Ditulis oleh Putri Qanita

Pendahuluan

Di era modern ini, pemakaian energi telah menjadi isu kritis bagi banyak negara. Dengan laju urbanisasi yang meningkat menyebabkan bertambahnya bangunan di bumi ini, sehingga konsumsi energi juga bertambah secara drastis. Konsumsi energi bangunan atau energy consumption of buildings adalah penggunaan energi listrik pada suatu bangunan. Data menunjukkan bahwa bangunan mengonsumsi antara 30 hingga 40 persen dari total energi yang dipakai di kota-kota besar. Tidak hanya itu, tingginya penggunaan energi ini juga berkaitan langsung dengan peningkatan emisi karbon yang dapat memperburuk kondisi lingkungan dan mengakibatkan pemanasan global pada bumi.

Sehingga, diperlukan bangunan yang tidak mengonsumsi energi secara berlebihan. Dengan teknologi yang sudah maju, bangunan cerdas atau smart buildings, dapat menjadi salah satu solusi untuk masalah ini. Berbeda dengan bangunan biasa, smart buildings dapat mengurangi penggunaan energi dengan cara penggunaan sistem otomatisasi dan pemanfaatan energi terbarukan. Selain berdampak pada lingkungan, smart buildings ini juga dapat menguntungkan manusia secara finansial.

Teknologi IoT untuk Pengendalian Energi

Konsep smart buildings tidak terlepas dari teknologi Internet of Things (IoT). IoT bertindak sebagai sistem saraf pada bangunan. Yaitu menghubungkan berbagai perangkat dan sensor untuk mengumpulkan data yang berlimpah dengan cepat. Dalam konteks efisiensi energi, data yang diperoleh dari IoT memungkinkan kita untuk mengidentifikasi pola pengonsumsian energi, mengoptimalkan pengaturan suhu, dan mengotomatiskan sistem pencahayaan. Dengan begitu, IoT tidak hanya mengendalikan perangkat, namun juga memberikan dampak positif untuk menghemat energi secara signifikan.

Teknologi sensor cerdas adalah salah satu inovasi yang semakin banyak diterapkan di bangunan modern. Dengan kemampuan memantau suhu, kelembaban, dan intensitas cahaya secara real-time, sensor-sensor ini memungkinkan bangunan untuk merespons perubahan lingkungan secara dinamis. Sistem kontrol otomatis dapat mengoptimalkan suhu dan pencahayaan pada ruangan, sehingga menciptakan lingkungan yang nyaman. Sistem ini juga dapat mendeteksi pola penggunaan energi dari waktu ke waktu, sehingga bangunan bisa mempelajari dan memprediksi kebutuhan energi di masa mendatang melalui analisis data.

Pencahayaan Cerdas (Smart Lighting)

Pencahayaan, yang selama ini menjadi penyumbang besar konsumsi energi dalam bangunan, kini telah mengalami perubahan yang signifikan. Zaman modern ini, telah muncul teknologi pencahayaan cerdas atau smart lighting yang dirancang untuk menyesuaikan kebutuhan pencahayaan dengan kondisi nyata ruangan. Sistem ini memanfaatkan sensor canggih untuk memantau kondisi cahaya sekitar dan menyesuaikan intensitas cahaya secara otomatis. Selain itu, smart lighting juga dapat terhubung dengan perangkat pintar lainnya, seperti asisten virtual dan aplikasi ponsel yang memungkinkan pengguna untuk mengontrol pencahayaan dengan lebih mudah dan fleksibel.

Menyatukan smart lighting dengan sensor gerak dan sensor cahaya alami dapat menciptakan satu kesatuan yang efektif dalam mengoptimalkan penggunaan energi. Contohnya, sensor gerak dapat memastikan bahwa pencahayaan hanya aktif saat diperlukan, sedangkan sensor cahaya alami secara otomatis dapat menyesuaikan intensitas cahaya sesuai dengan kondisi lingkungannya. Dengan demikian, bangunan dapat beradaptasi secara dinamis dan memaksimalkan pemanfaatan cahaya matahari sebagai sumber pencahayaan utama.

Sistem HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) Cerdas

HVAC, atau sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara, merupakan sistem yang paling boros energi dalam sebuah bangunan. Berbagai inovasi telah diterapkan pada sistem HVAC agar lebih hemat energi. Salah satu teknologi yang diterapkan adalah pengontrol otomatis yang cerdas memungkinkan sistem HVAC untuk menyesuaikan suhu ruangan secara dinamis berdasarkan pola penggunaan dan preferensi penghuni. Integrasi dengan sumber energi terbarukan, seperti panel surya, semakin memperkuat peran HVAC sebagai solusi yang berkelanjutan. Dengan demikian, HVAC tidak hanya berfungsi untuk menjaga kenyamanan, tetapi juga berperan penting dalam upaya mengurangi jejak karbon bangunan.

Integrasi Energi Terbarukan dalam Smart Buildings

Konsep smart buildings tidak hanya berfokus pada efisiensi energi, tetapi juga mendorong pemanfaatan sumber energi terbarukan. Panel surya, sebagai teknologi yang paling umum, sudah menjadi tulang punggung sistem energi smart buildings. Panel ini sering dipasang di atap atau dinding bangunan untuk memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energi terbarukan menjadi listrik yang dapat dipakai sehari-hari. Selain panel surya, turbin angin kecil dan teknologi geotermal juga semakin banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi bangunan.

Tidak hanya sumber energi terbarukan saja, integrasi energi terbarukan dalam smart buildings tidaklah lengkap tanpa adanya sistem penyimpanan energi. Baterai dan sistem penyimpanan energi memungkinkan bangunan untuk menyimpan kelebihan energi yang dihasilkan oleh sumber energi terbarukan. Dengan begitu, bangunan dapat beroperasi secara mandiri dan dapat mengurangi ketergantungan bangunan terhadap jaringan listrik umum.

Sistem Manajemen Energi Terpadu (Building Energy Management System – BEMS)

Sistem Manajemen Energi Bangunan atau Building Energy Management System (BEMS) merupakan otak dari smart buildings. Sebagai otak yang mengendalikan seluruh sistem bangunan, BEMS bekerja dengan cara mengintegrasikan data dari berbagai sensor dalam bangunan untuk mengoptimalkan penggunaan energi. Mulai dari pencahayaan, HVAC, hingga peralatan elektronik lainnya, merupakan contoh sistem dan perangkat yang dikontrol secara terpusat oleh BEMS.

BEMS, dengan kemampuan pemantauan real-time dan analisis data yang mendalam, mampu mengidentifikasi pola konsumsi energi yang tidak efisien secara akurat. Melalui analisis data yang komprehensif, BEMS dapat mengoptimalkan kinerja seluruh sistem bangunan. Sehingga, BEMS tidak hanya menghemat energi, tetapi juga meningkatkan efisiensi operasional bangunan.

Manfaat Ekologis dan Ekonomis dari Smart Buildings

Penerapan teknologi hemat energi dalam smart buildings tidak hanya berkontribusi dalam mengurangi emisi karbon, tetapi juga mendukung upaya pelestarian lingkungan secara meluas. Dengan mengurangi ketergantungan pemakaian listrik umum yang merupakan sumber energi fosil, smart buildings sangat berkontribusi pada peningkatan kualitas udara, penurunan perubahan iklim, dan pelestarian sumber daya alam.

Implementasi teknologi hemat energi dalam smart buildings tidak hanya memberikan manfaat pada lingkungan, tetapi juga memberikan keuntungan pada finansial. Pengurangan konsumsi energi secara langsung akan berdampak pada penurunan tagihan listrik, sehingga adanya peningkatan profitabilitas bisnis atau berkurangnya beban pengeluaran rumah tangga. Selain itu, smart buildings yang hemat energi seringkali memiliki nilai jual yang lebih tinggi dikarenakan banyak perusahaan maupun individu yang lebih memilih tempat dengan ramah lingkungan, sehingga menjadikannya investasi yang menguntungkan dalam jangka panjang.

Kesimpulan

Era digital telah membawa kita pada revolusi bangunan modern. Smart buildings, dengan berbagai teknologi yang dimilikinya, telah membuktikan dirinya sebagai salah satu solusi cerdas pada tantangan dan masalah energi masa kini. Dimulai dari penerapan IoT yang menghubungkan segala perangkat, pencahayaan cerdas yang adaptif, hingga penggunaan sistem HVAC yang otomatis, smart buildings telah mencapai tingkat efisiensi energi yang belum pernah dicapai sebelumnya. Dengan adanya sistem manajemen energi seperti BEMS, pengelolaan energi pada bangunan akan menjadi lebih presisi dan efektif.

Implikasi dari perkembangan smart buildings tidak hanya terbatas pada efisiensi energi. Bangunan pintar telah membuka peluang baru bagi sektor properti. Nilai ekonomis bangunan pintar yang lebih tinggi, serta kontribusinya dalam mengurangi emisi karbon, menjadikan teknologi ini sebagai investasi yang menjanjikan. Seiring dengan meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya keberlanjutan, smart buildings akan menjadi standar baru dalam industri konstruksi. Dengan demikian, kita dapat optimis bahwa masa depan bangunan akan semakin hijau, efisien, dan berkelanjutan.

DAFTAR PUSTAKA

Asim, N., Badiei, M., Mohammad, M., Razali, H., Rajabi, A., Chin Haw, L., & Jameelah Ghazali, M. (2022). Sustainability of Heating, Ventilation and Air-Conditioning (HVAC) Systems in Buildings-An Overview. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(2), 1016. https://doi.org/10.3390/ijerph19021016

Batov, E. I. (2015). The Distinctive Features of “Smart” Buildings. Procedia Engineering, 111, 103–107. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.061

Cano-Suñén, E., Martínez, I., Fernández, Á., Zalba, B., & Casas, R. (2023). Internet of Things (IoT) in Buildings: A Learning Factory. Sustainability, 15(16), 12219. https://doi.org/10.3390/su151612219

Diaconu, E. M. (2021). Smart Lighting System. The Scientific Bulletin of Electrical Engineering Faculty, 21(1), 6–9. https://doi.org/10.2478/sbeef-2021-0002

Kim, D., Yoon, Y., Lee, J., Mago, P. J., Lee, K., & Cho, H. (2022). Design and Implementation of Smart Buildings: A Review of Current Research Trend. Energies, 15(12), 4278. https://doi.org/10.3390/en15124278

Santamouris, M., & Vasilakopoulou, K. (2021). Present and Future Energy Consumption of Buildings: Challenges and Opportunities towards Decarbonisation. E-Prime, 100002. https://doi.org/10.1016/j.prime.2021.100002

Sinopoli, J. (2010). The Economics of Smart Buildings. In Smart Building Systems for Architects, Owners and Builders (pp. 159–167). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-1-85617-653-8.00014-4

Wags Numoipiri Digitemie & Ifeanyi Onyedika Ekemezie. (2024). A comprehensive review of Building Energy Management Systems (BEMS) for Improved Efficiency. World Journal of Advanced Research and Reviews, 21(3), 829–841. https://doi.org/10.30574/wjarr.2024.21.3.0746

Zhang, S., Ocłoń, P., Klemeš, J. J., Michorczyk, P., Pielichowska, K., & Pielichowski, K. (2022). Renewable energy systems for building heating, cooling and electricity production with thermal energy storage. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 165, 112560. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112560