Menyimpan Listrik Tenaga Surya di Dalam Tanah

listrik tenaga surya
Penyimpanan energi listrik tenaga surya di dalam tanah. (Ilustrasi, sumber: readthedocs.org)

Energi listrik tenaga surya kini dapat disimpan di bawah tanah untuk kemudian digunakan ketika dibutuhkan, melalui musim dingin bagi mereka yang tinggal di Amerika Serikat. Demikian hasil studi terbaru yang menunjukkan bahwa angin, air dan generator listrik tenaga surya secara teoritis dapat menghasilkan jaringan listrik yang handal dan terjangkau. Semua itu dimungkinkan ketika generator-generator tersebut dikombinasikan dengan metode penyimpanan yang murah, yaitu tanah.

Jika anda tertarik untuk mengetahui bagaimana cara membuat listrik dari kertas, baca artikelnya di blog kami.

Selama beberapa tahun terakhir, Mark Jacobson, profesor Universitas Stanford, dan rekannya, Mark Delucchi dari Universitas California, telah menghasilkan serangkaian rencana. Berdasarkan rangkaian data dan permodelan komputer, mereka menunjukkan bagaimana Amerika bisa beralih dari bahan bakar fosil ke energi terbarukan.

Demikian hasil studi terbaru mereka yang diterbitkan di Proceedings Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional (National Academy of Science). Mereka menggunakan data dari perhitungan satu-keadaan (single-state) jumlah angin, air, tenaga matahari yang berpotensi dibutuhkan di setiap negara bagian Amerika untuk menunjukkan bahwa instalasi ini secara teoritis dapat menghasilkan jaringan listrik yang handal, terjangkau. Itu dicapai ketika semua generator digabungkan dengan suatu teknik penyimpanan yang murah dan adanya kebijakan “tanggapan permintaan”. Kebijakan ini merupakan program memberikan insentif bagi pelanggan untuk mengontrol waktu permintaan puncak.

Tahukah anda bahwa kini telah ada pesawat tenaga surya dan berhasil menuntaskan perjalanannya berkeliling dunia? Baca ceritanya di sini.

Penyimpanan Listrik Tenaga Surya

Sistem yang diusulkan tersebut bergantung pada kemampuan untuk menyimpan dan mengambil panas, dingin dan listrik dalam rangka memenuhi permintaan setiap saat.

Panas yang ada ketika musim panas dikumpulkan melalui kolektor energi listrik tenaga surya di atap rumah. Kemudian, energi tersebut disimpan di dalam tanah atau batu dan selanjutnya digunakan untuk pemanasan di dalam rumah saat musim dingin. Kelebihan atau elektrisitas berbiaya murah dapat digunakan untuk membuat es. Selanjutnya, ia dapat digunakan kembali untuk pendinginan ketika harga listrik tinggi.

Kelebihan listrik juga bisa digunakan untuk membuat listrik lebih. Caranya adalah dengan melengkapi mekanisme penghasil energi yang mendorong terkonsentrasinya pembangkit listrik tenaga surya dan fasilitas listrik tenaga air. Utilitas juga akan memberikan insentif untuk mengurangi penggunaan energi pada saat permintaan puncak.

Jika anda ingin mengetahui tentang masalah pencemaran tanah, silahkan baca artikelnya pula di blog ini.

Dalam rencana Jacobson, hidrogen juga akan digunakan sebagai media penyimpanan energi listrik. Selama waktu rendah penggunaan listrik, kelebihan listrik akan digunakan untuk membuat hidrogen. Hidrogen ini dapat disimpan di dalam sel bahan bakar dan digunakan untuk daya beberapa kendaraan.

listrik tenaga surya
Penyimpanan energi listrik tenaga surya di dalam tanah. (Ilustrasi, sumber: readthedocs.org)

Model baru Jacobson meramalkan, dan tergantung pada, sebuah negara listrik dimana hampir semuanya berjalan menggunakan 100 persen listrik. Seluruh peralatan seperti mobil, kereta api, bus, industri, pemanasan dan pendinginan semuanya terkoneksi dengan energi listrik. Energi ini dihasilkan dari listrik yang berasal dari angin, air, energi listrik tenaga surya.

Dengan demikian, tidak akan ada kebutuhan atau permintaan untuk batubara, gas alam, biofuel, tenaga nuklir atau peternakan baterai besar untuk menyimpan listrik. Seperti dunia, yang akan menjadi 100 persen bersih pada tahun 2050, dapat menghasilkan energi yang stabil, katanya.

Studi Jacobson sebelumnya telah menarik perhatian luas. Tetapi, kritikus berpendapat bahwa jaringan listrik nasional tanpa pembangkit listrik bertenaga batu bara sebagai latar belakang (background power) dan gas alam yang berfungsi mengisi kesenjangan pasokan tidak akan dapat diandalkan. Angin tidak selalu bertiup dan matahari tidak selalu bersinar, dan baterai untuk energi belum cukup terjangkau untuk menyimpan dan mengelola listrik.

“Utilitas dan lain-lain yang menentang energi terbarukan selalu berpendapat bahwa cahaya akan tidak ada atau tidak cukup, grid akan menjadi tidak stabil, dan akan dikenakan biaya terlalu banyak untuk menjaga grid bersih, energi terbarukan yang stabil dan dapat diandalkan,” ungkap Jacobson.

“Sikap keraguan tidak akan pernah mempelajari sistem 100 persen bersih. Energi terbarukan untuk semua tujuan, dan terutama salah satu yang menggabungkan penyimpanan berbiaya murah dengan respon permintaan dan beberapa hidrogen. Itu sebagaimana tercermin dalam paradigma baru ini (studi dan model ini).” tegasnya.

Restrukturisasi Jaringan

Dalam studi baru, Jacobson dan para penulis, termasuk Bethany Frew, sekarang di Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, dan mahasiswa pascasarjana Mary Cameron, menunjukkan bahwa penggabungan teknik penyimpanan energi terbarukan berbiaya murah saat ini dan menggunakan energi yang tersimpan tersebut untuk melancarkan ketidak impasan permintaan (uneven demand) kebutuhan listrik, panas dan dingin secara bersamaan selama satu menit, hari, minggu atau tahun bisa memecahkan masalah tersebut.

Semua energi baku untuk sistem ini akan datang dari angin, air dan listrik tenaga surya. Tidak ada gas alam, biofuel, batubara atau tenaga nuklir. Ini akan menurunkan polusi udara yang akan menyelamatkan puluhan ribu jiwa setiap tahun, para peneliti mengatakan. Sebanyak 65.000 orang meninggal prematur di Amerika setiap tahun sebagai akibat dari polusi udara yang berasal dari penggunaan energi tidak terbarukan.

Sebagai demonstrasi beberapa teknologi tersebut, Jacobson menunjuk ke Drake Landing Solar Community di Kanada, dekat Calgary. Sebanyak 52 rumah di komunitas ini membuat pemanasan di rumah saat musim dingin menggunakan listrik tenaga surya yang disimpan di bawah tanah selama musim panas. Air yang dipanaskan hingga 175 derajat Fahrenheit oleh matahari disimpan dalam tabung terisolasi yang terkubur sedalam 120 kaki (sekitar 36 meter) di bawah tanah. Energi panas (hangat) yang disimpan tersebut cukup untuk memanaskan rumah di masyarakat melalui musim dingin, kata Jacobson.

Menyimpan listrik di dalam tanah juga lebih murah dibandingkan metode konvensional sat ini, yaitu penggunaan baterai. Menyimpan listrik dalam baterai saat ini memakan biaya $ 350/kilowatt jam. Biaya itu dua kali lebih tinggi dibandingkan biaya menyimpan energi litsrik tenaga surya tersebut di dalam tanah. Demikian pula, biaya penyimpanan energi listrik tenaga surya yang terpusat, listrik tenaga air menggunakan pompa, waduk hidroelektrik, hanya sepersepuluh dari penyimpanan di baterai.

“Anda menghilangkan pencemaran udara dan emisi pemanasan global, menstabilkan biaya bahan bakar, membuat lebih dari dua juta pekerjaan di Amerika Serikat. Anda mengurangi ketergantungan pada perdagangan internasional bahan bakar. Anda juga mengurangi risiko gangguan listrik karena lebih banyak energi didistribusikan di daerah yang lebih besar, “kata Jacobson.

“Kebanyakan energi akan akan bersifat lokal. Anda dapat menghilangkan banyak emisi bahan bakar. Anda tidak perlu mengangkut minyak di kapal tanker di laut. Anda tidak perlu menggunakan kereta mobil batubara ke kapal batubara.”

Untuk menjaga jaringan listrik ini stabil, kata dia, grid harus bekerja di banyak tempat di seluruh dunia.

Sumber:
Mark Z. Jacobson, Mark A. Delucchi, Mary A. Cameron, Bethany A. Frew. Low-cost solution to the grid reliability problem with 100% penetration of intermittent wind, water, and solar for all purposes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015

Summary
Menyimpan Listrik Tenaga Surya di Dalam Tanah
Article Name
Menyimpan Listrik Tenaga Surya di Dalam Tanah
Description
Energi listrik tenaga surya kini dapat disimpan di bawah tanah untuk kemudian digunakan ketika dibutuhkan, melalui musim dingin bagi mereka yang tinggal di Amerika Serikat. Demikian hasil studi terbaru
Author
Publisher Name
Blog Lingkungan Hidup
Publisher Logo
Tentang Editor 107 Articles
Editor Lingkungan Hidup

Be the first to comment

Leave a Reply

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.




This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.