Inovasi Energi Terbarukan: Panel Surya Terapung dan Turbin Savonius-Darrieus untuk Listrik Hijau

Pendahuluan

Perubahan iklim dan kebutuhan energi yang terus meningkat mendorong pencarian solusi energi terbarukan yang efisien dan berkelanjutan. Di antara banyak inovasi, kombinasi panel surya terapung dan turbin Savonius-Darrieus muncul sebagai pendekatan yang menjanjikan dalam menghasilkan listrik hijau.

 

Panel Surya Terapung

Panel surya terapung merupakan teknologi yang memanfaatkan permukaan air untuk mendukung panel fotovoltaik. Dengan menempatkan panel di atas permukaan danau, kolam, atau laut, teknologi ini tidak hanya menghasilkan energi terbarukan tetapi juga mengurangi penguapan air dan menciptakan habitat bagi kehidupan akuatik. Selain itu, suhu panel surya yang lebih dingin di atas air dapat meningkatkan efisiensi konversi energi, sehingga menghasilkan lebih banyak listrik dibandingkan panel yang terpasang di darat.

Tingkat karbon dioksida di atmosfer mencapai rekor baru pada tahun 2019 dengan kadar 410,5 ppm (WMO, 2020), diiringi dengan krisis air bersih yang melanda beberapa wilayah di Indonesia, termasuk Banjarnegara yang terdampak lebih dari 200.000 warga. Salah satu solusi yang diusulkan adalah penggunaan hybrid underwater Savonius-Darrieus water turbine sebagai microhydropower yang tidak hanya menghasilkan listrik, tetapi juga menyaring air menjadi layak konsumsi. Dengan potensi energi air sebesar 42,05 GWh, desain turbin ini fleksibel dan dapat dipindahkan sesuai kebutuhan tanpa memerlukan lahan besar, mendukung konsep energi terbarukan dan zero energy (Aulia, 2023).

Turbin Savonius-Darrieus

Turbin Savonius-Darrieus adalah jenis turbin angin vertikal yang menggabungkan keunggulan kedua desain. Turbin Savonius terkenal dengan kemampuannya menangkap angin dari segala arah, sementara turbin Darrieus lebih efisien pada kecepatan angin yang lebih tinggi. Kombinasi kedua turbin ini menciptakan sistem yang dapat beradaptasi dengan variasi kecepatan angin dan memaksimalkan produksi energi.

Proses pengolahan air melibatkan teknologi filtrasi gravitasi melalui slow sand filter, yang efektif menyaring partikel organik dan patogen tanpa memerlukan bahan kimia tambahan. Sistem ini memiliki kecepatan filtrasi yang lambat, sekitar 0,1-0,4 m/jam, dengan media yang terdiri dari kerikil, ijuk, dan pasir sungai. Pengolahan air dimulai dengan proses screening, diikuti sedimentasi, dan terakhir filtrasi untuk menghilangkan kekeruhan, sebelum air bersih disalurkan ke masyarakat. Energi yang digunakan berasal dari turbin, memastikan bahwa sistem ini beroperasi ramah lingkungan (Aulia, 2023).

Media Filter

Tebal

Referensi

Kerikil (diameter 1 cm)

50 cm

Tebal minimal 10 cm (Kapasitas 1000L) (Bintek SDA, 2018

Ijuk

25 cm

Tebal 5 cm (Kapasitas 1000L) (Bintek SDA, 2018)

Pasir Sungai

50 cm

Tebal minimal 10 cm (Kapasitas 1000 L) (Bintek SDA, 2018

(Aulia, 2023).

Sinergi antara Panel Surya dan Turbin

Integrasi antara panel surya terapung dan turbin Savonius-Darrieus menciptakan sistem hybrid yang dapat berfungsi secara sinergis. Saat matahari bersinar, panel surya akan menghasilkan listrik dari cahaya matahari, sementara turbin akan berfungsi saat angin bertiup. Sistem ini tidak hanya meningkatkan efisiensi total tetapi juga menyediakan pasokan energi yang lebih stabil, mengurangi ketergantungan pada satu sumber energi.

 

Keuntungan dan Tantangan

Keuntungan dari inovasi ini termasuk pengurangan penggunaan lahan, peningkatan efisiensi energi, dan diversifikasi sumber energi. Namun, ada beberapa tantangan yang harus diatasi, termasuk biaya awal yang tinggi, dampak lingkungan, dan kebutuhan untuk pengembangan teknologi yang lebih lanjut. Penting juga untuk melakukan studi kelayakan dan analisis dampak lingkungan untuk memastikan bahwa proyek-proyek ini tidak merusak ekosistem lokal.

Penggunaan hybrid Savonius-Darrieus turbine dalam pembangkit mikro dapat menghasilkan daya 100-200 W per unit dengan efisiensi daya mencapai 0,130. Turbin ini tidak hanya berkontribusi dalam penyediaan listrik hijau, tetapi juga mengurangi emisi karbon sebesar 1776 gCO2. Dengan kapasitas pengolahan air 5000 L dalam waktu 8 jam, turbin ini mampu menyediakan 15.000 L air bersih setiap hari. Kombinasi pembangkit listrik mikro dengan teknologi penyaringan ini menawarkan solusi berkelanjutan untuk kebutuhan air dan energi di daerah-daerah dengan akses terbatas (Aulia, 2023).

Kesimpulan

Inovasi teknologi hybrid berbasis panel surya terapung dan turbin Savonius-Darrieus menawarkan solusi yang menarik dalam upaya mewujudkan listrik hijau. Dengan memanfaatkan potensi sumber daya air dan angin secara bersamaan, sistem ini dapat memberikan kontribusi signifikan terhadap pengurangan emisi karbon dan pencapaian tujuan pembangunan berkelanjutan. Dengan dukungan kebijakan dan investasi yang tepat, teknologi ini berpotensi menjadi pilar penting dalam transisi menuju energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.

Referensi

Aulia, S. 2023. Inovasi Teknologi Hibrida Berbasis Panel Surya Terapung dan Savonius Darrieus Turbine Michydropower Sebagai Aplikasi Renewable Energy Dalam Upaya Terwujudnya Green Elctricity di Desa Gondang, Kabupaten Banjarnegara. Menuju Indonesia Bersih. 50 Karya Terbaik Kompetisi Penulisan Artikel National Energy, Climate & Sustainability (NECSC) Piala Menteri ESDM RI dan Piala Menteri LHK RI. Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM). RM Books

Society of Renewable Energy (SRE) & Rakyat Merdeka (RM). 2023. Menuju Indonesia Bersih. 50 Karya Terbaik Kompetisi Penulisan Artikel National Energy, Climate & Sustainability (NECSC) Piala Menteri ESDM RI dan Piala Menteri LHK RI. RM Books