PLTS Aplikatif Refrigerator PV, Solusi Menaikan Mutu Bahan Segar

Sumber : shuttershock

Energi surya merupakan salah satu energi baru terbarukan yang potensinya sangat besar. Selain energi nya yang bersifat gratis dan dapat ditemukan dimana saja, teknologi energi surya ini semakin canggih dan handal, diikuti juga dengan harga yang semakin hari semakin murah. pemanfaatannya juga sangatlah beragam, salah satunya sebagai penyimpan suhu dingin.

Saat ini, teknologi PLTS sedang sangat digaungkan pemerintah karena energinya yang tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca yang memberikan dampak buruk bagi bumi dan penduduknya. Penggunaan PLTS memiliki jaminan tersendiri dalam hal suplai listrik. Dengan sekali pemasangan sistem, hasil dan biaya listrik akan terjamin sampai 20 tahun kedepan dan dilengkapi garansi tersendiri yang tentunya memberikan rasa aman bagi penggunanya. Cara kerjanya pun cukup mudah dengan pemeliharaan yang tidak memberatkan. Energi matahari juga dianggap menyelesaikan masalah dalam mengaliri listrik ke daerah terpencil yang belum pernah merasakan penerangan lampu sebelumnya dengan menggunakan SHS (Solar Home System) maupun LTSHE (Lampu Tenaga Surya Hemat Energi). Beragam upaya dilakukan untuk bisa memanfaatkan energi matahari secara maksimal dan menyeluruh di tiap sektor tentunya adalah wujud kesadaran dan kepekaan kita akan potensi energi surya.

Kegunaan dan macam pemanfaatan energi surya terkesan tidak ada habisnya, tiap lapis dan sektor rasanya dapat dipenuhi dengan olahan energi tersebut. Energi surya masih bisa dimanfaatkan lebih jauh lagi, yaitu dengan PLTS aplikatif. Sesuai namanya, energi surya ini diaplikasikan di hal-hal yang berkaitan erat dengan keseharian dan bertujuan untuk mempermudah kegiatan manusia, dalam hal ini khususnya penyimpanan dingin (cold storage).

PV Cold Storage atau penyimpanan dingin fotovoltaik adalah sebuah sistem pendingin yang memanfaatkan efek fotovoltaik energi surya. Efek fotovoltaik ini menghasilkan listrik setelah matahari mengenai panel surya yang kemudian menjalankan sistem pendingin dan dapat berfungsi selayaknya pendingin atau kulkas. Efek fotovoltaik sangat bergantung pada iradiasi matahari.

Kebutuhan penggunaan pendingin untuk menjaga kualitas makanan baik buah-buahan, sayur dan ikan segar akan bertambah seiring naiknya suhu lingkungan. Penyimpanan dingin merupakan cara yang efektif untuk menjaga kesegaran dan memperpanjang umur bahan segar karena dapat mengurasi proses respirasi, penuaan dan tumbuh kembang mikroorganisme (Muchtadi, 1992). Semakin tinggi kebutuhan penyimpanan pendingin karena keadaan lingkungan yang panas semakin tinggi pula energi yang dihasilkan PV karena iradiasi yang diterima akan berlimpah. Hal ini sangat sesuai dengan supply and demand yang ada sehingga bisa beroperasi secara efektif.

Indonesia merupakan negara yang melimpah hasil panennya, baik buah dan sayur maupun perikanan. Keduanya membutuhkan pendingin untuk menjaga kualitas dan memperpanjang umur bahan segar tersebut. Melakukan penanganan pasca panen yang baik dianggap lebih menguntungkan daripada melakukan penambahan target produksi. Keuntungannya diantara lain adalah jumlah pangan yang dikonsumsi akan lebih banyak, tindakan relatif lebih murah, risiko kegagalan yang diterima lebih kecil, menghemat energi dan mempersingkat waktu siklus produksi secara menyeluruh.

Sistem PV cold storage dibagi menjadi dua tipe, yaitu Solar Direct-drive Refrigerator dan Solar Battery-based Refrigerator. Perbedaan mendasar dari kedua tipe ada di komponen yang digunakan. Solar Direct-drive Refrigerator memiliki komponen yang lebih sedikit jika arus yang digunakan berupa DC, yaitu modul solar, control wiring hardware, ice bank atau ice thermal energy storage (ITES) yang diletakan di refrigerator. Komponen inverter perlu ditambahkan jika ingin menjalankan sistem dengan AC. Solar Battery-based Refrigerator memiliki komponen seperti modul solar, control wiring hardware (battery charge and discharge control), baterai, dan refrigerator. Keduanya dapat menvariasikan frekuensi dan kapasitas pendingin tergantung iradiasi matahari di daerah modul surya dipasang. Selanjutnya, Prinsip kerja Solar Direct-drive Refrigerator akan dijelaskan.

Ketika sinar matahari mengenai modul surya, terjadilah efek fotovoltaik yang menghasilkan listrik. Inverter control yang terintegrasi MPPT (Maximum Power Point Tracker) mengatur pengeluaran energi listrik serta mengubah DC menjadi AC untuk menggerakan kompresor pada refrigerator. Ketika sudah mencapai daya awal untuk melakukan start pada kompresor, kompresor mulai bekerja. Setelah kompresor bekerja dan energi diberikan ke sistem penyimpanan dingin, kelebihan energi dingin akan diberikan ke sistem penyimpanan dingin ITES. Ketika iradiasi matahari melemah dan suplai tidak mencukupi untuk kompresor bekerja, sistem akan berhenti dan disokong oleh sirkulasi dingin ITES dan menyediakan energi dingin yang diperlukan refrigerator tersebut secara terus menerus.

Prinsip kerja Solar Battery-based Refrigerator memiliki perbedaan di sistem penyimpan energinya, dimana baterai digunakan untuk suplai energi dingin saat matahari sudah tenggelam. Saat beban sudah terpenuhi, sisa energi akan dialihkan ke baterai untuk disimpan.

Salah satu kekurangan yang dimiliki sistem Solar Battery-based Refrigerator yaitu umur baterai yang lebih pendek dibandingkan modul surya sehingga membutuhkan baterai baru untuk menggantinya. Mengganti baterai terus menerus akan meningkatkan investment cost dan tentunya menambah limbah berbahaya dari baterai tersebut. Walaupun begitu, keekonomian sistem tetap harus diukur sedemikian rupa tergantung beban dari PV Cold storage yang diinginkan. Bahan apa yang ingin disimpan, suhu yang ingin dicapai merupakan beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan. Bahan segar seperti buah dan sayuran tidak memperlukan suhu tinggi dan energi yang intensif seperti ikan, yang harus disimpan secara beku.

Penggunaan refrigerasi tenaga surya pernah diaplikasikan kepada nelayan di pesisir kabupaten Karawang yang sebelumnya hanya menggunakan pendingin es batu. Pengaplikasian tersebut terbukti bisa menaikan kesegaran dan mutu ikan hasil tangkap sehingga dapat dijual dengan harga yang sepadan. Nelayan bisa melaut dengan jangka waktu yang lama tanpa harus khawatir akan kesegaran ikan yang sudah ditangkap, sehingga secara otomatis akan meningkatkan hasil tangkap.

Kedepannya, pemanfaatan energi surya aplikatif harus terus didorong mengingat keuntungan luar biasa yang diberikan mulai dari kesejahteraan penghasil bahan segar dan nelayan, produksi bahan berkualitas tinggi yang melimpah dan tentunya transisi menuju energi bersih berkelanjutan. Pemanfaatan energi surya untuk penyimpan pendingin merupakan win-win solution yang bisa diambil.

Sumber :

Mutiarawati, Tino. "Penanganan Pasca Panen Hasil Pertanian." Bandung. Universitas Padjadjaran (2007): 1-5.

Y. Li, R.Z. Wang, 10 - Photovoltaic-powered solar cooling systems,

Editor(s): R.Z. Wang, T.S. Ge, Advances in Solar Heating and Cooling,

Woodhead Publishing, 2016, Pages 227-250, ISBN 9780081003015,

https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100301-5.00010-2.

Hadi, Rahmad, et al. "Pemanfaatan Refrigerasi Tenaga Surya untuk Menjaga Mutu Hasil Tangkapan Nelayan." Jurnal Airaha 8.02 (2019): 045-049.

Wenping Du, Ming Li, Yunfeng Wang, Xun Ma, Chengzhi Hu, Ying Zhang, Zhuoli Zhang, Dynamic energy efficiency characteristics analysis of a distributed solar photovoltaic direct-drive solar cold storage,Building and Environment, Volume 206, 2021, 108324, ISSN 0360-1323, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108324.