Ditulis oleh Hurrulain Quinizza

Kehidupan manusia di zaman sekarang membutuhkan energi listrik. Angka konsumsi listrik di Indonesia terus meningkat setiap tahun karena jumlah orang dan jumlah perangkat yang digunakan setiap hari meningkat. Namun, peningkatan konsumsi listrik ini tidak sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan kondisi lingkungan, yang menimbulkan keprihatinan.

Menurut Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM), konsumsi listrik perkapita Indonesia terus meningkat sejak tahun 2017. Teranyar, pada tahun 2023 realisasi konsumsi listrik rata-rata setiap orang di Indonesia mencapai 1.285 kWh/kapita. Angka ini meningkat dari 1.173 kWh/kapita pada tahun 2022. Efisiensi energi menjadi salah satu prioritas utama dalam pengelolaan smart building. Penggunaan teknologi yang lebih efisien dan ramah lingkungan adalah salah satu cara yang efektif untuk mengurangi konsumsi energi.

Penggunaan energi terus meningkat hingga berlebihan, menyebabkan peningkatan emisi gas buang seperti CO2 (karbon dioksida), NO (nitrogen monoksida), dan NO2 (nitrogen dioksida) menimbulkan Efek Rumah Kaca yang menyebabkan penurunan kualitas lingkungan. Mengingat berbagai masalah yang telah dibahas, penggunaan listrik harus dibatasi dengan ketat sesuai dengan kebutuhan (Dinan Nafindro Nugroho, 2020).

Gambar 1. Grafik Grafik Emisi Gas Buang CO₂ Indonesia tahun 2018-2022 (dalam Metrik Ton per Kapita)

Sumber: https://data.worldbank.org/indicator

Penerapan teknologi canggih seperti Internet of Things (IoT), sensor otomatis, dan sistem manajemen energi telah digunakan untuk mengoptimalkan fungsi bangunan. Dengan menggabungkan IoT ke dalam sistem manajemen listrik, pengguna dapat memiliki kontrol yang lebih baik atas manajemen energi dan menghindari pemborosan. Selain itu, sistem IoT yang terhubung ke infrastruktur smart grid dapat beroperasi secara optimal. Secara keseluruhan, ini meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan konsumsi listrik.

Sistem pemantauan energi listrik, yang merupakan aplikasi berbasis website yang digunakan untuk meningkatkan kapasitas, efisiensi, dan kemudahan dalam melakukan audit energi listrik sebagai upaya konservasi energi listrik, dan mengontrol peralatan elektronik, sehingga dapat meminimalisir pemborosan penggunaan listrik dan mencegah bahaya kebakaran (Aditya et al., 2023).

Platform Internet of Things (IoT) yang bersifat open source adalah NodeMCU ESP8266. Terdiri dari ESP8266 System On Chip. Saat ini, NodeMCU telah diupgrade tiga kali. NodeMCU versi 3 (V1.0), yang memiliki lebih banyak kemampuan daripada versi sebelumnya (Manullang, dll, 2021). NodeMCU ESP8266 memiliki kemampuan Wi-Fi terintegrasi, yang membuatnya ideal untuk proyek IoT yang membutuhkan koneksi nirkabel. Ini memungkinkan perangkat terhubung ke jaringan Wi-Fi dan berkomunikasi dengan perangkat lain. Karena kemudahan programnya, NodeMCU ESP8266 sangat populer. Banyak contoh kode dapat diakses untuk berbagai proyek di platform ini, dan ada dukungan komunitas yang luar biasa (Rano Suherman, 2023).

Gambar 1. NodeMCU Esp8266

Sumber: Schematic and Diagram Collection.

Sistem manajemen energi listrik menggunakan teknologi IoT dengan board NodeMcu ESP8226 dan ESP 12E. Data diperoleh dari sensor PZEM 004T, yang mengirimkan data tegangan, arus, dan daya ke server atau platform cloud dan ditampilkan pada LCD (Rano Suherman, 2023).

Gambar 2. PZEM 004T

Sumber: Innovatorsguru.com.

Sistem manajemen energi terpusat memungkinkan pengawasan dan kontrol secara real-time terhadap konsumsi energi di seluruh bangunan. Sistem ini menggabungkan berbagai perangkat keras dan lunak untuk memantau konsumsi energi, menemukan anomali, dan melakukan penyesuaian otomatis untuk meningkatkan efisiensi.

Penggunaan sensor dan aktuator yang terhubung dapat mengukur berbagai parameter lingkungan seperti suhu, kelembaban, dan kualitas udara. Aktuator menggunakan data yang dikumpulkan oleh sensor untuk mengontrol sistem pencahayaan, pemanasan, dan pendinginan secara dinamis sesuai kebutuhan.

Optimalisasi energi di smart building menciptakan berkurangnya polusi udara dan emisi gas rumah kaca dengan sistem pengelolaan energi yang efisien meningkatkan kualitas udara dalam ruangan dan kenyamanan termal. Pengurangan konsumsi energi berarti pengurangan tagihan listrik dan biaya operasional lainnya. Dengan sistem manajemen energi yang efisien, pengelola bangunan dapat menghemat biaya dalam jangka panjang, yang juga dapat dialokasikan untuk perbaikan dan pemeliharaan bangunan.

Studi kasus bangunan yang sukses dalam mengimplementasikan sistem manajemen energi pintar dapat menjadi referensi yang baik. Misalnya, perpustakaan Universitas Indonesia mengadopsi teknologi pintar dan sistem manajemen energi terpusat. Dalam penerapannya, dengan luas 3 hektar yang terdiri dari 8 lantai. Perpustakaan ini dibangun tanpa menggunakan batuan endosit di luar dan batu paliman palemo di dalam (Putri Balqis, 2024).

Gambar 3. Perpustakaan Universitas Indonesia

Sumber: arsitag.com

Smart Building diusulkan oleh Nanyang Technological University (NTU), yang memiliki potensi untuk menjaga suhu dan memiliki nilai estetika. Dengan menggunakan energi panas yang disimpan di siang hari dan digunakan pada malam hari oleh vegetasi di smart building, penggunaan alat pendingin dan penghangat ruangan dapat dikurangi (Putri Balqis, 2024).

Dua jenis rumput Zoysia Matrella dan Ophiopogon ditemukan di atap hijau yang digunakan di kampus NTU. Ada banyak manfaat dari penerapan atap hijau di kampus NTU, termasuk kemampuan untuk menyimpan air bersih mencapai lebih dari 1.170 m3/tahun, yang dapat mengurangi biaya operasional dan menghemat hampir 120.000 kilowatt jam per tahun (Nur’Aini, 2017).

Gambar 4. School Of Art, Design And Media di NTU Singapore

Sumber: Greenroofs.com.

Optimalisasi energi dapat meningkatkan umur bangunan dan biaya pemeliharaannya. Sistem yang lebih efisien mengurangi tekanan pada jaringan listrik dan mengurangi kebutuhan untuk membangun infrastruktur energi baru. Membangun gedung pintar memiliki manfaat dari segi ekonomi, lingkungan, dan sosial. Dari segi ekonomi, penerapan gedung pintar memungkinkan penghematan sumber daya ekonomi, seperti bahan bakar dan energi. Ini memungkinkan penghematan ekonomi. Smart Building dapat meningkatkan nilai properti dan menarik investor dan wisatawan, mendorong ekonomi lokal.

Mengurangi emisi karbon dan meningkatkan kualitas udara adalah bukti nyata bahwa gedung pintar dapat menjadi solusi hijau bagi kota-kota besar. Gedung pintar juga membantu mengurangi efek panas perkotaan, mengurangi limpasan air hujan yang dapat menyebabkan banjir, dan meningkatkan keanekaragaman hayati dengan menyediakan habitat bagi berbagai jenis flora dan fauna.

Ada beberapa tantangan teknis dan logistik dalam menerapkan sistem manajemen energi pada Smart Building ini. Ini termasuk biaya awal yang tinggi, integrasi dengan infrastruktur yang ada, dan kurangnya standar industri yang terpadu. Keterbatasan teknologi dan kendala operasional sering kali menghalangi efisiensi.

Optimalisasi penurunkan jejak karbon dan mendorong penggunaan sumber daya yang lebih efisien, energi mendukung keberlanjutan lingkungan dan mendukung tujuan global untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan memerangi perubahan iklim.

Daftar Pustaka

Dinan Nafindro Nugroho, R. N. (2020). Penerapan Prinsip Performance-Based Smart Building pada Perencanaan Sekolah Tinggi Multimedia Surakarta. Jurnal Ilmiah Mahasiswa Arsitektur, 1-10.

Li, Q., Zhou, D., Denton, M. D., & Cong, S. (2019). Alfalfa monocultures promote soil organic carbon accumulation to a greater extent than perennial grass monocultures or grass-alfalfa mixtures. Ecological Engineering, 131, 53–62.

Mineral, K. E. (2024). Siaran Pers Nomor: 28. Pers/04/SJI/2024. Konsumsi Listrik Masyarakat Meningkat, Tahun 2023 Capai 1.285 kWh/Kapita.

Nur’Aini, R. D. (2017). Analisis Konsep Green Roof pada Kampus School of Art, Design and Media NTU Singapore dan Perpustakaan UI Depok. NALARs Jurnal Arsitektur, 1-8. doi:https://doi.org/10.24853/nalars.16.2.161-168

Putri Balqis, R. W. (2024). Analisis Pengurangan Emisi Karbon melalui Inovasi Perancangan Rooftop Garden di Lingkungan Perkotaan. Jurnal Teknologi Cerdas, 1-7. doi:https://doi.org/10.70310/ajyy1d81

Rano Suherman, P. K. (2023). Sistem Manajemen Listrik dengan Teknologi Internet of Things. Jurnal Komputasi dan Teknologi Informasi, 1-9.

Tesfaye, M. A., Gardi, O., Anbessa, T. B., & Blaser, J. (2020). Aboveground biomass, growth and yield for some selected introduced tree species, namely Cupressus lusitanica, Eucalyptus saligna, and Pinus patula in Central Highlands of Ethiopia. Journal of Ecology and Environment, 44(1).

University, N. T. (2006). Nanyang Technological University (NTU) School of Art, Design and Media (ADM).

World Bank Group, 2024..