Akhir-akhir ini kita sering mendengar kata kata Smart Grid dalam berita terkait sumber energi terbarukan di pembangkitan listrik milik PT Perusahaan Listrik Negara (Persero) atau sering disingkat PLN. Apalagi PLN telah meresmikan proyek percontohan Smart Grid di Bali. Kata smart grid dalam bahasa Indonesia bisa diterjemahkan dengan Jaringan Listrik Pintar milik PLN yang meliputi semua infrastruktur kelistrikan, teknologi informasi, dan telekomunikasi. Infrastruktur kelistrikan meliputi pembangkitan (baik itu milik PLN, swasta, ataupun individu-individu), jaringan distribusi listrik, meteran listrik, dan konsumen. Inilah ruang lingkup dari smart grid atau jaringan listrik pintar.
Saat ini, negara-negara maju telah menerapkan dan terus mengembangkan teknologi smart grid ini. Jerman merupakan satu negara yang sedang dipantau hampir setiap negara di dunia karena Negeri Panser ini merupakan pioner penerapan teknologi smart grid dalam arti pengembangan energi terbarukan sebagai energi yang dominan dalam pasokan energi listrik. Target Jerman tidak main-main, yaitu mengurangi 80 persen emisi gas rumah kaca pada 2050 dibandingkan tingkat produksi gas emisi kaca Negeri Mobil Mercy pada tahun 1990. Pilar utama produksi listrik atau pembangkitan ditetapkan energi angin (PLTB darat dan lepas pantai) dan energi matahari.
Pemicu Kepopuleran Smart Grid
Berdasarkan informasi di berbagai media selama periode 2010-awal 2016, diketahui bahwa pemicu utama dari kepopuleran smart grid ada hal, yaitu krisis ekonomi dunia (terutama di Eropa), tragedi PLTN Fukusihma, dan pemanasan global yang semakin mengkhawatirkan. Sebelumnya, keberadaa smart grid hanya didasari oleh mahalnya biaya listrik. Benar firman Allah SWT, setelah kesukaran ada kemudahan dan setelah kesukaran ada kemudahan. Pemikiran tentang energi pengganti nuklir, penciptaan lapangan kerja baru terkait meningkatnya pengangguran akibat krisis, dan upaya menjadikan bumi lebih lestari menjadikan bangkitnya energi terbarukan yang sebelumnya sulit dikembangkan karena hambatan keekonomian.
Dari ketiga hal diatas, pemicu krusial adalah tragedi bencana nuklir di PLTN Fukushima Jepang pada 11 Maret 2011. Kecelakaan nuklir yang dipicu oleh bencana stunami ini telah menyadarkan dunia bahwa energi nuklir memiliki konsekuensi kemanusiaan dan lingkungan yang sangat memprihatinkan. Dunia sadar bahwa disiplin yang tinggi (Jepang), teknologi tinggi, standar keamanan tinggi, dan berbagai antisipasi tidak bisa menjadikan tragedi nuklir pada PLTN menjadi 0 persen atau dalam istilah penerbangan tidak ada zero accident. Artinya, negara yang punya PLTN memiliki potensi bencana nuklir dan ini harus ditanggapi dengan serius.
Tragedi Fukushima telah meningkatkan keprihatinan masyarakat dan pemerintah negara yang memiliki PLTN, Umumnya, mereka adalah negara maju yang notabene tidak memiliki sumber daya energi fosil (minyak, gas, dan batubara) yang cukup untuk memenuhi kebutuhan, terutama listrik. Selama ini, peran PLTN bagi negara maju sangat signifikan. Kontribusi PLTN rata-rata diatas 30 persen dari total energi primer pembangkitan listrik.
Berdasarlam data world-nuclear.org sebelum tragedi Fukushima tahun 2011, negara maju bergantung pada PLTN. Selama periode 1990-2010 (sebelum tragedi Fukushima) total kapasitas PLTN dunia naik 57 Gigawatt energy dimana produksi listriknya naik 755 miliar kWh atau 40 persen. Diperkuat data Badan Energi Atom Dunia (International Atomic Energi/IAE) yang menyatakan produksi listrik PLTN tahun 2012 sebesar 2.346 terawatt jam (terrawatt hour) atau turun 7 persen dibandingkan 2011. Tragedi Fukushima telah menghilangkan tren kenaikan akibat kekhawairan dunia atas keamanan PLTN. Mereka tidak mau apa yang terjadi di PLTN Fukushima terjadi pula di negaranya.
Yang menjadi permasalahan adalah, potensi energi apa yang harus dikembangkan sebagai pengganti nuklir? Di beberapa negara maju nuklir memasok lebih dari 30% kebutuhan listriknya. Negara-negara maju sulit mengganti nuklir dengan energi fosil seperti minyak, gas, dan batubara. Banyak dampak negatif yang harus ditanggung, diantaranya kesepakatan pengurangan emisi karbon penyebab pemanasan global dan peningkatan ketergantungan terhadap impor energi yang akan memperberat beban ekonomi saat kondisi krisis.
Jerman dengan cemerlang mengemukakan pendapatnya, yaitu memanfaatkan energi yang semua negara miliki tapi belum dikembangkan akibat tingkat keekonomiannya kalah dibandingkan fosil. Energi yang dimaksud Jerman adalah energi terbarukan, mulai dari bioenergi dan energi alam seperti angin dan matahari. Solusi Jerman ini sekaligus menjawab 3 hal diatas, yaitu penambahan produksi listrik, pengurangan emisi gas kaca, dan penciptaan lapangan kerja baru. Jerman tidak hanya menyampaikan ide. Berikutnya, Jerman mengumumkan kebijakan akan menghentikan semua fasilitas nuklirnya pada 2022 secara bertahap. Jerman menargetka 80 persen produksi listrik pada 2050 akan disumbang dari energi terbarukan dengan dua pilar utama, yaitu energi matahari dan angin (PLTB darat dan lepas pantai).
Tidak ada yang berani mengikuti langkah Jerman. Negara-negara maju lainnya saat itu memantau kebijakan Jerman dan segera mengikuti jika ternyata berhasil. Banyak yang skeptis dengan kebijakan Jerman, karena kalau kekurangan listrik bisa mengimpor dari negara tetangga yang notabene sebagian besar produksi listriknya dari PLTN.
Berikutnya, berbagai insentif keuangan dikeluarkan pemerintah Jerman untuk meningkatkan produksi energi terbarukan. Industri terkait energi terbarukan, perusahaan energi terbarukan, dan masyarakat yang berpartisipasi terhadap produksi energi terbarukan merasakan insentif ini. Kebijakan feed in tariff adalah kebijakan yang paling memberikan dampak bagi booming energi terbarukan di Jerman. Kebijakan feed in tariff mewajibkan perusahaan listrik, terutama BUMN, membeli semua produksi listrik dari energi terbarukan yang dihasilkan masyarakat sebagai individu maupun perusahaan.
Dampaknya luar biasa, banyak rumah tangga, komunitas, dan perusahaan berinvestasi di energi terbarukan untuk menghasilkan listrik. Produksi listrik dari energi terbarukan meningkat dengan drastis. Masyarakat beramai-ramai menjual kelebihan produksi listriknya ke perusahaan listrik. Disinilah muncul permasalahan kehandalan pasokan listrik untuk 24 jam sehari. Energi terbarukan terutama angin dan matahari tidak bisa menghasilkan listrik secara konstan sepanjang hari atau 24 jam. PLTS sangat bergantung kepada matahari yang ada hanya di siang hari dan PLTB bergantung kepada kecepatan hembusan angin, dimana tidak ada kecepatan angin yang stabil selama 24 jam.
Disisi lain, perusahaan listrik harus mampu melayani semua konsumen sepanjang hari. Permintaan listrik selalu ada sepanjang hari, baik itu untuk rumah tangga, industri, bisnis, fasilitas umum, dan lain-lain. Konsumsi listrik ini membentuk tiga pola, yaitu beban rendah, dasar, dan puncak. Di Indonesia, beban rendah terjadi pada dini hari saat pemakaian dari berbagai konsumen rendah. Beban dasar pada siang, dimana pemakaian industri tinggi dan rumah tangga sedang. Sementara, beban puncak terjadi pada sore hingga malam, saat pemakaian listrik rumah tangga mencapai puncaknya. Pola ini terjadi karena konsumen rumah tangga merupakan konsumen terbesar. Beban puncak biasanya hanya terjadi beberapa jam, di Indonesia hanya pukul 17.00-22.00 WIB.
Untuk mengatisipasi ini, perusahaan listrik menggunakan jenis pembangkit yang murah dan start up (proses penyalaan hingga menghasilkan listrik) lama untuk beban dasar. Pembangkit yang masuk dalam kategori ini adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Proses start up PLTU bisa berjalan hingga 5 hari. Kebutuhan listrik untuk beban puncak dilayani oleh pembangkit yang sart up nya cepat, yaitu Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dan Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). PLTD biaya operasionalnya tinggi tapi mudah untuk dinyalakan dan dimatikan.
Di posisi manakan pembangkitan energi terbarukan seperti PLTS, PLTB, dan Bioenergi karena ketidakpastian produksi dayanya. Ditambah, posisi PLTS yang tersebar dan produksinya kecil-kecil. Jika satu negara mau mengintegrasikan PLTS, PLTB, dan Pembangkit Bioenergi ke jaringan listrik nasinal ataupun regional (grid), maka dibutuhkan suatu sistem yang bisa mengakomodasi hal ini. Suatu sistem yang dapat menerima partisipasi dari masyarakat, baik itu pengaturan konsusi pada beban puncak dengan tarif maupun produksi listrik dari energi terbarukan. Perusahaan listrik harus memiliki manajemen listrik yang seperti ini. Smart grid merupakan solusi dari hal ini.
Smart Grid Solusi Pengembangan Energi Terbarukan Dunia
Smart grid adalah jaringan kelistrikan cerdas, yaitu suatu jaringan yang menggabungkan teknologi Kontrol Teknologi dan Informasi (Information and Control Technologies/ICT). Secara definisi, smart grid adalah teknologi komputasi dan automatisasi jaringan kelistrikan jarak jauh yang mampu berkomunikasi dua arah, antara perusahaan utilitas listrik (di Indonesia PT Perusahaan Listrik Negara/PLN) dengan konsumen. Smart grid memiliki 3 unsur penting, yaitu teknologi informasi, telekomunikasi, dan tenaga listrik. Ketiga unsur inilah yang memungkinkan adanya komunikasi dua arah. Semua parameter kelistrikan seperti tegangan, daya, arus, dan frekuensi selalu diukur, dimonitor, dan dikontrol secara real time. Ketika terjadi perubahan dari sisi pasokan (pembangkitan) dan permintaan (konsumen) maka sistem jaringan kelistrikan smart grid dengan cepat memberikan respon.
Monitoring dan pengendalian jaringan listrik yang dilakukan secara otomatis dan jarak jauh ini membuat smart grid mampu mengintegrasikan pembangkit surya, angin, dan bioenergi terdistribusi dengan prosentase penetrasi yang cukup besar. Algoritma pengolahan data serta kontrol perangkat dilakukan pada masing-masing pembangkit yang kemudian dikomunikasikan kepada pusat pengendali. Sistem ini memungkintkan adanya respon cepat untuk troubleshooting (penangangan) jika ada masalah di jaringan. Sistem kendali on/off bisa dilakukan secara jarak jauh sehingga mengurangi petugas jaringan untuk melakukan penanganan masalah. Sistem ini juga memungkinkan kebijakan sistem tarif progresif untuk beban puncak dan tarif murah di beban dasar.
Badan Energi Internasional (International Energy Agency/IEA) menyebutkan, bahwa smart grid memiliki karakteristik.
-
Mampu mengakomodasi berbagai pembangkit dalam satu sistem
Smart grid tidak hanya mampu mengakomodasi pembangkit besar yang terpusat tapi juga pembangkit kecil yang terdistribusi secara luas. Dapat mendukung prosumen (konsumen yang juga sebagai produsen listrik). Dengan kata lain, konsumen bisa melakukan investasi untuk memproduksi listrik yang digunakan sendiri maupun dijual ke jaringan. Untuk mendukung ini, meteran listrik harus diganti dengan smart meter yang mampu mengukur pemakaian energi dua arah, bisa ekspor maupun impor daya dari jaringan.
-
Mampu mengakomodasi partisipasi aktif dari konsumen
Smart meter memungkinkan dukungan partisipasi aktif bagi konsumen untuk menghemat listrik. Pengembangan sistem berbasis web membuat konsumen mendapatkan informasi jumlah konsumsi listrik, jumlah tagihan listrik, periode beban puncak, dan tarif listrik secara real time. Informasi ini bisa mengubah perilaku konsumen dalam mengatur konsumsi listrik, misalnya konsumen bisa mengubah penggunaan listrik dari beban puncak ke beban dasar karena lebih murah. Pola konsumsi seperti menghidupkan alat elektronik berdaya besar seperti AC, mesin cuci, setrika, dan lain-lain akan berpindah dengan alasan ekonomis. Ini akan mendukung ketangguhan dari smart grid.
-
Mampu menyediakan listrik dengan kualitas sesuai kebutuhan pelanggan
Setiap pelanggan memiliki kebutuhan kualitas daya listrik yang berbeda atau bervariasi. Kebutuhan kualitas daya listrik pada pemakaian industri berbeda dengan pelanggan rumah tangga. Melalui smart grid, perusahaan utilitas listrik bisa menyediakan kualitas pasokan listrik sesuai kebutuhan konsumen. Teknologi tingkat lanjut pada smart grid memungkinkan perusahaan utilitas listrik mengontrol komponen krusial, mendiagnosa permasalahan, dan memberikan solusi. Gangguan petir, kerusakan jaringan, harmonisasi juga bisa cepat dilakukan.
-
Mampu mengoptimalisasi penggunaan aset dan efisiensi pengoperasian
Implementasi teknologi baru di jaringan kelistrikan, memungkinkan terjadinya optimalisasi aset yang dimiliki perusahaan utilitas listrik. Ketersediaan data yang lengkap dan terkini membuat perusahaan utilitas listrik bisa merencanakan waktu pemeliharaan aset-asetnya (seperti pembangkit, dll). Potensi kerugian bisa dikurangi dan hambatan bisa diantisipasi untuk diselesaikan.
Dari perspektif transmisi, smart grid mampu mengaplikasikan smart transmission system sehingga dapat mengirimkan daya secara efisien, aman, dan tidak berbahaya bagi lingkungan. Implementasi gabungan teknologi FACT (Flexible AC Transmission System) dan HVDC (High Voltage Direct Curren) memungkinkan terjadinya efisiensi. Sehingga, kompensasi kebutuhan daya reaktif bisa diantisipasi.
-
Mampu menyediakan sistem yang handal dan tahan terhadap gangguan
Smart grid terbukti handal dan tahan atas gangguan terhadap gangguan yang terjadi secara tiba-tiba. Bahkan, gangguan seperti bencana alam bisa diantisipasi. Sistem pada smart grid mampu mengisolasi perangkat dan area yang terjadi masalah. Perangkat yang tidak terkena dampak bencana bisa beroperasi secara normal. Ketahanan dan keandalan inilah yang membuat sisitem smart grid dapat menjadikan perusahaan utilitas listrik mampu memberikan peningkatan layanan mutu kepada konsumen.
Kehandalan dan ketahanan mengacu kepada kemampuan sistem untuk merespon jika ada gangguan secara tiba-tiba, termasuk gangguan berupa bencana alam. Jika terjadi gangguan, maka sistem harus bisa dengan cepat mengisolasi perangkat dan area yang bermasalah, sementara perangkat dan area yang lain bisa dioperasikan dengan normal kembali. Proses seperti ini akan meningkatkan tingkat pelayanan mutu dari
Oleh : Ahmad Senoadi
Dari berbagai sumber.
0 comments