Dengan konsep #SmartGrid, transfer energi listrik yang terjadi gak cuma dari PLN ke konsumen, tapi bisa juga sebaliknya \o/ (Sumber gambar: http://maps.meshcities.com/reports/view/52 )
Hai, semuanya! Apa kabar? 😀
“Halo, neng2. Ada yang mau main setrum?” | *dijitak 8))
Masukan dari @GiriKuncoro:
Soal penyimpanan, diksi yang tepat memang “kita bisa store energy”, tapi “kita gak bisa store listrik”; energi dan listrik itu beda. Kalo listrik, dia harus seimbang terus supply and demand-nya, makanya butuh load balancing, gak bisa disimpen. Efisiensi jadi sangat krusial.
——————————————————————————————————————–
Tapi terus ternyata sang narasumber ngerasanya tulisan di atas nanggung banget, jadi mari kita langsung lanjutkan saja ke episode berikutnya XD
Apakah teman-teman sudah familiar dengan apa yang disebut dengan “Load Curve” atau “Kurva Beban”??
(Jika sudah, bisa di-skip penjelasan di bawah ini.)
Kurva beban itu grafik konsumsi energi listrik suatu area dalam jangka waktu 1 hari (24 jam), bisa juga mingguan, atau tahunan. Kurva beban di Indonesia bisa dilihat di situs ini: http://hdks.pln-jawa-bali.co.id/app4/system.php. Gambar berikut adalah sala satu contoh kurva beban harian di suatu daerah:
Dari kurva di atas, bisa dilihat pola konsumsi energi listrik di suatu daerah yang makin siang demand energi listriknya makin tinggi. Mulai pagi pukul 08:15, aktivitas manusia mulai aktif, mesin-mesin di industri mulai beroperasi, begitu pun dengan kantor-kantor, dan berbagai macam aktivitas lain yang mengkonsumsi energi listrik. Kemudian, bisa dilihat saat siang menjelang pukul 12:00, masuk jam istirahat, mesin-mesin dalam keadaan stand by, operatornya makan-makan dulu, ngobrol dulu, sholat dulu, dan jam 13:00 aktivitas dimulai lagi. Hari mulai gelap, shift malam di pabrik pun dimulai, dan karyawan-karyawan yang pulang mulai menghidupkan TV dan lampu rumahnya, ABG2 mulai main game di komputer dan setel lagu masa kini di kamar masing-masing. Mulai saat itu juga demand energi listrik akan naik lagi. Mulai pukul 20:00, orang-orang sudah mulai ngantuk. Setelah matikan TV, mereka masuk ke kamar, matiin lampu, masuk kasur, dan tidur. Konsumsi energi listrik makin menurun. Di pabrik pun shift malam mulai berakhir. Mesin-mesin mulai dimatikan, konsumsi energi listrik mencapai minimum-nya pada pukul 03:30. Pukul 06:00 fajar mulai menyingsing, dan aktivitas manusia pun dimulai. Mulailah demand energi listrik naik perlahan-lahan, memulai siklus yang sama setiap harinya.
Dari kurva di atas juga, bisa dilihat bahwa konsumsi energi listrik itu akan berubah-ubah seiring dengan waktu dan pola aktivitas manusia.
Nah, melihat pola seperti kurva beban seperti itu, seandainya kita hanya punya banyak PLTU batubara, meskipun total kapasitasnya sesuai dengan demand energi elektrik maksimal per hari, apa yang terjadi? Kita bakal punya kelebihan energi listrik!! “Lha matiin aja PLTU-nya bisa toh, bang?”. Ndak bisa segampang itu lah, dek.. Matiin pembangkit itu gak bisa secepat pencet tombol dan mati, pencet tombol dan hidup. Pengalaman saya sih, untuk matiin PLTU itu bisa memakan 3-5 jam!! Steps untuk matiin dan ngidupin PLTU itu buanyak buanget!! Buku operation manualnya aja ada 2 jilid untuk ngidupin dan 2 jilid untuk matiin. Belum lagi mode operasinya ada macem2. Aje gile ga tuh!!
Salah satu contoh PLTU di Suralaya, Banten. Gak bisa gitu aja langsung di on/off v(^,^) (Sumber gambar: http://www.indonesiapower.co.id/SitePages/NewsDetail.aspx?dN=497)
Tantangan dalam power generation, distribution, dan transmission itu adalah bagaimana caranya supaya energi bisa disuplai dalam jumlah yang tepat, gak kurang, gak lebih, sesuai dengan demand energi listrik (Load atau Beban). Kondisi itu yang disebut balance.. Seimbang..
Soalnya, “Kalau energi listriknya kurang, tegangan bisa drop, frekuensi listrik juga drop. Kalau energi listriknya lebih, tegangannya naik, frekuensi listrik juga naik.” Dari efek-efek anomali di atas, itu bisa berakibat buruk ke pembangkit yang menyuplai listrik dan juga peralatan-peralatan yang terhubung.
Kalau diandaikan oleh sepeda, kecepatan sepeda harus bin wajib bin kudu sesuai dengan specified speed dan dijaga konstan setiap saat, gak boleh terlalu kenceng atau terlalu lambat. Kalo nggak, sepedanya beserta muatannya bisa jatuh! Ya kira2 begitulah.
Faktor penentu kualitas listrik (power quality) di suatu negara, sebenarnya bukan ditentukan oleh frekuensi black-out (mati lampu) saja. Tapi, kestabilan tegangan dan frekuensi grid juga taken into account. Mau tahu ranking kualitas electricity supply di Indonesia keberapa? Kita menempati urutan ke-93 dengan nilai 3.9 pada periode 2012-2013! (bisa merujuk ke tautan ini http://photos.state.gov/libraries/indonesia/890636/pdf_001/business_power-sector.pdf)
Seberapa pentingnya sih menjaga kualitas suplai listrik? Jawabannya; Tahukah anda kalau kestabilan tegangan dan frekuensi itu mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan industri? Listrik yang berkualitas juga akan mengundang para investor untuk membangun industri di Indonesia. Kemudian terciptalah lapangan kerja yang lebih banyak untuk menghidupi rakyat. Kemudian, jika barang dihasilkan berkualitas, maka demand akan produk Indonesia bertambah, dan perdagangan makin makmur bin mujur dan Indonesia pun bisa ketiban untung. Warbiyasa bukan??
Sebenernya ada cara lain untuk mengakali jeleknya suplai listrik di Indonesia, yaitu dengan teknologi inverter yang akan men-suplai listrik lebih stabil ke alat-alat di industri. Tapi, para pengusaha harus invest di inverter yang harganya warbiyasa muahhhalll!! Gak boong!! Belum lagi efek samping dari inverter yang mengasilkan harmonic current ke-grid. Wahhh……
(terus Hani nanya “harmonic” itu apa. A Ryan: mmm.. sejenis noise. Kalo org teknis pasti ngerti)
More about power quality https://en.wikipedia.org/wiki/Power_quality and power quality ranks: http://www.statista.com/statistics/268155/ranking-of-the-20-countries-with-the-highest-quality-of-electricity-supply/
Cantiknya para penari langit di Sumba Timur. Pembangkit listrik tenaga angin Palindi oleh IBEKA/Pertamina/LAN (Sumber gambar: facebook bang Ricky Elson yang juga pegiat energi mandiri di Ciheras, Tasikmalaya)
Salah satu cara untuk menyeimbangkan supply & demand itu, adalah diversifikasi jenis dan ukuran pembangkit.
Pertama, setiap jenis pembangkit itu waktu untuk matiin dan ngidupinnya beragam, ada yang cepet, ada yang lambat. PLTA contohnya, bisa dihidupkan dan dimatikan dengan cepat, antara 1-5 menit. PLTG juga bisa dioperasikan dengan cepat. (Saya kurang tahu juga berapa lamanya, tapi katanya sih cepet!). PLTU, PLTN, PLTP bisa benar-benar lambat, bahkan sampai berjam-jam.
Kedua, untuk small power supply adjustment, pembangkit-pembangkit kecil bisa dimanfaatkan. Kalau besar semua, waaahh susah, bro! Kalau cuma butuh sedikit doang, PLTA small scale atau PLTG bisa dimanfaatkan. Lagian butuhnya juga bukan untuk waktu yang lama-lama amat =)
Sebenernya, ada 3 pengklasifikasian jenis pembangkit; base, intermediate, & peak. Yang base load itu seperti PLTN, PLTU, atau PLTA run-of-the-river. Fungsinya untuk menyuplai beban dasar (base load). Kalau pembangkit base udah ga mumpuni melayani beban2 yang bertambah, pembangkit2 intermediate dioperasikan. Kalau sudah sampai beban peak-nya, barulah pembangkit peak dioperasikan.
Sebenarnya lagi, penyeimbangan supply & demand energi listrik itu bukan hanya mengatur timing operasi pembangkit saja, tapi bisa juga menggunakan Grid Energy Storage atau Smart Grid. Mau tau lebih lengkap?? Ikuti artikel blog selanjutnya ya!
Fyi:
Did you know??? Earth Hour itu sebenernya bisa jadi musuh loh! Memang energi yang dipangkas cukup banyak hingga ratusan MW (di Indonesia sekitar 200 MW), cukup untuk mematikan 1 power plant. Tapiii… durasinya yang cuma 1 jam itu loh yang bikin nanggung! Baru juga matiin mesin, eh udah disuruh idup lagi. Hahaha.. Kalau dibikin 6 jam kayaknya lebih asik. Mana tau dengan bergelap-gelapan di malam hari, kita bisa motret milky way di langit kota yang gelap pekat, ihiyyy~*jadi inget, di Jepang gak ada Earth Hour lho! Wkwkwkwk..
Renewable energy (energi terbarukan) seperti solar panel, solar heat, wind turbine, etc juga sebenarnya bisa dimanfaatkan untuk mendapatkan energi listrik secara instan. Tapi, ada sisi buruk dari pembangkit ini. Renewable energy sangat tergantung oleh keadaan alam seperti angin, awan, atau suhu, sehingga output dari pembangkit pun menjadi angin-anginan (pun intended). Kita tidak punya kuasa atas keadaan-keadaan tersebut sehingga kita juga tidak bisa mengendalikan output dari pembangkit. Efeknya, nilai dari jumlah energi yang dibangkitkan akan terjadi fluktuasi. Hal ini menyebabkan pengendalian keseimbangan supply & demand menjadi sulit. Kestabilan tegangan dan frekuensi grid pun terganggu. Belum lagi inverter yang digunakan oleh solar panel atau wind turbine. Harmonic-nya itu loh bow! Mengganggu sekaleh! Diperlukan lagi alat untuk memfilter harmonic yang dihasilkan tersebut, atau kadang sebuah transformer juga bisa dipakai.
Oleh karena itu, (sebenarnya) pembangunan renewable energy power plants memerlukan infrastruktur tambahan untuk meredam fluktuasi energi. Infrastruktur ini sifatnya menyimpan energi yang berlebih saat energi yang dihasilkan lebih banyak dari konsumsi. Ketika tambahan suplai energi diperlukan, energi tersebut bisa langsung disuplai ke grid dengan cepat. Ya.. mirip-mirip sama kapasitor laa.. Contoh dari infrastruktur ini adalah pump storage power plant, ternary power plant, atau battery station. (apaan tuh, bang?? Akan dibahas di artikel blog selanjutnya yak.
Solar panel yang terpasang manis di rumah-rumah di Jepang, salah satu negara yang sangat mendukung energi terbarukan. (Sumber gambar: http://cleantechnica.com/2012/08/17/leasing-finance-company-to-invest-nearly-700-million-in-japans-solar-power-market/)
Pengalaman saya dari kerjaan sebelumnya, Amerika, Eropa, dan Jepang punya infrastruktur seperti di atas untuk mengkompensasi PLTN dan renewable energy power plant mereka. Kalau di Jepang sendiri, mereka banyak mengandalkan pump storage untuk menstabilkan suplai listrik. Ada sekitar 50 plants kalau tidak salah. Beberapa diantaranya itu adjustable speed pump storage power plant. (apa pulak itu bang???)
Di ASEAN, Thailand sudah punya pump storage power plant, namanya Lamtakong (kalau tidak salah tulis). Denger-denger, ini jadi pump storage pertama loh di ASEAN! Tapi santai… Indonesia akan memiliki pump storage baru, namanya Cisokan Atas atau Upper Cisokan. Katanya sih 2017, cuma yaa ndak tau yaa ^^
Kebanyakan, renewable energy itu dipakai untuk island operation, hanya mensuplai satu daerah saja, tidak terhubung dengan grid besar. Mungkin setelah mantap grid besarnya, baru bisa dihubungkan. Asiknya, berbagai macam tipe renewable energy bisa digabungkan menjadi satu system loh! Thanks to power electronic technology that makes it happen. Salah satu implementasi yang pernah saya liat, mereka menggabungkan solar panel, solar heat, dan wind turbine untuk mensuplai satu daerah di Jepang. Output dari masing-masing berupa listrik DC, kemudian di-convert ke AC menggunakan inverter. Sayangnya penggunaan inverter masih costly. Tapi akan tiba saatnya kok teknologi itu jadi murah. Tenang saja =)
Hasil search dengan keywords terkait. Lumayan nih…
Akhir-akhir ini jadi sering dengar tentang rencana PLN untuk membeli listrik dari solar panel yang dipasang di rumah-rumah. Saya sih setuju banget sama konsep ini. Karena kalo mau bikin solar field, itu butuh lahan segede gaban. Masa buka hutan lagi? Katanya green energy, masa motongin pohon di hutan-hutan? Terus, panelnya itu kan harus di lap satu-satu perhari loh! Kebayang dah ngelapin panelnya satu-satu selapangan sepak bola. Capek bow! Dengan nebeng solar panel di atap rumah, kan jadi bisa memaksimalkan space. Udah gitu, maintenance-nya bisa minta dilap sama asisten yang ada di masing-masing rumah itu, minta agar dirawat baik-baik. PLN juga jadinya bisa menghemat investasi biaya pembelian solar panel yang lumayan mahal. Tapiii.. PLN harus mengawasi peralatan-peralatan yang dipasang di tiap rumah, memastikan semuanya lulus standar. Kalo tidak, inverter abal-abal saja dicolok ke grid, wah bisa bahaya! Kenapa? Karena fitur utama on-grid inverter itu ada fitur anti-islanding. Kalo seandainya terjadi black out, inverter otomatis mati sendiri. Kalo nggak, orang PLN yang lagi benerin kabel bisa-bisa kena sengat listrik dari inverter abal-abal. Dan satu lagi, inverter yang abal-abal itu kandungan harmoniknya tinggi. Efeknya jadi nambah jelek kualitas grid. Nah, kandungan harmonic itu diatur oleh standar di setiap negara. Jadi kalo inverter yang sudah lulus uji PLN, mestinya kandungan harmonic-nya jadi lebih bagus dong!
–end of part.1–
*to be continued
Hatur nuhun kanggo neng Hani yang udah merelakan blog-nya ditumpangi artikel ini.
Any questions? Ask me!
Any thoughts? Share below!
Cheers!
Ryan Triadhitama (ryantriad@yahoo.com)
————————————————————————————————————–
Hehe.. Oke, sama-sama aa! Terima kasih juga sudah memeriahkan blog ini dengan tulisannya yang aduhay 😀
Nahhh.. kali ini beneran akhir dari tulisan perdana kita :)) Gimana? Makin tertarik sama listrik? berminat untuk pasang solar panel juga di rumah? Ditunggu tanggapannya ya! 😀
With luv n hi spirit,
Hani Rosidaini
Daddy's Little Warrior 
