Pemanfaatan Gravitational Water Vortex Power Plant dengan Sistem IoT Untuk Memenuhi Kebutuhan Energi Listrik pada SPKLU

Tren penggunaan kendaraan listrik di kalangan masyarakat Indonesia semakin meningkat selaras dengan harapan pemerintah Indonesia pada Perpres 55 Tahun 2019 tentang Percepatan Program Kendaraan Bermotor Listrik Berbasis Baterai. Kementerian Perhubungan (Kemenhub) juga mencatat bahwa kendaraan listrik di Indonesia telah mencapai jumlah sebanyak 14.400 unit pada pertengahan November 2021. Peningkatan penggunaan kendaraan listrik di Indonesia akan berpengaruh pada peningkatan kebutuhan Stasiun Pengisian Kendaraan Listrik Umum (SPKLU) untuk kendaraan listrik. Menko Kemaritiman dan Investasi telah menugaskan kepada Perusahaan Listrik Negara (PLN) secara bertahap untuk membangun SPKLU agar ketersediaan SPKLU dapat mudah dijumpai di masyarakat.  Namun, pasokan listrik yang disuplai oleh PLN notabenenya 60% listrik tersebut masih mengandalkan pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap dari energi fosil. Sedangkan pemerintah sendiri tengah berupaya untuk mengurangi emisi karbon di Indonesia melalui Rancangan Umum Ketenagalistrikan Nasional (RUKN) yang menargetkan bauran Energi Baru Terbarukan (EBT) sebesar 23% pada tahun 2025. Selaras dengan tujuan pemerintah tersebut, kami menawarkan solusi berupa Pemanfaatan Gravitational Water Vortex Power Plant (GWVPP) yang dilengkapi dengan Sistem Internet of Things (IoT) Sebagai Sumber Energi Hybrid Untuk Memenuhi Kebutuhan Energi Listrik pada Stasiun Pengisian Kendaraan Listrik Umum (SPKLU). 

Gravitational Water Vortex Power Plant (GWVPP) merupakan salah satu pembangkit listrik Energi Baru Terbarukan (EBT) berbasis mikrohidro yang memanfaatkan tenaga pusaran (atau disebut juga vortex) dari aliran air sungai akibat adanya gaya gravitasi, kemudian tenaga pusaran air tersebut digunakan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator listrik untuk menghasilkan energi listrik. GWVPP sangat cocok diterapkan pada daerah aliran sungai yang mempunyai head (ketinggian terjunan) tidak terlalu tinggi. Hal tersebut menjadi potensi yang sangat menjanjikan karena pembangkit listrik jenis mikrohidro seperti ini masih jarang dikembangkan di Indonesia. Sumber energi untuk pembangkit listrik GWVPP tersedia secara melimpah di alam Indonesia, sehingga GWVPP relatif sangat stabil untuk memenuhi suplai kebutuhan energi listrik. Selain itu, pembangkit GWVPP dipilih karena mempunyai biaya instalasi dan perawatan yang relatif lebih murah untuk setiap satuan daya yang dihasilkan jika dibandingkan dengan pembangkit EBT lainnya seperti panel surya maupun kincir angin, sehingga pembangkit GWVPP memiliki nilai ekonomi yang sangat baik.  Pembangkit GWVPP bekerja bersamaan dengan sumber energi listrik dari PLN sebagai pembangkit hybrid yang akan menyuplai energi listrik pada SPKLU. Pembangkit GWVPP belum bisa 100% menjadi sumber energi tunggal untuk SPKLU, hal ini disebabkan karena keluaran daya yang dikeluarkan oleh pembangkit ini memang tidak sebesar daya litrik yang dihasilkan oleh pembangkit konvensional dari PLN. Akan tetapi, sistem pembangkit hybrid akan memberikan peluang untuk meningkatkan penetrasi EBT dalam tujuan memenuhi kebutuhan energi listrik untuk SPKLU. Pembangkit GWVPP akan menyuplai kebutuhan energi listrik sebesar 40% dari keseluruhan energi listrik yang dibutuhkan oleh SPKLU. Selain itu, GWVPP juga merupakan pembangkit listrik EBT yang memiliki emisi rendah karbon, sehingga penggunaan GWVPP akan mengurangi ketergantungan terhadap pembangkit listrik konvensional dan mampu mengurangi emisi karbon di Indonesia. Hal ini sejalan dengan program Sustainable Development Goals (SDGs) dunia pada poin ke-13 yang bertujuan untuk menangani perubahan iklim, mengurangi emisi karbon dan mencapai zero net emission pada tahun 2050.

Baca juga : Pertamina Patra Niaga Pantau Sistem Pemesanan BBM Otomatis untuk Jamin Stok di SPBU

Pada pembangkit GWVPP diterapkan perangkat sistem Internet of Things (IoT) yang berfungsi sebagai sistem pemantauan, pengontrolan dan pengoptimalan. Sistem IoT terdiri atas beberapa modul sensor, aktuator, dan mikrokontroler yang terhubung pada suatu koneksi internet yang saling terintegrasi satu sama lain. Modul sensor akan memberikan informasi terkait beberapa data parameter dari pembangkit GWVPP seperti data kecepatan angular putaran turbin, debit air pada saluran masuk pembangkit, arus listrik, tegangan listrik dan daya listrik yang dihasilkan oleh pembangkit GWVPP. Penggunaan sistem IoT dapat membantu untuk mengetahui keadaan pembangkit GWVPP secara waktu nyata (real time clocking), data dari modul sensor akan dikirim kepada pusat pemantauan (ground station) untuk memberikan informasi berupa interpretasi data terkait keadaan pembangkit GWVPP. Data yang telah diperoleh dari modul sensor IoT dapat digunakan untuk menentukan keadaan terbaik pada pembangkit GWVPP dan dapat berguna untuk meningkatkan kinerja dari pembangkit GWVPP. Sistem IoT juga dapat memberikan aksi (action) secara otomatis pada pembangkit melalui perangkat aktuator. Sistem IoT melalui mikrokontroler dapat secara otomatis mengontrol aktuator berupa pompa hidrolik untuk menaikkan ataupun menurunkan kecepatan pada aliran air masuk apabila suplai daya yang dihasilkan masih belum memenuhi kebutuhan beban pembangkit. Selain itu, ketika pembangkit GWVPP mengalami ketidakstabilan, maka suplai energi listrik pada SPKLU dapat diubah menjadi suplai listrik PLN on grid sepenuhnya.

Pembangkit GWVPP menggunakan generator listrik DC sebagai konverter energi mekanik menjadi energi listrik, sehingga pembangkit akan menghasilkan listrik searah (DC). Listrik DC yang dihasilkan oleh pembangkit kemudian akan langsung ditransmisikan menuju lokasi SPKLU, transmisi menggunakan listrik arus DC dipilih untuk mengurangi rugi-rugi daya reaktif seperti yang terjadi pada listrik arus AC, hal tersebut karena lokasi antara pembangkit GWVPP dengan lokasi SPKLU saling berjauhan, sehingga metode transmisi arus searah (HVDC – High Volatge Direct Current) sangat tepat untuk mentransmisikan energi listrik antara dua tempat yang cukup berjauhan. Listrik DC tersebut kemudian akan didistribusikan pada setiap unit SPKLU yang tersedia. Sementara itu, jika terdapat surplus energi listrik maka energi akan disimpan pada baterai lithium-ion dalam bentuk energi kimia. Kemudian, energi yang tersimpan pada baterai berfungsi sebagai energi cadangan yang dapat digunakan pada waktu yang akan datang ketika dibutuhkan. Metode penyimpanan energi dengan baterai dipilih karena memiliki stabilitas penyimpanan energi yang sangat baik dan memiliki kerapatan energi yang tinggi, sehingga dapat memberikan performa yang optimal dalam menyimpan cadangan energi.

Baca juga : Sukseskan Transisi Energi, PLN Siapkan Sistem Pembangkit Listrik EBT yang Fleksibel

Pertumbuhan pengguna kendaraan listrik, berimbas pada peningkatan permintaan konsumsi listrik yang juga berakibat pada meningkatnya emisi karbon. Untuk mengurangi dampak negatif dari peningkatan emisi karbon, maka diperlukan suatu pembangkit listrik berbasis EBT yang ramah lingkungan dengan tujuan untuk mengurangi jumlah emisi karbon dunia. Pembangkit GWVPP merupakan solusi yang sangat berpotensi untuk mengatasi hal tersebut dengan menerapkannya sebagai sumber energi listrik hybrid untuk memenuhi kebutuhan listrik pada SPKLU, sehingga diharapkan dapat mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik konvensional dari energi fosil yang kurang ramah terhadap lingkungan. Perangkat IoT diterapkan untuk membantu proses pemantauan, pengontrolan, serta pengoptimalan pembangkit GWVPP sehingga dapat memberikan kinerja yang lebih maksimal. Dengan demikian, kebutuhan energi listrik untuk kendaraan listrik akan dapat terpenuhi dengan memanfaatkan EBT sebagai sumber energi listriknya sehingga dapat menciptakan kualitas lingkungan yang lebih bersih dengan emisi karbon yang lebih rendah.

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.