Potensi 5G dan IoT dalam Revolusi Smart Grid untuk Respon Permintaan

Potensi 5G dan IoT dalam Revolusi Smart Grid untuk Respon Permintaan

Perkembangan teknologi komunikasi jaringan 5G dan Internet of Things (IoT) membuka potensi besar dalam berbagai sektor, salah satunya adalah respon permintaan (Demand Response, DR) di smart grid. Respon permintaan, yang melibatkan penyesuaian konsumsi daya pengguna untuk menjaga stabilitas jaringan, memainkan peran penting dalam mendukung sistem tenaga listrik modern, terutama dengan meningkatnya penetrasi sumber energi terbarukan (RES) yang seringkali tidak stabil dan sulit diprediksi.

Dalam artikel ilmiah yang ditulis oleh Hongxun Hui dkk(2020), 5G dinilai sebagai teknologi kunci untuk memperkuat infrastruktur komunikasi yang dibutuhkan untuk DR. Keunggulan 5G seperti kecepatan transfer data yang sangat cepat, keandalan yang tinggi, dan kemampuan untuk menghubungkan jutaan perangkat secara bersamaan, menjadikannya solusi ideal bagi kebutuhan jaringan listrik cerdas di masa depan. Seiring meningkatnya penggunaan kendaraan listrik (EV), sumber energi terdistribusi (DER), dan penyimpanan energi, kebutuhan akan sistem yang dapat merespons fluktuasi konsumsi dan produksi energi menjadi semakin mendesak. Dalam konteks ini, IoT, yang memungkinkan perangkat rumah tangga dan industri untuk terhubung dan dikendalikan secara otomatis, memberikan dukungan tambahan bagi implementasi DR berbasis 5G.

Meskipun 5G baru mulai diterapkan secara luas, riset ini menyoroti potensinya yang besar dalam memperbaiki komunikasi di sektor energi. Namun, penting untuk mencatat bahwa meskipun DR dianggap solusi masa depan untuk tantangan energi, aspek seperti keamanan siber dan privasi tetap harus diprioritaskan untuk menjamin keberlanjutan jangka panjang teknologi ini.

Teknologi 5G menawarkan berbagai keunggulan yang menjadikannya solusi optimal untuk mendukung sistem respon permintaan (DR) pada jaringan listrik cerdas (smart grid). Kecepatan transfer data hingga 20 Gbps, yang merupakan peningkatan signifikan dibandingkan 4G, memungkinkan pengiriman sinyal kontrol untuk penyesuaian beban listrik terjadi secara real-time. Ini sangat penting dalam skenario di mana ketepatan waktu adalah kunci, seperti pada fluktuasi frekuensi yang diakibatkan oleh lonjakan permintaan energi. Dengan latensi serendah 1 milidetik, 5G mampu merespons perubahan konsumsi daya secara cepat dan efisien, menjaga keseimbangan antara produksi dan konsumsi energi, terutama saat energi terbarukan seperti angin atau surya tidak stabil.

Potensi 5G tidak hanya terletak pada kecepatan, tetapi juga pada kapasitasnya untuk menghubungkan hingga satu juta perangkat per kilometer persegi (1 juta/km), sebuah kemampuan yang dikenal sebagai Massive Machine Type Communications (mMTC). Ini berarti perangkat rumah tangga, seperti pendingin udara, pemanas air, atau kendaraan listrik, dapat dikendalikan secara otomatis oleh sistem DR untuk menyesuaikan penggunaan energi mereka sesuai dengan kondisi jaringan secara real-time. Misalnya, dalam situasi beban puncak, sistem dapat memerintahkan pendingin udara di ribuan rumah untuk menyesuaikan suhu secara otomatis guna mengurangi beban listrik tanpa mengorbankan kenyamanan pengguna secara signifikan.

Selain itu, fitur ultra-reliable and low-latency communications (uRLLC) dari 5G memastikan bahwa komunikasi antara sistem pengendali jaringan dan perangkat-perangkat tersebut berlangsung dengan keandalan sangat tinggi dan risiko kegagalan yang minimal, yaitu kurang dari 0,000001%. Ini sangat penting dalam skenario di mana kegagalan komunikasi dapat menyebabkan gangguan besar pada jaringan listrik, termasuk pemadaman listrik yang meluas.

Namun, meskipun manfaat teknologi ini sangat jelas, penelitian yang dilakukan oleh Hongxun Hui dkk(2020). juga menyoroti bahwa aspek keamanan dan privasi dalam aplikasi 5G untuk DR harus menjadi perhatian utama. Mengingat banyaknya perangkat yang terhubung dan jumlah data yang dikumpulkan, risiko pelanggaran privasi dan serangan siber meningkat. Teknologi 5G memang menawarkan fitur keamanan yang lebih baik, seperti penggunaan jaringan tersegmentasi yang dikenal sebagai network slicing, tetapi peningkatan keamanan siber tetap harus menjadi prioritas.

Penggunaan 5G dalam DR membawa implikasi ekonomi yang signifikan. Sebagai contoh, negara-negara seperti Finlandia dan Inggris sudah mulai menerapkan proyek-proyek percontohan untuk mengintegrasikan 5G dalam sistem energi mereka. Di Finlandia, proyek Virtual Power Plant (VPP) telah dimulai dengan menggunakan IoT dan 5G untuk mengoptimalkan penggunaan energi terbarukan di jaringan mereka.

Penerapan 5G dalam sistem respon permintaan (DR) pada smart grid menawarkan potensi yang signifikan untuk mengatasi tantangan energi di masa depan, terutama dengan meningkatnya ketergantungan pada sumber energi terbarukan dan kendaraan listrik. Keunggulan 5G dalam hal kecepatan, latensi rendah, dan kapasitas koneksi yang besar memungkinkan pengelolaan energi yang lebih efisien dan responsif, menjaga keseimbangan sistem tenaga listrik secara real-time. Namun, tantangan terkait keamanan siber dan privasi data harus ditangani dengan serius agar teknologi ini dapat diterapkan secara aman dan berkelanjutan.

Proyek percontohan di berbagai negara menunjukkan bahwa langkah-langkah awal untuk mengintegrasikan 5G dalam sistem energi sudah dimulai, dengan hasil yang menjanjikan. Untuk masa depan, prioritas utama harus diberikan pada pengembangan model bisnis yang mendukung partisipasi pengguna dalam DR, serta peningkatan infrastruktur yang menjamin keandalan dan keamanan teknologi 5G.

Referensi

Hui, H., Ding, Y., Shi, Q., Li, F., Song, Y., & Yan, J. (2020). 5G network-based Internet of Things for demand response in smart grid: A survey on application potential. Applied Energy, 257, 113972. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.113972