TRIBUNJABAR.ID, BANDUNG - Di tengah meningkatnya kebutuhan yang bersumber energi di kalangan Masyarakat umum, Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) menjadi salah satu solusi energi terbarukan yang paling menjanjikan.

Dalam era modern ini, perkembangan teknologi semakin pesat terutama pada bidang energi terbarukan.

Untuk mengimbanginya, pendidikan pengajaran tentang Energi Baru Terbarukan (EBT) menjadi sangat krusial.

Modul praktikum yang dibuat oleh Tim PkM (Pengabdian kepada Masyarakat) Jurusan Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Bandung sangat ideal untuk pendidikan EBT di SMKN 6 Bandung.

Tim PKM kali terdiri dari I Made Wiwit Kastawan, Achmad Mudawari, Wahyu Budi Mursanto, Bella Eliana, dan Doane Puri Mustika.

Dipaparkan, sistem PLTS Hybrid ini menggabungkan keunggulan dari sistem PLTS On-Grid dan Off-Grid, memungkinkan siswa untuk belajar tentang cara kerja sistem yang terhubung dengan jaringan listrik umum sekaligus mampu beroperasi secara mandiri menggunakan energi yang disimpan dalam baterai. 

PLTS (Pembangkit Tenaga Surya) merupakan sebuah inovasi di bidang energi terbarukan. Sistem ini memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energi.

Karena matahari adalah sumber energi yang tak terbatas serta ramah lingkungan untuk menghasilkan listrik, maka sistem PLTS ini bisa dibilang salah satu solusi dalam mengatasi krisis energi global.

Dengan memanfaatkan energi matahari yang sangat melimpah ini tentu saja dapat berdampak pada mengurangnya polusi.

PLTS menawarkan alternatif yang berkelanjutan serta lebih efisien dibandingkan dengan sumber energi konvensional seperti batu bara dan sebagainya. 

Sistem ini memiliki peran penting dalam mengurangi emisi gas rumah kaca kemudian dapat memperlambat laju perubahan iklim.

Bukan hanya itu saja, PLTS dapat mendorong kemandirian energi di berbagai daerah, terutama di daerah terpencil yang sulit terjangkau oleh jaringan listrik konvensional. 

PLTS Hybrid menjadi salah satu teknologi EBT yang digemari, PLTS Hybrid mungkin masih terdengar asing bagi sebagian masyarakat umum, namun sebenarnya teknologi ini menyediakan solusi inovatif untuk menghasilkan energi listrik yang ramah lingkungan dan efisien.

Sistem ini juga berperan penting dalam mengurangi emisi gas rumah kaca dan memperlambat laju perubahan iklim. PLTS Hybrid menggabungkan dua sumber energi yang berbeda, yakni energi matahari dan sumber energi lain seperti listrik dari jaringan PLN atau baterai cadangan.

Melalui kombinasi ini, PLTS Hybrid menawarkan keunggulan dalam menjaga kestabilan pasokan energi.

Ketika sinar matahari tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik, sumber energi lain dapat segera menggantikan, sehingga pasokan listrik tetap berlanjut tanpa adanya gangguan. 

Salah satu keunggulan utama dari PLTS Hybrid adalah kemampuannya dalam memaksimalkan pemanfaatan tenaga surya.

Dengan teknologi canggih yang dimilikinya, PLTS Hybrid dapat mengatur dan menyimpan energi yang dihasilkan dari sinar matahari, sehingga dapat digunakan dengan efisien bahkan ketika tidak ada sinar matahari sekalipun.

Kemampuan ini menjadikan PLTS Hybrid sebagai pilihan yang ideal untuk wilayah-wilayah yang memiliki tingkat sinar matahari bervariasi sepanjang tahun.

Dengan baterai sebagai komponen utama dalam sistem ini, energi yang dihasilkan oleh panel surya dapat disimpan dan dimanfaatkan saat diperlukan, bahkan ketika matahari tidak bersinar.

Ini sangat bermanfaat, terutama di daerah yang sering mengalami pemadaman listrik atau memiliki akses listrik yang terbatas. 

Bukan hanya itu saja, PLTS Hybrid juga bisa kita gabungkan dengan aplikasi smart grid atau sistem monitoring berbasis teknologi internet.

Hal ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol dan memantau konsumsi energi secara real-time, serta mengoptimalkan penggunaan energi sesuai kebutuhan.

Selain itu, PLTS Hybrid juga memiliki sistem otomatisasi yang dapat mengoptimalkan penggunaan energi dengan memprioritaskan penggunaan energi dari tenaga surya terlebih dahulu sebelum beralih ke sumber energi lainnya. 

Sistem PLTS Hybrid terdiri dari beberapa komponen utama yang bekerja secara halus untuk menangkap, mengubah, dan menyimpan energi matahari menjadi listrik yang siap digunakan.

Seluruh komponen ini bekerja bersama secara otomatis serta memastikan pasokan listrik yang stabil dan efisien. 

● Panel Surya: Komponen Utama 

Panel surya merupakan komponen utama sekaligus kunci dalam sistem PLTS Hybrid.

Panel surya terdiri dari sel-sel fotovoltaik serta terdiri dari material semikonduktor, biasanya silikon, yang memiliki sifat khusus untuk menyerap cahaya matahari, panel ini mengubah energi matahari menjadi listrik arus searah (DC).

Proses ini melibatkan beberapa langkah utama, pertama Ketika sinar matahari (foton) mengenai permukaan sel surya, energi dari foton diserap oleh elektron dalam material semikonduktor.

Lalu, setelah menyerap energi dari sinar matahari, elektron-elektron dalam atom silikon mendapatkan cukup energi untuk melepaskan diri dari ikatan atomnya.

Elektron-elektron ini kemudian berubah menjadi elektron bebas yang bergerak di dalam sel surya. Gerakan elektron-elektron ini menghasilkan arus listrik searah (DC).

Arus tersebut dikumpulkan oleh rangkaian konduktor yang terhubung ke sel surya dan dapat digunakan untuk menyalurkan listrik ke perangkat elektronik atau disimpan dalam baterai untuk penggunaan nanti. 

Biasanya, panel-panel ini dipasang di atap bangunan atau area terbuka untuk memaksimalkan penangkapan sinar matahari.

Semakin besar kapasitas panel surya, semakin banyak energi matahari yang bisa dikonversi menjadi listrik. 

● Pengontrol Pengisian Daya: Pengatur Pengisian Baterai 

Solar Charge controller (SCC) adalah komponen yang berperan dalam mengatur serta mengontrol aliran listrik dari panel surya ke baterai penyimpan energi.

Komponen ini memastikan baterai tidak mengalami pengisian daya berlebih atau kekurangan daya, sehingga memperpanjang umur baterai. 

Selain itu, solar charge controller membantu menjaga agar pasokan listrik pada sistem PLTS Hybrid ini tetap stabil.

● Baterai Penyimpan Energi 

Baterai adalah komponen yang sangat penting dalam PLTS Hybrid. Mengapa demikian?

Karena baterai berfungsi menyimpan energi yang dihasilkan oleh panel surya.

Energi yang tersimpan dalam baterai dapat dimanfaatkan saat sinar matahari tidak tersedia seperti pada saat malam hari atau dalam keadaan darurat.

Baterai biasanya terbuat dari bahan yang tahan lama, seperti baterai timbal-asam atau lithium-ion. 

● Inverter: Mengubah DC Menjadi AC 

Inverter berfungsi mengubah listrik arus searah (DC) yang dihasilkan panel surya menjadi arus bolak-balik (AC) yang dapat digunakan oleh peralatan listrik di rumah atau bangunan seperti lampu, kulkas, dan sebagainya.

Inverter ini juga dapat dihubungkan dengan jaringan listrik PLN, memungkinkan kelebihan energi dari PLTS Hybrid dialirkan kembali ke jaringan listrik. 

Kemudian komponen-komponen pendukung pada sistem PLTS: 

● Kabel 

Dalam sistem PLTS pemilihan kabel sangatlah penting agar kinerja panel surya berlangsung dengan efisien dan aman.

Kabel yang digunakan harus menangani arus maksimum antar komponen serta pertimbangan yang panjang. 

Kabel DC (Direct Current)/Kabel PV (Photovoltaic) adalah kabel yang dirancang khusus untuk menghubungkan panel surya dengan komponen lain dalam sistem, seperti inverter atau charge controller.

Kabel ini dirancang untuk tahan terhadap panas, radiasi UV, dan kondisi cuaca ekstrem karena biasanya ditempatkan di luar ruangan. Kabel PV umumnya terbuat dari tembaga atau aluminium dengan lapisan isolasi yang kuat. 

Kabel AC (Alternating Current) digunakan untuk menyalurkan listrik yang sudah diubah menjadi arus bolak-balik (AC) oleh inverter menuju jaringan listrik atau perangkat elektronik.

Jenis kabel ini biasanya sama dengan yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik di rumah tangga, seperti kabel NYY atau NYM. 

Kabel grounding diperlukan untuk perlindungan dari gangguan listrik, seperti petir.

Kabel grounding terbuat dari tembaga atau baja berlapis tembaga dan dihubungkan ke tanah melalui batang ground. 

Kabel baterai menghubungkan baterai penyimpan energi dengan inverter atau komponen lainnya.

Kabel ini perlu memiliki penampang besar karena harus mampu menangani arus tinggi. 

● Perangkat Proteksi

Dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), proteksi arus listrik sangat krusial untuk menjaga komponen-komponen penting dari kerusakan.

Salah satu perangkat perlindungan yang sering digunakan adalah Miniature Circuit Breaker (MCB), baik untuk arus searah (DC) maupun arus bolak-balik (AC). 

MCB DC dirancang khusus untuk melindungi sirkuit yang bekerja dengan arus searah, seperti pada panel surya atau baterai.

Pemasangan MCB DC berguna untuk melindungi sistem dari risiko korsleting dan kelebihan arus (overcurrent).

Ketika arus yang mengalir melebihi batas yang ditentukan, MCB akan memutus aliran listrik secara otomatis untuk mencegah kerusakan pada komponen seperti panel surya dan baterai. 

MCB AC berfokus pada bagian arus bolak-balik, setelah inverter mengubah arus DC menjadi AC.

Sama seperti MCB DC, MCB AC juga berfungsi melindungi sistem dari korsleting dan kelebihan arus.

Jika terjadi gangguan, MCB AC akan memutus sirkuit untuk mencegah kerusakan pada perangkat listrik. 

Seperti yang dikatakan di awal bahwa sistem PLTS ini memiliki berbagai keunggulan.

Namun, di balik itu semua sistem ini juga memiliki beberapa kendala terkhusus di Indonesia. 

Salah satunya adalah biaya investasi awal yang cukup tinggi, meskipun dalam jangka panjang biaya operasionalnya cenderung lebih efisien.

Selain itu, dibutuhkan pengetahuan dan keterampilan khusus dalam merancang, menginstal, dan mengelola PLTS Hybrid agar dapat beroperasi secara optimal. 

Nah, dari uraian di atas dapat disimpulkan penerapan Modul Praktikum PLTS Hybrid dalam pendidikan EBT di SMK dan SMA adalah langkah strategis dalam memperluas pemahaman dan penggunaan energi surya.

Sebagai teknologi tepat guna, diharapkan dapat memberikan siswa kesempatan untuk belajar secara langsung melalui pengalaman praktis, membekali mereka dengan pengetahuan dan keterampilan yang relevan untuk masa depan di bidang energi terbarukan.

Dengan demikian, diharapkan pendidikan EBT tidak hanya menjadi bagian dari kurikulum, tetapi juga menjadi fondasi bagi generasi muda untuk membangun masa depan yang lebih berkelanjutan.