PV-RO BOX sebagai Teknologi Penyedia Air Bersih dan Listrik Darurat di Daerah Terdampak Bencana

Secara geologis, Indonesia merupakan bagian dari deret Sirkum Pasifik (Ring of Fire) atau deret gunung api sepanjang Asia-Pasifik yang berpotensi terhadap risiko bencana geologi seperti erupsi gunung api, gempa bumi, dan tsunami. Jumlah kejadian bencana di Indonesia dari tahun ke tahun kian meningkat. Terutama untuk kejadian bencana hidrometeorologi seperti bencana banjir, gelombang ekstrim, kebakaran lahan dan hutan, kekeringan, dan cuaca ekstrim (Amri et al, 2016). Menurut Badan Nasional Penanggulangan Bencana (2021), jumlah kejadian bencana di Indonesia pada tahun 2018-2020 berturut-turut mencapai 3.397; 3.814; 2.099. Peningkatan angka yang signifikan ini diantaranya karena pengaruh perubahan iklim dan peningkatan jumlah penduduk. Sedangkan dalam periode Januari-Desember, tahun 2021, angka bencana di Indonesia mencapai 5.402 kejadian dengan jumlah korban meninggal sebanyak 728 jiwa, 87 jiwa korban hilang, dan korban mengungsi mencapai 7.603.692 jiwa.

Infografis kejadian bencana di Indonesia periode 1 Januari-31 Desember 2021 (Sumber: https://gis.bnpb.com)

Upaya penanggulangan bencana dan tanggap darurat seperti evakuasi korban bencana ke lokasi pengungsian sangat penting dilakukan untuk meminimalisir jumlah korban jiwa yang terjebak di lokasi bencana. Selain itu, pemenuhan kebutuhan mendesak juga sangat penting untuk diupayakan. Seperti yang dirilis oleh BNPB (2021), daftar kebutuhan mendesak korban bencana di lokasi pengungsian diantaranya seperti air bersih-termasuk air minum, bahan makanan atau sembako, obat-obatan, genset dan alat penerangan, dan lain-lain.    

Dilansir dari berita JPPN, pada hari Kamis, 2 Januari 2020, korban terdampak bencana alam di beberapa lokasi pengungsian di Jakarta Barat mengalami kekurangan pasokan air bersih. Salah satu penyebabnya yaitu pemadaman listrik sementara, sebanyak 2.399 gardu distribusi dipadamkan oleh PLN dengan alasan keamanan dan keselamatan masyarakat, personil PLN, dan instalasi masyarakat (Dwiwanto, 2020). Selain itu, kekurangan air bersih juga disebabkan oleh terganggunya sumber air karena kualitasnya berubah, menjadi keruh atau asin, hancurnya sistem perpipaan, terputusnya jaringan air PDAM yang dapat menyebabkan terganggunya sistem distribusi, dan terendamnya sumur gali maupun sumur pompa selama beberapa hari yang dapat menyebabkan tercemarnya air di dalamnya baik secara kimia maupun bakteriologi.   

Krisis air bersih dan listrik di lokasi terdampak bencana alam merupakan permasalahan yang membutuhkan penanganan serius, cepat dan tepat. Mengingat listrik sangat dibutuhkan untuk penerangan dan komunikasi. Sementara itu, air bersih merupakan elemen utama kehidupan manusia untuk hidrasi tubuh, memasak, membersihkan diri. dan lain-lain. Sehingga dibutuhkan suatu alternatif sumber energi listrik serta rancangan terobosan yang inovatif, ramah lingkungan, dan fleksibel sebagai solusi dari permasalahan yang ada, terutama untuk titik lokasi yang sulit dijangkau dengan sistem distribusi air bersih yang sudah diterapkan.  

Baca juga : PUPR Distribusikan Air Bersih Untuk Warga Gempa Cianjur

Berdasarkan uraian permasalahan dan analisis potensi energi terbarukan dengan melihat data pesebaran radiasi sinar matahari, penulis menggagas suatu inovasi “PV-RO BOX” dengan mengembangkan pemanfaatan energi terbarukan berbasis fotovoltaik yang terintegrasi dengan sistem desalinasi osmosis terbalik (Reverse Osmosis Desalination System) sebagai teknologi penyedia air bersih sekaligus sebagai sumber energi listrik skala kecil untuk keadaan tanggap darurat yang mampu dioperasikan dengan segala kondisi, praktis, memiliki mobilitas tinggi serta ramah lingkungan. 

Pembahasan    

Penyediaan air bersih dan listrik ketika bencana merupakan sesuatu yang penting bagi korban. Air bersih dan listrik merupakan kedua hal yang sangat dibutuhkan selain pakaian dan makanan. Ketiadaan kedua hal tersebut dapat membuat  para pengungsi mengalami kesulitan dalam beraktivitas, terutama di malam hari. Untuk itu, pemenuhan air bersih layak konsumsi dan listrik menjadi hal yang krusial ketika bencana.  

Saat ini, RO adalah teknologi penyedia air yang paling banyak digunakan di dunia, yakni 65% dari teknologi penyedia air (Kress 2019). RO dinilai teknologi yang paling efektif karena mampu memproduksi air bersih tanpa melakukan perubahan fasa dan tidak memerlukan energi panas untuk memproduksi air bersih. Selain itu, perawatannya mudah dan tidak membutuhkan ruang yang luas. Unit desalinasi RO skala kecil terdiri dari pompa air yang menggerakkan air masukan dari tangki melalui filter dan berakhir ke membran.

RO bekerja dengan menggunakan pompa tekanan tinggi untuk meningkatkan tekanan pada air masukan dan memaksa air melintasi membran semi-permeabel dan mencegah garam dan zat pengotor terlarut (sekitar 95% hingga 99%) melewati membran sehingga didapatkan air bersih. Semakin tinggi konsentrasi zat pengotornya, semakin banyak tekanan yang dibutuhkan untuk melawan tekanan osmotik air. Konsumsi daya untuk RO berkisar dari 2 hingga 5 kWh/m3 tergantung pada jenis air yang dipilih untuk desalinasi (Harris et al. 2022). Secara umum, konsumsi energi RO dapat dikurangi dengan pemasangan perangkat pemulihan energi. Melalui pemasangan perangkat pemulihan energi dan pengembangan material membran, biaya desalinasi berbasis RO dapat dikurangi.

Skema proses reverse osmosis (Sumber: https://www.rodisystems.com)

Baca juga : Subsidi Kendaraan Listrik Belum Mendesak Banget

Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik untuk penerangan dan RO, energi terbarukan dapat digunakan sebagai penyedia energi darurat. Energi terbarukan merupakan alternatif yang menarik untuk diaplikasikan di daerah terdampak bencana. Salah satu energi terbarukan yang dapat diaplikasikan adalah matahari. Energi matahari menjanjikan sumber energi yang aman bagi lingkungan, biaya operasional yang murah, perawatan yang rendah, namun intermittensinya adalah salah satu yang utama tantangan yang terkait dengan aplikasinya. Oleh karena itu, penggunaan baterai sebagai pemasok energi cadangan diperlukan ketika PV tidak mampu beroperasi.    

Inovasi dan Aplikasi Sistem    

Inovasi sistem PV-RO Box bertujuan untuk memenuhi kebutuhan air bersih dan listrik darurat, terutama ketika bencana. PV-RO box merupakan suatu kotak yang berisi PV, RO, baterai, dan peralatan penunjang lain untuk tujuan tersebut. Box pada sistem berguna untuk mempermudah pemindahan sistem dari satu tempat ke tempat yang lain sehingga mobilitas sistem tersebut tinggi. Ketika digunakan, PV dikeluarkan dari boks untuk mendapatkan cahaya matahari untuk dikonversi menjadi listrik.

Daya PV yang digunakan bergantung pada kebutuhan dari sistem tersebut. Maka dari itu, dilakukan simulasi agar mendapatkan hasil yang optimal. Simulasi dengan Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources (HOMER) dilakukan untuk mendapatkan hasil yang optimum mengenai spesifikasi alat yang dirancang. Pengumpulan data awal yang dilakukan berupa besarnya intensitas matahari di Indonesia berdasarkan data dari NASA. Data tersebut kemudian digunakan untuk dijadikan masukan dalam simulasi. Konfigurasi komponen sistem pembangkit listrik terdiri dari photovoltaic (PV), baterai, inverter dan beban utama yakni reverse osmosis (RO). 

Sistem kerja PV-RO

Baca juga : Kita Darurat Data Pangan

Penutup

Indonesia berpotensi menghadapi berbagai bencana alam baik bencana geologi maupun hidrometerologi. Bencana alam dapat menimbulkan berbagai kerugian material serta dapat menyebabkan terjadinya krisis air bersih dan listrik. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu alternatif sumber energi listrik serta rancangan terobosan yang inovatif. Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis menggagas suatu inovasi “PV-RO Box” sebagai teknologi penyedia air bersih dan listrik darurat di daerah terdampak bencana. Inovasi ini diharapkan mampu menjadi solusi krisis air bersih dan listrik sebagai salah satu aksi tanggap darurat.

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.