Ditulis oleh Nursanti Anjune Mukti

Pendahuluan

Pernahkan kalian membayangkan sebelumnya bahwa Indonesia akan mengembangkan sebuah teknologi dalam sebuah bangunan? Yahh, hal itu terealisasikan pada rancangan bangunan cerdas yang diusungkan oleh Kementrian PUPR untuk ibukota nusantara di kalimantan timur. Bangunan cerdas memiliki sistem otomatis untuk mengendalikan berdasarkan teknologi [1]. Hal ini di karenakan era sekarang informasi digital sangat jauh lebih cepat untuk pengembangan suatu negara. Penggunaan energi nasional setiap tahun akan mengalami peningkatan sebesar 1% pertahunnya [2]. Hal ini dapat diminimalisirkan dengan mengurangi penggunaaan energi nasional. Seperti yang dikatakan perwakilan Kementrian ESDM “Strategi energi nasional 2020-2040 akan terus dibahas, karena merupakan sebuah tantangan : kebutuhan energi meningkat tapi pasokan kapasitas energi terbatas”. Pengurangan konsumsi energi konvensional atau energi nasional digunakan untuk menjaga bumi pertiwi agar tetap terjaga dan bersih serta pemanfaatan dari sumber daya alam yang dapat diperbarui.

Pemerintah menetapkan pada tahun 2025 penggunaan energi terbarukan akan meningkat 26% dari total kebutuhan energi nasional [3]. Solusi yang diterapkan pemerintah untuk mengatasi hal tersebut yaitu penggunaan bangunan cerdas. Bangunan cerdas dapat mengoptimalkan energi dengan memanfaatkan energi terbarukan seperti halnya surya atau matahari. Sang surya sendiri termasuk kedalam energi terbarukan. Sinar dari sang surya merupakan terobosan terbaru yang dapat digabungkan dengan teknologi masa kini. Penggunaan teknologi sinar surya sebagai sumber energi termal yang dapat menjadikan penghasil listrik dengan menggunakan panel surya atau sel surya. Selain itu, energi terbarukan dari sang surya ini dapat mengurangi polusi bahkan efek rumah kaca. Sehingga apabila sang surya ini diubah dalam bentuk sel surya akan memberikan dampak baik dalam proses bangunan cerdas. Menarik bukan Sang Surya ini?

Solusi yang tepat dalam pembangunan bangunan cerdas untuk meningkatkan teknologi terbarukan untuk mengurangi konsumsi energi yaitu mengembangkan dan meningkatkan sistem manajemen energi dari sistem panel surya di setiap bangunan cerdas. Beragam jenis sistem panel surya yang dapat dikembangakan dan diimplementasikan ke bangunan cerdas. Panel surya transparan adalah sistem yang dapat digunakan dengan mengatur bangunan rumah yang masih memiliki cela masuknya sinar surya secara langsung sehingga dapat menghemat listrik pada saat siang hari. Sistem sering diimplementasikan di rumah-rumah karena kegiatan rumah pada siang hari tidak perlu menggunakan pencahayaan lampu yang banyak. Era digitalisasi sekarang, sistem panel surya dengan menggunakan sistem IoT (Internel of Things) sangat diperlukan. Namun, terdapat inovasi baru tentang panel surya dan menjadikan sebuah tantangan baru yang belum banyak masyarakat yang mengetahui yaitu sistem panel surya organik.

Di Indonesia tahun 2021 mengalami kenaikan hampir 37% pengguna panel surya dalam sektor perumahan dapat ditunjukkan dalam Gambar 1 [4]. Hal ini dapat mewujudkan Indonesia emas di tahun 2040 dengan mengubah energi konvensional menjadi energi terbarukan. Pada tahun 2030 Indonesia akan mengalami pengurangan emisi karbon sebesar 29% akibat penggunaan energi terbarukan.

Gambar 1. Jumlah Pengguna Panel Surya Atap di Indonesia pada Tahun 2020 – 2021 (Sumber : Zonaebt.com)

Sang Surya atau matahari merupakan energi terbarukan yang besar dan selalu tersedia dalam jumlah yang tak terbatas dan tidak menimbulkan polusi apapun. Energi surya sangat berpengaruh untuk kehidupan manusia di Bumi. Surya akan memancarkan sinar radiasi yang membentuk gelombang elektromaknetik dan tidak memerlukan zat perantara. Sinar sang surya merupakan salah satu sumber energi dari bagian sumber daya alam yang dapat digunakan untuk panel surya. Kebutuhan energi di dunia ini sangat besar dengan penggunaan bahan bakar fosil sekitar 90% sehingga ketersediaanya akan semakin tipis. Hal itu membuat energi terbarukan sudah sangat dibutuhkan dalam bumi ini untuk menggantikan bahan bakar fosil atau energi konvensional. Sang Surya memancarkan sinar ke permukaan bumi dengan cara radiasi. Apa hubungannya radiasi dengan panel surya? Radiasi dari sang surya akan menghasilkan energi foton dan akan dirubah kedalam bentuk energi listrik dalam proses panel surya.

Teknologi bangunan cerdas dapat mengimplementasikan sebuah perangkat untuk menciptakan bangunan yang dapat mengurangi emisi karbon seperti Panel surya karena tidak akan merusak lingkungan dan tidak akan pernah habis sampai Apokalips. Panel surya terdiri dari perangkat sel surya, prosesnya dengan menyerap energi dari sinar sang surya dan akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik ini akan mengaliri listrik bangunan cerdas. Panel surya ini tidak hanya untuk sektor rumah atau perumahan, namun dapat juga ke sektor yang lebih besar seperti perusahaan atau kantor – kantor pemerintah.

Gambar 2. Prinsip Kerja Panel Surya (Sumber : Sunspower.com)

Dari Gambar 2 dapat menunjukkan gambaran bagaimana cara cahaya sang surya berubah menjadi energi listrik. Prinsip yang digunakan panel surya yaitu efek photovoltaic. Saat sinar yang terdiri dari foton akan dihantarkan ke panel yang berisikan atom-atom semikonduktor silikon sehingga akan memisahkan elektron dan struktur atomnya. elektron akan bergerak ke daerah konduktor dari material semikonduktor dan struktur yan kosong akibat hilang elektronnya disebut hole+. Dari gambar 2 sebelah kanan menunjuukan adanya dua kubu hole positif dan negatif. Kubu positif sebagai penerima elektron (semikonduktor tipe-p} dan kubu negatif sebagai pendonor elektron (semikonduktor tipe-n). Kedua kubu ini akan mengahasilkan sebuah energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan akan disimpan kedalam baterai dan dapat digunakan di sebuah bangunan [6].

Prinsip kerja yang sudah dijelaskan merupakan prinsip kerja panel surya secara umum. Sama halnya dengan prinsip kerja panel surya transparan. Dimana memiliki teknologi dengan tampilan yang lebih ekstetika dengan bentuk yang transparan. Panel yang dibuat akan dapat tetap menyerap cahaya dan juga memantulkan cahaya masuk kedalam sistem bangunan. Material yang digunakan seperti penggunaan Thin film atau lapisan dari material Oxide seperti Indium Tin Oxide (ITO) [7]. Tantangan dari panel surya transparan yaitu jangkauan biaya yang relatif tinggi karena penggunaan material yang jarang ditemukan di kalayak umum dan kekuatan material yang harus kuat agar menghindari kerusakan akibat cuaca ekstrem di Indonesia.

Panel surya yang cocok dugunakan dalam sistem bangunan cerdas yaitu panel surya dengan sistem Internet of Things (IoT). Karena pada era sekarang adalah era digitalisasi, semua kegiatan akan mengarah ke teknologi digital. Sistem IoT sudah ada sejak era revolusi industri 4.0. Sistem IoT dapat mengatur dan mengendalikan sistem panel surya. Penggunaan sistem IoT memiliki dampak efisien 15 – 25% karena teknisi PLTS akan diberikan sistem pengendalian secara real-time sehingga dapat mengakses walaupun berada di lokasi yang jauh dari tempat PLTS. Hal ini sangat di butuhkan dalam bangunan cerdas, karena dapat mengoptimalkan penggunaan energi sehingga penghuni bangunan cerdas akan terasa nyaman dan tidak boros energi.

Dari berbagai jenis panel surya tersebut akan digunakan dengan kegunaan yang berbeda-beda. Sehingga pemerintah banyak yang mendirikan pembangkit listrik tenaga surya untuk mendukung adanya gerakan bangunan cerdas. Karena PLTS dapat menghasilkan (berupa panel surya), mengelola (berupa panel surya sistem iot) dan mendistribusikan (program kementrian ESDM dan lembaga terkait) listrik melalui energi dari sang surya. BRIN sejak tahun 2022 telah membuat perubahan terhadap panel surya. Sehingga kaloborasi riset dalam hal panel surya perlu ditingkatkan agar sang surya tidak hanya menyinari bumi pertiwi namun juga memberikan perubahan terhadap lingkungan melalui teknologi bangunan cerdas.

Terdapat tantangan baru mengenai panel surya yaitu panel surya organik. Secara keseluruan tidak ada perbedaan dalam proses fotovoltaik. Perbedaan terdapat pada bahan semikonduktor pada panel suryanya. Material semikonduktor yang digunakan adalah polimer dari bahan berbasis karbon dan elektronik organik. Setiap panel surya terdapat kelebihan dan kekurangan. Kelebihannya lebih ringan dan tahan lama. Namun dalam perkembangan di Indonesia menjadi sebuah tantangan dari kekurangnnya karena keefisiensi dari panel surya organik 20-25% lebih rendah dari panel silikon biasa [8].

Kesimpulan

Dari keseluruhan, penerapan panel surya terhadap bangunan cerdas dapat membuat bangunan tersebut lebih efisien penggunaannya dari segi lingkungan (mengurangi emisi karbon), ekonomi (hemat biaya energi), dan inovasi teknologi akan terus berkembang untuk mengurangi penggunana energi konvensional atau bahan fosil dan diubah ke energi terbarukan. Adanya panel surya membuktikan bahwa sang surya tidak akan pernah habis.

Referensi

[1] Antaranews.com. 2024. PUPR : Kota Cerdas Harus Dibarengi Dengan Pembangunan Gedung Cerdas. Diakses tanggal 29 Oktober 2024. (https://www.antaranews.com/berita/4203903/pupr-kota-cerdas-harus-dibarengi-dengan-pembangunan-gedung-cerdas)

[2] esdm.go.id. 2021. Pemerintah Petakan Pemenuhan Kebutuhan Energi Hingga 2040. Diakses tanggal 29 Oktober 2024. (https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/susun-grand-desain-strategi-energi-nasional-pemerintah-petakan-pemenuhan-kebutuhan-energi-hingga-2040)

[3] Erna. 2016. Wujudkan Ketahanan Energi Nasional Melalui Pengolahan Rumput Laut Sebagai Sumber Energi Terbarukan. Universitas Riau. (https://osf.io/nsu7j/download)

[4] Zonaebt.com. 2023. Jumlah Pengguna Panel Surya Atap Di Indonesia (2020-2021). Diakses tanggal 31 Oktober 2024. (https://zonaebt.com/panel-surya/jumlah-pengguna-panel-surya-atap-di-indonesia-2020-2021/)

[5] Putri, Sonya W, Marausna, G, dan Prasetiyo, Erwan E. 2022. Analisis Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari Terhadap Daya Keluaran Pada Panel Surya. Teknika STTKD : Jurnal Teknik, Elektronik. https://doi.org/10.56521/teknika.v8i1.442

[6] Sanspower.com. 2020. Penuhi Kebutuhan Listrik Dengan Panel Surya Dan Dapatkan Segudang Manfaatnya. Diakses tanggal 02 November 2024. (https://www.sanspower.com/panel-surya-prinsip-kerja-dan-kegunaan-yang-bisa-didapatkan.html#:~:text=Prinsip%20Kerja%20Panel%20Surya,memisahkan%20elektron%20dari%20struktur%20atomnya)

[7] Warstek.com. 2024. Panel Surya Transparan. Diakses tanggal 02 November 2024. (https://warstek.com/panel-surya-transparan/)

[8] Solarreviews.com. 2024. Everything You Need To Know About Organic Solar Cells. Diakses tanggal 03 November 2024.(https://www.solarreviews.com/blog/organic-solar-cells)