Ditulis oleh Doffannoel Sihotang..

I. PENDAHULUAN

Dalam era perubahan iklim yang semakin mendesak, pencarian solusi inovatif untuk mengurangi dampak lingkungan menjadi sangat penting. Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah pemanfaatan alga sebagai bahan bangunan hijau. Alga tidak hanya berfungsi sebagai sumber energi terbarukan tetapi juga memiliki kemampuan unik dalam menyerap karbon dioksida dan menghasilkan oksigen melalui proses fotosintesis (Sulieman et al., 2020). Salah satu inovasi yang mencolok adalah penggunaan mikroalga Chlorella sp., sebagai elemen fasad bangunan. Keunggulan Chlorella sp. dalam konstruksi berkelanjutan terletak pada kemampuannya untuk beradaptasi dengan berbagai kondisi lingkungan serta potensinya untuk dikembangkan menjadi sumber energi alternatif (Ievina & Romagnoli, 2020). Dengan memanfaatkan proses fotosintesis alga, energi dapat dihasilkan sekaligus memungkinkan perancangan ruang hidup yang lebih sehat dan efisien. Artikel ini akan membahas secara mendalam peran Chlorella sp. dalam arsitektur berkelanjutan, mulai dari mekanisme fotosintesis hingga penerapan panel mikroalga pada desain bangunan hijau..

II. PEMBAHASAN.

2.1. Peran Chlorella sp. dalam Arsitektur Berkelanjutan

Chlorella sp. merupakan mikroalga uniseluler yang memiliki kemampuan untuk memanfaatkan energi matahari melalui proses fotosintesis. Dalam konteks arsitektur, Chlorella sp. berpotensi diaplikasikan sebagai panel fasad yang mampu menyerap karbon dioksida (CO₂) dari atmosfer sekaligus menghasilkan oksigen (O₂) dan biomassa. Fasad mikroalga ini tidak hanya berfungsi sebagai sumber energi terbarukan bagi bangunan, namun juga berperan sebagai elemen estetika yang memperkaya tampilan visual fasad. Studi yang dilakukan oleh Sedighi bersama koleganya (2023) menunjukkan bahwa panel fasad mikroalga yang mengkultur Chlorella sp. dapat berkontribusi signifikan dalam mengurangi emisi karbon hingga sebesar 40% pada bangunan komersial, menjadikan teknologi ini sebagai salah satu solusi inovatif dalam konsep bangunan hijau.

2.2. Ilmu di Balik Teknologi Pembangkit Energi dengan Chlorella sp.

  2.2.1. Cara Kerja Sistem Panel Mikroalga Chlorella sp.

Sistem panel mikroalga bekerja dengan memanfaatkan kemampuan Chlorella sp. untuk melakukan fotosintesis di dalam panel transparan yang dipasang pada fasad bangunan. Panel ini terdiri dari dua lapisan kaca yang membentuk ruang di mana Chlorella sp. hidup dalam larutan air yang kaya nutrisi. Ketika sinar matahari menembus panel, Chlorella sp. menyerap cahaya untuk melakukan fotosintesis, mengubah karbon dioksida dan air menjadi oksigen dan biomassa. Proses ini tidak hanya menghasilkan biomassa, tetapi juga membantu mengurangi jumlah karbon dioksida di lingkungan sekitar.

Air dalam panel ini terus bersirkulasi, membawa nutrisi yang diperlukan oleh Chlorella sp. dan mengeluarkan biomassa yang dihasilkan. Biomassa yang dihasilkan kemudian dapat diolah lebih lanjut untuk digunakan sebagai sumber energi, seperti biofuel. Panel mikroalga juga terhubung dengan sistem manajemen gedung yang memonitor suhu dan konsentrasi Chlorella sp., memastikan kondisi yang optimal untuk pertumbuhan dan produksi energi. Dengan sistem ini, Chlorella sp. tidak hanya menghasilkan energi, tetapi juga membantu dalam pengaturan suhu interior bangunan melalui pengurangan panas matahari yang masuk.

.

Gambar 1. Sistem Kerja Panel Mikroalga Chlorella sp. (Sumber : Sciencedirect.com)

Mekanisme pembangkitan energi menggunakan Chlorella sp. sangat bergantung pada proses fotosintesis. Fotosintesis adalah proses biologis di mana Chlorella sp. mengubah sinar matahari, karbon dioksida, dan air menjadi biomassa dan oksigen. Dalam hal ini, energi yang dihasilkan oleh Chlorella sp. dapat digunakan dalam bentuk biomassa yang dapat diolah lebih lanjut menjadi biofuel, atau digunakan secara langsung untuk kebutuhan energi bangunan. Penelitian yang dilakukan oleh Elystia dkk (2019) menemukan bahwa Chlorella sp. telah terbukti menjadi mikroalga yang prospektif untuk berbagai aplikasi dibandingnkan tanaman darat tradiosional berkat laju pertumbuhannya yang tinggi dan produktivitas biomassa yang signifikan. Spesies ini memiliki otensi yang menjanjikan dalam produksi biofuel, khususnya biodiesel, dengan kandungan lipid yang dapat mencapai hingga 36,84% dalam kondisi kultur yang optimal.  

Gambar 2. Proses Konversi Energi dari Biomassa Menggunakan Mikroalga

2.2.2. Aplikasi Panel Mikroalga dalam Desain Bangunan Hijau

Panel mikroalga telah semakin populer diaplikasikan dalam konsep bangunan hijau berkat beragam manfaatnya, baik dari segi lingkungan maupun estetika. Salah satu contoh implementasi yang paling terkenal adalah Gedung BIQ House di Hamburg, Jerman, yang mengintegrasikan panel mikroalga sebagai sumber energi sekaligus sistem pengendali termal. Panel-panel ini berfungsi dengan memodulasi intensitas cahaya matahari yang masuk ke dalam bangunan, sehingga secara signifikan mengurangi kebutuhan energi untuk pendinginan dan pemanasan.

Selain itu, panel mikroalga dapat diintegrasikan ke dalam sistem pengelolaan air bangunan. Limbah air dari bangunan dapat dimanfaatkan sebagai media pertumbuhan Chlorella sp., yang pada gilirannya akan menghasilkan biomassa dan oksigen. Studi yang dilakukan oleh Nisa Nurhidayanti dan Khawari (2020) menunjukkan bahwa integrasi panel mikroalga dalam sistem pengelolaan air dapat menghemat konsumsi air bersih hingga 77.5% melalui proses daur ulang.

..

Gambar 3. Fotobioreaktor alga sebagai fasad di BIQ House, Hamburg, Jerman

Tidak hanya memberikan kontribusi signifikan terhadap efisiensi energi dan pengelolaan sumber daya air, panel mikroalga Chlorella sp. juga memperkaya estetika bangunan. Warna hijau alami mikroalga yang dinamis seiring dengan siklus fotosintesis menciptakan tampilan visual yang menarik dan unik. Hal ini menjadikan panel mikroalga tidak hanya sebagai komponen fungsional, namun juga sebagai elemen desain arsitektur yang mampu meningkatkan kualitas pengalaman pengguna bangunan..

2.3. Studi Kasus Integrasi Panel Mikroalga Chlorella sp. dalam Arsitektur Modern di Indonesia

  2.3.1. Potensi dan Ketersediaan Chlorella sp. di Indonesia

Indonesia, dengan kekayaan sumber daya alamnya, khususnya lingkungan perairan yang subur, merupakan habitat yang ideal bagi pertumbuhan mikroalga Chlorella sp. Kondisi iklim tropis yang dicirikan oleh intensitas sinar matahari tinggi sepanjang tahun sangat mendukung budidaya mikroalga ini dalam skala besar. Potensi ini menawarkan peluang besar untuk mengembangkan teknologi panel mikroalga sebagai solusi inovatif dalam mengatasi permasalahan polusi udara dan ketergantungan energi fosil.

Pemanfaatan Chlorella sp. secara optimal di Indonesia dapat meningkatkan efisiensi produksi panel mikroalga, sekaligus membuka peluang untuk menurunkan biaya produksi. Lebih jauh lagi, budidaya mikroalga ini berpotensi menciptakan lapangan kerja baru, mendorong pertumbuhan ekonomi berbasis energi terbarukan dan pengolahan biomassa. Dengan demikian, Indonesia memiliki keunggulan komparatif dalam mengadopsi teknologi panel mikroalga sebagai bagian integral dari arsitektur berkelanjutan.

2.3.2. Implementasi Panel Mikroalga Chlorella sp. di Indonesia

Implementasi panel mikroalga Chlorella sp. di Indonesia menawarkan potensi besar sebagai solusi inovatif untuk mengatasi permasalahan lingkungan yang semakin mendesak, terutama terkait kualitas udara dan ketergantungan energi fosil. Kualitas udara di perkotaan besar di Indonesia, seperti Jakarta dan Surabaya, telah mengalami degradasi signifikan akibat emisi gas buang kendaraan bermotor, aktivitas industri, dan kebakaran hutan.

Teknologi panel mikroalga Chlorella sp. menawarkan pendekatan yang menjanjikan untuk mitigasi polusi udara. Melalui proses fotosintesis, mikroalga ini mampu menyerap karbon dioksida dan polutan udara lainnya, sekaligus menghasilkan oksigen. Penerapan teknologi ini sejalan dengan target pemerintah Indonesia dalam meningkatkan bauran energi terbarukan, sebagaimana tertuang dalam Rencana Umum Energi Nasional (RUEN).

Selain memberikan kontribusi signifikan terhadap perbaikan kualitas lingkungan, implementasi panel mikroalga juga berpotensi memberikan manfaat ekonomi jangka panjang melalui pengurangan konsumsi energi listrik. Studi yang dilakukan oleh Heru dkk. (2017) menunjukkan bahwa penggunaan panel mikroalga dapat mengurangi konsumsi energi listrik pada gedung perkantoran di Bandung, terutama untuk sistem pendingin ruangan. Hal ini sejalan dengan studi kasus Gedung BIQ di Hamburg yang berhasil mengurangi konsumsi energi pendinginan hingga 25% (Anas Tallou et al.,2022)

Kendati demikian, implementasi teknologi ini di Indonesia masih menghadapi beberapa tantangan, seperti biaya investasi yang tinggi, kebutuhan perawatan yang intensif, serta keterbatasan pengetahuan dan keterampilan teknis. Untuk mengatasi hal ini, diperlukan dukungan kebijakan yang komprehensif, termasuk insentif fiskal dan program pelatihan

Studi yang dilakukan oleh Cheng dkk. (2019) di Cina juga menunjukkan hasil yang positif, di mana panel mikroalga Chlorella sp. tidak hanya mengurangi konsumsi energi, tetapi juga meningkatkan kualitas udara sekitar. Hal ini mengindikasikan bahwa teknologi ini memiliki potensi yang sangat besar untuk diaplikasikan di berbagai jenis bangunan di Indonesia.

III. KESIMPULAN.

3.1 Kesimpulan

Implementasi panel mikroalga Chlorella sp. sebagai komponen fasad bangunan menawarkan pendekatan inovatif dalam mewujudkan arsitektur berkelanjutan. Dengan kemampuan fotosintesis yang efisien, mikroalga ini tidak hanya mampu menghasilkan energi terbarukan, tetapi juga berperan aktif dalam mitigasi perubahan iklim melalui penyerapan karbon dioksida. Selain itu, panel mikroalga juga memberikan nilai estetika yang unik pada bangunan. Meskipun terdapat tantangan teknis dan ekonomis yang perlu diatasi, potensi aplikasi Chlorella sp. dalam sektor konstruksi sangat menjanjikan. Dengan dukungan penelitian dan pengembangan yang berkelanjutan, teknologi ini berpeluang besar untuk menjadi solusi yang efektif dalam mengurangi jejak karbon sektor bangunan dan menciptakan lingkungan binaan yang lebih berkelanjutan...

DAFTAR PUSTAKA

Sulieman, A.E., Rahman, E.H., & Ahmed, W.A. (2020). Capabilities of Algae to    

Be Utilized As a Renewable Energy Source PDF. Academic Journal of Life Sciences.

Ieviņa, B., & Romagnoli, F. (2020). Potential of Chlorella Species as Feedstock

for Bioenergy Production: A Review. Environmental and Climate Technologies, 24, 203 – 220.

Elystia, S.’., Muria, S.R., & Pertiwi, S.I. (2019). PEMANFAATAN MIKROALGA

CHLORELLA SP UNTUK PRODUKSI LIPID DALAM MEDIA LIMBAH CAIR HOTEL DENGAN VARIASI RASIO C:N DAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA. Jurnal Sains &Teknologi Lingkungan.

Nurhidayanti, N., & Khawari, A. (2020). ANALISIS EKO-EFISIENSI DAUR

ULANG AIR LIMBAH DI PT. CHEMCO HARAPAN NUSANTARA. Jurnal Tekno Insentif.

Poerbo, H.W., Martokusumo, W., Koerniawan, M.D., Aulia, N., Ardiani, & Krisanti,

S.H. (2017). Algae façade as green building method: application of algae as a method to meet the green building regulation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 99.

Tallou, A., Aziz, K., El Achaby, M., Karim, S., & Aziz, F. (2022). Biointelligent

quotient house as an algae-based green building. Handbook of Algal Biofuels.

Cheng, D., Li, X., Yuan, Y., Yang, C., Tang, T., Zhao, Q., & Sun, Y. (2019).

Adaptive evolution and carbon dioxide fixation of Chlorella sp. in simulated flue gas.. The Science of the total environment, 650 Pt 2, 2931-2938 . https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.070.