CANOPI (Coffee Agriculture Nourished by Optimized Photovoltaic Integration)

Tantangan Budidaya Kopi di Indonesia
Indonesia, produsen kopi terbesar keempat di dunia, menghasilkan 613.874,6 ton kopi setahun, yang menyumbang 7.22% dari total produksi kopi global (ICO, 2017). Pada tahun 2019, tercatat 1.96 juta rumah tangga di Indonesia atau sekitar lima juta individu bergantung pada sektor perkebunan kopi (Ditjenbun, 2019). Mayoritas dari mereka adalah petani kecil atau small holder yang rentan mengalami kesulitan ekonomi akibat fluktuasi harga dan produksi kopi. Isu perubahan iklim memperparah situasi ini yang mendorong petani untuk meningkatkan pengelolaan tanaman yang intensif yang berdampak pada peningkatan biaya operasional. Dari kondisi tersebut, diperlukan adanya upaya penguatan petani smallholder dengan adaptasi metode budidaya kopi berkelanjutan yang adaptif terhadap tantangan sosial, ekonomi, dan ekologis.

Teknik Budidaya Sun Grown VS Shade Grown

Pada awalnya, petani kopi di Indonesia menerapkan metode budidaya shade grown di mana tanaman kopi tumbuh di bawah pohon penaung atau kanopi. Metode ini memberikan berbagai keuntungan dalam pengaturan intensitas cahaya matahari dan hujan, yang secara signifikan menurunkan temperatur, meningkatkan kualitas biji kopi, dan mengurangi erosi (Jha et al., 2014).  Namun, seiring meningkatnya permintaan pasar, banyak petani beralih ke metode sun grown yang lebih berorientasi pada peningkatan produksi dimana pohon pelindung ditebang untuk memaksimalkan penggunaan lahan. Metode ini dapat meningkatkan yield namun dengan konsekuensi negatif berupa penurunan kesuburan tanah dan peningkatan kebutuhan nutrisi karena intensifikasi proses respirasi (Verbist et al.,2004).

Perbandingan sun grown dan shade grown dapat dilihat pada gambar berikut. Perbandingan Shade Grown dan Sun Grown (Sumber: Dokumen Penulis)Menurut Vossen (2005), penggunaan pohon pelindung dalam metode shade grown membantu mencegah fenomena over-bearing yang terjadi karena terlalu banyak buah yang dihasilkan akibat terlalu banyak cahaya matahari.  Selain itu, metode ini juga menunjukkan tingkat respirasi tanaman yang lebih rendah yang berimplikasi pada hasil fotosintesis yang lebih tinggi, sehingga berat kering kopi yang dihasilkan juga lebih tinggi. Somporn (2021) menemukan bahwa metode ini meningkatkan massa biji kopi sebesar 6.5%, mengurangi penggunaan air hingga 7,8 air/ton kopi, dan menurunkan emisi CO2. Bote dan Struik (2011) juga melaporkan peningkatan kualitas rasa kopi dengan metode ini. Dengan demikian, shade grown tidak hanya mengurangi penggunaan pestisida dan air, tapi juga menurunkan biaya operasional dan dampak lingkungan, membuatnya menjadi pilihan yang lebih baik untuk budidaya kopi yang berkelanjutan.

Budidaya kopi dengan metode shade grown memang memberikan berbagai keuntungan dalam peningkatan kualitas produksi kopi. Namun, metode ini juga memiliki tantangan dalam praktiknya terutama yang berkaitan dengan risiko penularan penyakit dan kompetisi ekosistem yang dapat mempengaruhi hasil panen. Menghadapi tantangan tersebut, diperlukan inovasi dalam penerapan budidaya shade grown dimana kopi tetap di bawah penaung tetapi tanpa adanya risiko penularan penyakit dan kompetisi ekosistem mikro. Solusi potensial yang dapat diadopsi adalah penggunaan panel surya sebagai pohon penaung sintesis yang dikenal sebagai konsep Agrivoltaik. 

Konsep Agrivoltaik: Instalasi Panel Surya sebagai Pohon Penaung Buatan untuk Tanaman Kopi

Baca juga : Yakin Likuiditas Terjaga, Bank Mandiri Terapkan Strategi Pendanaan

Agrivoltaik merupakan pendekatan inovatif yang mengintegrasikan instalasi panel surya sebagai “pohon penaung sintesis” pada tanaman kopi. Panel surya ini melindungi tanaman kopi dari sinar matahari langsung dan menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan untuk mendukung operasi perkebunan atau dijual ke jaringan listrik, menciptakan sumber pendapatan tambahan bagi petani. Ini memungkinkan petani untuk menerapkan shade grown tanpa risiko negatif seperti halnya pohon penaung alami. 

Sistem agrivoltaik ini ditargetkan untuk petani small holder yang memiliki luas lahan minimal 1 Ha. Desain dan penerapan sistem ini disesuaikan dengan aturan pada Permentan No. 49 Tahun 2014. Sistem ini terdiri atas 4 komponen utama yakni panel surya, sistem penyiram tanaman, pemantauan temperatur, dan penyimpanan energi listrik seperti pada gambar berikut. 

Desain Panel Surya (Sumber: Dokumen Penulis)

Kopi ditanam dengan jarak 2.5 m x 2.5 m dengan jarak penaung 10 m x 10 sehingga setiap Hektarnya terdapat 1601 pohon kopi dan 101 panel surya. Panel surya yang digunakan merupakan monoaxis rotation berbasis bimetal Fe-Cu yang dapat memaksimalkan penangkapan sinar matahari. Material panel yang digunakan yakni Silicon-CdTe translucent dengan tingkat transmitansi 25% sesuai dengan penelitian Tabrani (2016)  yang menunjukkan bahwa naungan sebesar 75% menghasikan massa biji, diameter stalk, dan luas daun optimal. Luaran daya yang dihasilkan dari panel surya akan dialirkan pada power storage system yang terdiri atas inverter, baterai, dan jaringan ongrid PLN. Kemudian, setiap panel juga telah dilengkapi sistem irigasi cerdas terintegrasi kontrol temperatur arduino TMP37 untuk melakukan penyiraman panel surya yang berfungsi untuk menjaga stabilitas termal panel dan memastikan kadar air tanaman kopi cukup. 

Strategi Pendekatan

Untuk mengadaptasi sistem Agrivoltaik pada petani kecil, pendekatan yang dipilih harus memperhatikan tantangan yang dihadapi oleh kelompok ini, terutama dalam hal akses pendanaan, pengetahuan teknis, dan keterampilan operasional. Metode AIDA (Awareness, Interest, Desire, Action) dapat menjadi kerangka efektif untuk mengedukasi dan mendorong petani dalam mengadopsi teknologi ini secara holistik dan bertahap seperti yang ditunjukkan gambar berikut. 
Strategi AIDA (Sumber: Dokumen Penulis) 

Baca juga : Pelita Air Sukses Catatkan Ketepatan Waktu 95 Persen Di Arus Balik Lebaran

Skema Pendanaan "Bebas Biaya Investasi"

Instalasi sistem agrivoltaik tanpa biaya investasi awal merupakan inisiatif potensi bagi petani small holder. Skema pendanaan yang diadopsi menggunakan prinsip pencicilan tidak langsung seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. 

Skema Pendanaan "Bebas Biaya Investasi"(Sumber: Dokumen Penulis) 
Dengan hanya menyiapkan lahan, per hektar dapat menghasilkan daya tahunan kira-kira 0.21 Giga Watt, dengan asumsi panel beroperasi selama 6 jam per hari dan mengalami degradasi sebesar 75%. Penggunaan listrik tahunan dari sistem ini diperkirakan hanya 0.02 Watt untuk sistem kontrol temperatur dan penyiraman. Selama periode pembayaran, petani membayar 80% dari tarif listrik PLN, hemat hingga 1.5 juta rupiah per periode pembayaran. Energi surplus sebesar 0.19 GW dijual ke PLN dengan nilai jual 34.6 juta rupiah yang digunakan untuk membayar cicilan instalasi panel surya. Periode pembayaran, diatur oleh penyedia jasa, mempertimbangkan BEP antara total biaya dan penerimaan bersih. Setelah periode pencicilan berakhir, panel surya menjadi milik petani yang memberikan keuntungan berupa peningkatan produksi kopi dan pendapatan dari energi terbarukan.

Skema Kerja Sama

Implementasi sistem agrivoltaik melibatkan kolaborasi pentahelix yang mencakup petani kopi kecil, media, pemerintah, bisnis, dan peneliti, masing-masing dengan peran vital dalam prosesnya seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Skema Kerja Sama Implementasi Agrivoltaik (Sumber: Dokumen Penulis) 

Baca juga : Puncak Arus Balik Lebaran, Pelita Air Layani 43.614 Penumpang, Naik 4 Kali Lipat

Kesimpulan

Di tengah tantangan ekonomi dan ekologis yang semakin meningkat, sistem agrivoltaic merupakan solusi inovatif yang menyatukan pemanfaatan energi terbarukan dan praktek perkebunan berkelanjutan. Kombinasi antara metode shade grown tradisional dan teknologi panel surya bukan hanya membantu petani dalam mengelola resiko penurunan yield dan kualitas kopi akibat perubahan iklim, tapi juga membuka peluang baru untuk peningkatan pendapatan melalui penjualan listrik ke jaringan PLN. Dengan perencanaan yang inklusif dari aspek pendanaan, kemitraan, dan pendekatan, petani small holder dapat merasakan dampak pada aspek ekonomi, sosial, dan lingkungan yang relevan dengan berbagai poin SDGs berikut. 

SDGs Matrix Impact (Sumber: Dokumen Penulis)

Referensi: 

Safry Sitorus
Safry Sitorus

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.