grid yang diusulkan adalah penggunaannya tidak akan mengubah struktur distribusi jaringan listrik yang sudah ada. Di mana, pusat kontrol akan dikembangkan dengan tepat sehingga jaringan utama dapat dipisahkan dan dioperasikan selayaknya.
Di masa depan, interaksi tiap komunitas ini dapat diperluas antara jaringan community grid dengan penggunaan jaringan smart grid .
Perkembangan Pengunaan Listrik Tenaga Surya di Indonesia.
Walaupun sekarang penggunaan energi surya masih minim, namun berdasarkan data pengguna PLTS Atap (On-grid PLN), tren penggunaannya di masyarakat terus menunjukkan peningkatan.
Di mana, berdasarkan data sampai bulan Juni 2019, jumlah pelanggan PLTS Atap didominasi sektor rumah tangga yang terkonsentrasi di daerah perkotaan.
Konsep smart community grid diharapkan mampu menciptakan sistem mikro jaringan listrik yang lebih andal, sustain, dan ramah lingkungan, dengan mengoptimalkan penggunaan PLTS Atap (decentralized generation) oleh masyarakat. Adapun sistem dilengkapi dengan modular khusus bernama COINT (Community Point) sebagai pusat kontrol yang menggunakan model tree topology (TT) sebagai jaringan penghubung tiap user dan berfungsi untuk mengakomodasi proses energy trading antara prosumer-konsumen atau prosumer-prosumer yang berada pada satu jaringan komunitas.
Selain itu, COINT juga akan bertugas dalam melakukan energy balancing antara penggunaan energi listrik dari pembangkit komunitas dan energi listrik dari jaringan utama (PLN). Sistem juga dilengkapi baterai komunitas, sebagai backup ketika jaringan utama (PLN) sedang padam. Untuk itu, COINT akan dilengkapi dengan aplikasi smartphone yang dapat digunakan user, dengan fungsi utama untuk mengatur kelebihan listrik yang dihasilkan, yaitu menuju baterai atau dijual ke user lain (prosumer) dan monitoring data penggunaan energi listrik. Namun dalam penggunaan baterai komunitas, nantinya tiap user akan dibatasi maksimal daya yang dapat disimpan.
Sistem yang diakomodasi oleh tiap modular COINT ini disebut sebagai community stage dimana, tahapan ini dapat dikembangkan lagi menjadi cluster stage dengan memanfaatkan interaksi antara tiap modular COINT dengan memanfaatkan sistem jaringan listrik utama. Tahapan ini bertujuan sebagai sarana untuk memperluas kegiatan energy balancing dan energy trading dari tiap komunitas.
Adapun untuk melakukan implementasi gagasan ide ini, telah disusun tahapan pengembangannya sebagai berikut:
PENUTUP
Dengan terus meningkatnya kebutuhan akan listrik, penggunaan sistem pembangkit terpusat kian menjadi sorotan karena, menelan biaya yang besar, baik dari penyediaan bahan bakar, proses pembangkitannya, maupun untuk pengembangan jaringan transmisi dan distribusinya. Selain itu, sistem pembangkit terpusat juga sangat bergantung pada keandalan jaringan dan ketersediaan pasokan, yang sering kali menjadi penyebab gangguan aliran listrik.
Adapun penggunaan sistem pembangkit terpusat juga memiliki dampak bagi lingkungan seperti, emisi dari proses pembakaran, penggunaan air dan pembuangannya, produksi limbah padat dari hasil pembakaran, dan penggunaan lahan untuk pembangkit listrik dan jaringan transmisi-distribusi. Selain itu, energi yang dihasilkan dari pembangkit juga banyak hilang sepanjang proses transmisi-distribusi. Data statistik IEA menunjukkan bahwa rata-rata hilangnya energi sepanjang transmisi-distribusi adalah 8,24 persen dari total keluaran energi yang dihasilkan.
Untuk itulah, saat ini sistem ketenagalistrikan sedang mengalami masa transformasi mengikuti perkembangan teknologi dan inovasi, terutama pada lingkup jaringan dan sering disebut sebagai grid edge transformation. Tiga perkembangan yang mendorong transformasi ini adalah elektrifikasi, desentralisasi, dan digitalisasi.
Melihat tantangan dan peluang tersebut, akhirnya penulis menggagas ide tulisan terkait pengembangan smart community grid menggunakan modular COINT sebagai langkah desentralisasi dan optimalisasi penggunaan PLTS Atap di daerah perkotaan. Penulis berharap, gagasan ide ini dapat menjadi solusi dan inovasi yang dapat mengatasi sistem jaringan listrik Indonesia dan mewujudkan Indonesia yang lebih mandiri energi.
DAFTAR PUSTAKA
Ditjen EBTKE. Akselerasi Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia untuk Mencapai 6,5 GW pada Tahun 2025. http://iesr.or.id/wp-content/uploads/2019/10/2019-10-10-Bahan-Paparan-Akselerasi-PLTS-Mencapai-65-GW-pada-2025-IESR.pdf. Diakses tanggal 14 April 2021
IEA. World Energy Investment 2017. IEA. Paris. Rosado, S.P., Khadem, S.K. 2017. Review of Technical Issues and Challenges in the Development of Community Grids. 2017 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2017 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I CPS Europe). [s.l.: s.n.], pp. 1-6.
US EPA. Centralized Generation of Electricity and its Impacts on the Environment, https://www.epa.gov/energy/centralized-generationelectricity-and-its-impacts-environment. Diakses tanggal 14 April 2021.
World Bank. 2015. Electric power transmission and distribution losses (% of output) 1960 – 2014, https://data.worldbank.org/indicator/EG.ELC.LOSS.ZS. Diakses tanggal 14 April 2021.
World Energy Forum. 2017. The Future of Electricity. http://www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Electricity_2017.pdf. Diakses pada tanggal 15 April 2021.
]]> . Sumber : Rakyat Merdeka – RM.ID
