Ditulis oleh Abriel Zildan Al Fajri.

PENDAHULUAN

Variabilitas dan perubahan iklim sebagai akibat pemanasan global (global warming) merupakan salah satu tantangan terpenting pada milenium ketiga. Sejumlah bukti baru hasil berbagai studi mutakhir memperlihatkan bahwa faktor antropogenik, terutama perkembangan industri yang sangat cepat selama 50 tahun terakhir telah memicu terjadinya pemanasan global secara signifikan. Perubahan iklim berdampak terhadap kenaikan frekuensi maupun intensitas kejadian cuaca ekstrim, perubahan pola hujan, serta peningkatan suhu dan permukaan air laut. Hasil kajian the Integovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menunjukkan bahwa sejak tahun 1850, tercatat ada 12 tahun terpanas berdasarkan data suhu permukaan global. Sebelas dari 12 tahun terpanas tersebut terjadi dalam waktu 12 tahun terakhir. Kenaikan suhu total dari tahun 1850 – 1899 sampai dengan 2001 – 2005 mencapai 0,76OC. Permukaan air laut rata-rata global juga meningkat dengan laju rata-rata 1,80 mm/tahun dalam kurun waktu tahun 1961 – 2003. Kenaikan total permukaan air laut yang berhasil dicatat pada abad ke-20 diperkirakan mencapai 0,17 m (Parry et al., 2007).

  Di banyak tempat dunia, frekuensi dan intesitas bencana cenderung meningkat (Sivakumar, Mannava et al., 2005). Banjir dan badai mengakibatkan 70% dari total bencana, dan sisanya 30% disebabkan kekeringan, longsor, kebakaran hutan, gelombang panas, dan lain-lain. Laporan IPCC juga menunjukkan bahwa kegiatan manusia ikut berperan dalam pemanasan global sejak pertengahan abad ke-20. Pemanasan global akan terus meningkat dengan percepatan yang lebih tinggi pada abad ke-21 apabila tidak ada upaya menanggulanginya. Banjir adalah bencana yang paling sering terjadi (34%), diikuti longsor (16%). Kemungkinan pemanasan global akan menimbulkan kekeringan dan curah hujan ekstrim, yang pada gilirannya akan menimbulkan bencana iklim yang lebih besar (Parry et al., 2007). Laporan Ministry of Environment, Republic of Indonesia mengindikasikan bahwa Indonesia merupakan salah satu negara yang rentan terhadap bencana akibat perubahan iklim (Dewi, Retno et al., 2010).

  Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) yakni CO2, CH4, N2O, SF6, HFC dan PFC terjadi akibat aktivitas manusia seperti pemanfaatan bahan bakar fosil, pengembangan industri, limbah, usaha pertanian dan peternakan, dan konversi lahan yang tidak terkendali. Aktivitas tersebut mengakibatkan terperangkapnya radiasi di atmosfer sehingga meningkatkan suhu permukaan bumi secara global. Pada masa mendatang, pembangunan pertanian akan dihadapkan pada beberapa masalah serius, yakni: (1) penurunan produktivitas dan pelandaian produksi yang tentunya membutuhkan inovasi teknologi hijau untuk mengatasinya; (2) degradasi sumber daya lahan dan air yang mengakibatkan soil sick-ness, penurunan tingkat kesuburan dan pencemaran; (3) variabilitas dan perubahan iklim yang mengakibatkan banjir dan kekeringan; dan (4) alih fungsi dan fragmentasi lahan pertanian. Oleh karena itu, strategi antisipasi dan penyiapan teknologi hijau merupakan aspek kunci yang harus menjadi rencana strategis Kementerian Pertanian dalam rangka menyikapi perubahan iklim dan mengembangkan pertanian yang tahan (resilience) terhadap perubahan iklim.

IRIGASI INTRODUCTION

  Irigasi adalah istilah yang berkaitan dengan penyaluran air dari sumber ke tanaman. Sistem irigasi yang banyak digunakan adalah irigasi curah di permukaan tanah. Irigasi tersebut membutuhkan air dalam jumlah banyak sedangkan tingkat efisiensi penggunaan airnya rendah. Untuk mengatasi keterbatasan air, sistem irigasi tetes merupakan pilihan tepat dalam meningkatkan efisiensi penggunaan air. Menurut (Hadiutomo, 2012), irigasi tetes adalah metode pemberian air pada tanaman secara langsung, baik pada areal perakaran tanaman maupun pada permukaan tanah melalui tetesan secara kontinu dan perlahan. Efisiensi penggunaan air dengan irigasi tetes dapat mencapai 80 – 95% (Simonne et al., 2006). Penerapan teknologi irigasi tetes atau sering disebut Trickle Irrigation merupakan irigasi yang menggunakan jaringan aliran dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Jaringan irigasi tetes terdiri dari pipa utama, pipa sub utama dan pipa lateral (Ilyas & Mansur, 2013). Irigasi tetes (Drip Irrigation) merupakan salah satu teknologi mutakhir dalam bidang irigasi yang telah berkembang di hampir seluruh dunia. Teknologi tersebut pertama diperkenalkan di Israel, dan kemudian menyebar hampir ke seluruh pelosok penjuru dunia. Pada hakikatnya, teknologi tersebut sangat cocok diterapkan pada kondisi lahan berpasir, air yang sangat terbatas, iklim yang kering dan komoditasyang diusahakan mempunyai ekonomis yang tinggi (Pasaribu, Septiana et al., 2013). Selain itu, menurut (Umar & Prabowo, 2007) keuntungan dari penerapan irigasi tetes dapat mengurangi bahaya salinitas pada tanaman karena akumulasi garam di sekitar perakaran dapat dicuci (leaching) secara efektif.

PANEL SURYA INTRODUCTION

Solar cell atau panel surya adalah alat untuk mengkonversi tenaga matahari menjadi energi listrik. Photovoltaic adalah teknologi yang berfungsi untuk mengubah atau mengkonversi radiasi matahari menjadi energi listrik secara langsung. Proses pengubahan energi matahari menjadi energi listrik ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Proses pengubahan energi matahari menjadi energi listrik pada panel surya.

Sumber: (Wibowo, 2010)

  Sel surya terbuat dari potongan silikon kecil yang dilapisi bahan kimia khusus. Ketebalannya sekitar 0,3 milimeter yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Setiap sel surya mampu menghasilkan tegangan 0,5 volt. Oleh karena itu, banyaknya sel surya yang disusun untuk menjadi panel surya akan berbanding lurus dengan energi yang dihasilkan. Pada panel surya terdapat sambungan (function) yang terbuat dari lapisan nikel sebagai kutub positif dan kutub negatif. Prinsip tersebut dikenal dengan nama prinsip Photovoltaic. Sinar matahari mengandung partakel yang disebut foton. Partikel tersebut menghantam atom sel surya sehingga menimbulkan energi besar untuk memisahkan elektron. Elektron tersebut akan bergerak ke pita energi yang disebut pita konduksi dan pita valensi. Sehingga atom yang kehilangan electron akan bermuatan positif yang disebut hole. Elektron tersebut akan menjauhi daerah negatif, sedangkan hole bergerak menjauhi daerah positif. Pergerakan tersebut terjadi di PN junction. Pergerakan inilah yang menciptakan arus listrik yang bisa menjadi energi listrik untuk kebutuhan manusia sehari-hari

INOVASI IRIGASI TETES MELALUI PEMANFAATAN PANEL SURYA: MENGKONVERSI TENAGA MATAHARI MENJADI ENERGI LISTRIK IRIGASI

  Berdasarkan pendahuluan di atas, hal tersebut menarik untuk dikaji lebih lanjut oleh penulis, yakni dengan membuat kajian tentang inovasi infrastruktur system irigasi tetes yang terintegrasi dengan energi matahari berbasis sensor soilmoisture sehingga dapat menekan efek pemanasan global melalui pemberian frekuensi air ke tanaman yang efektif. Berikut adalah desain irigasi tetes tepat guna yang memanfaatkan output panel surya sebagai energi irigasi disajikan pada gambar 2.

Gambar 2. Rancang bangun skala besar.

Sumber: sketsa milik penulis

Gambar 3. Skema kerja irigasi tetes tepat guna terintegrasi energi matahari berbasis soilmoisture.

Sumber: sketsa milik penulis

  Dalam mekanismenya, solar charge controller berperan dalam mengatur aliran arus listrik dari modul surya ke baterai dan beban Charge Controller, hal ini agar baterai tetap terisi penuh tanpa berlebihan (over charge) ketika beban sedang menarik daya, solar charge controller memungkinkan arus listrik mengalir dari modul ke baterai. Ketika pengontrol menyensor bahwa baterai terisi penuh, maka solar charge controller akan menghentikan aliran arus dari modul solar cell panel (MT, Pamor, 2020).

.

REFERENSI

Dewi, Retno, G., Boer, R., Wibowo, A., Suryahadi, Ardiansyah, M., Buono, A., Hidayati, R., Hariati, F., Setyanto, P., Surmaini, E., Heryansyah, A., Kartikasari, K., Permana, Idat, G., & Faqih, A. (2010). Indonesia Second National Communication. 200. http://unfccc.int/resource/docs/natc/indonc2.pdf

Hadiutomo, K. (2012). Mekanisasi Pertanian. IPB University.

Ilyas, M. A., & Mansur, M. (2013). Penerapan Irigasi Tetes Pada Lahan Perkebunan.

MT, Pamor, G. (2020). Komponen Elektronika dan Kerusakan Rangkaian.

Parry, M., Linden, Paul, van, der, Canziani, osvaldo, Hanson, C., & Palutikof, J. (2007). CLIMATE CHANGE 2007: IMPACTS, ADAPTATION AND VULNERABILITY. In M. Parry, D. Linden, Paul, van, O. Canziani, C. Hanson, & J. Palutikof (Eds.), International Encyclopedia of Human Geography: Volume 1-12 (Vols. 1–12). https://doi.org/10.1016/B978-008044910-4.00250-9

Pasaribu, Septiana, I., Sumono, Daulay, Saipul, B., & Susanto, E. (2013). ANALISIS EFISIENSI IRIGASI TETES DAN KEBUTUHAN AIR TANAMAN SEMANGKA (Citrullus vulgaris S.) PADA TANAH ULTISOL. Ilmu Dan Teknologi Pangan, 2(1), 90–95.

Simonne, E. H., Dukes, M. D., & Haman, D. Z. (2006). Principles and Practices of Irrigation Management for Vegetables. University of Florida, 2006(3). https://doi.org/10.32473/edis-cv107-2006

Sivakumar, Mannava, V. K., Motha, Raymond, P., & Das, Haripada, P. (2005). Natural Disasters and Extreme Events in Agriculture. In Natural Disasters and Extreme Events in Agriculture: Impacts and Mitigation. https://doi.org/10.1007/3-540-28307-2_17

Umar, S., & Prabowo, A. (2007). 719-1314-1-SM_fertigasi.pdf. Balai Penelitian Pertanian Lahan Rawa.

Wibowo, A. A. (2010). Rancang Bangun Sistem Solar Cell Penjejak Matahari 4 Arah.

.