Smart grid: Menuju masa depan

Smart grid: Menuju masa depan

Arwindra Rizqiawan

Konsep mikrogrid yang gencar diajukan belakangan ini karena lebih memanfaatkan sumber-sumber energi alternatif lokal tanpa melupakan sumber energi konvensional masih dalam pengembangan di berbagai negara. Namun suatu pemikiran yang lebih maju lagi tentang konsep penyaluran energi listrik sekarang sudah mulai berkembang juga di berbagai negara, konsep tersebut sering disebut smart grid, ini merupakan konsep jaringan tenaga cerdas yang dicita-citakan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang di masa sekarang maupun masa mendatang sudah menjadi kebutuhan primer. Tulisan ini akan memaparkan secara ringkas tentang pola smart grid dari sudut pandang saya dari berbagai sumber.

Yang dibutuhkan dari sistem tenaga listrik modern

Pada sistem tenaga modern, beberapa hal baru harus bisa dipenuhi lebih dari sistem tenaga yang ada saat ini.

  • Sistem tenaga modern harus lebih mengakomodasi partisipasi dari para konsumen, terutama dengan mulai berkembangnya sumber-sumber energi alternatif terdistribusi, partisipasi aktif dari para konsumen juga harus diperhatikan sekaligus sistem tenaga lebih mengakomodasi bentuk-bentuk sumber energi yang tersedia dan tersebar di jaringannya.
  • Teknologi digital yang berkembang pesat, memaksa semua aspek kehidupan bergantung pada TIK akibatnya sistem tenaga yang modern juga dituntut untuk bisa memberikan suplai energi dengan kualitas daya yang baik untuk mendukung kondisi digital ini.
  • Investasi yang dibuat di bidang sistem tenaga mendatang akan menuntut utilisasi aset yang lebih baik dengan efisiensi yang tinggi, sehingga investasi yang besar tidak akan terbuang sia-sia akibat terlalu over-capacity untuk mengantisipasi beban dan menjamin kelangsungan pelayanan.
  • Berhentinya suplai kepada konsumen merupakan sesuatu yang sebisa mungkin harus dihindari, sehingga sistem tenaga yang modern semaksimal mungkin harus bisa melakukan tindakan preventif dan kuratif terhadap gangguan yang terjadi pada dirinya.
  • Terakhir, sistem tenaga modern haruslah sesuatu yang “kokoh” dalam artian bisa bertahan terhadap force majeur, bisa bencana, serangan fisik maupun serangan cyber.

Definisi

Menurut Department of Energy (DoE) US, smart grid adalah integrasi dari teknologi pembacaan (sensing), metode pengendalian, dan komunikasi pada sistem tenaga listrik yang sudah ada sekarang ini. Dengan berbagai macam lingkup dari sistem tenaga sekarang ini, banyak sekali teknologi-teknologi yang sangat maju yang sudah tergolong “smart“. Misalnya pada jaringan distribusi, menggunakan sistem pembacaan meter yang sudah maju bisa juga termasuk dalam konsep cerdas, atau pada transmisi level maju, dengan adanya pengaturan beban yang optimal, mikrogrid, anti-islanding, dsb. Pada sistem energi terdistribusi sudah menggunakan kendali yang semaksimal mungkin memanfaatkan energi yang tersedia dari sumber-sumber alternatif dikombinasikan dengan divais penyimpan energi yang tersedia. Penggabungan teknologi-teknologi tersebut secara menyeluruh pada sistem tenaga yang ada sekarang ini merupakan smartgrid yang dimaksudkan oleh definisi diatas.

Penyusun sistem tenaga modern

Untuk dapat mewujudkan smartgrid sebagai sistem tenaga modern sehingga dapat memenuhi syarat-syarat yang disebutkan sebelumnya, diperlukan peran dari 2 aspek utama yaitu infrastruktur kelistrikan dan infrastruktur telekomunikasi. Perbedaan mendasar dengan sistem tenaga konvensional yang hanya terdapat 1 arah aliran dari penyedia sumber ke konsumen, pada sistem ini terdapat 2 arah aliran dari penyedia ke konsumen dan sebaliknya dengan dukungan infrastruktur telekomunikasi. Akibat langsung dari adanya aliran 2 arah ini adalah akan muncul hubungan antara penyedia dengan konsumen yang jumlahnya banyak sekali, yang tidak akan mungkin bisa ditangani sendiri oleh perusahaan penyedia energi, karena itulah menurut National Institute of Standard and Technology (NIST), US pada sistem tenaga modern dimunculkan satu lagi blok penyusun baru yang disebut sebagai “penyedia layanan” (Gambar 1). Penyedia layanan ini yang akan berhubungan secara langsung dengan konsumen di tingkat paling bawah dan berhubungan ke atas dengan perusahaan penyedia energi, perusahaan penyedia energi sendiri hanya akan berkoordinasi dengan beberapa perusahaan penyedia layanan yang bertugas.

nist concept

Gambar 1. Blok penyusun smartgrid (NIST, US)

Operasi sistem tenaga modern

Suatu sistem tenaga yang sudah mengaplikasikan secara penuh konsep smart grid, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Dengan adanya dukungan infrastruktur komunikasi, dan juga dukungan dari peralatan rumah tangga yang juga “cerdas” maka setiap saat perusahaan penyedia akan dapat memonitor beban-beban listrik apa yang tersambung kepadanya. Hal ini dapat dimungkinkan karena konsep ini mencita-citakan setiap sambungan beban dapat dimonitor bahkan sampai ke setiap titik sambungan beban, misalnya dengan IP-address untuk setiap colokan listrik, ditambah dengan peralatan rumah tangga itu sendiri yang dapat mengirim informasi diri kepada perusahaan penyedia, apakah dia adalah mesin cuci, penyejuk udara, televisi, bahkan sampai ke mobil listrik. Dengan adanya komunikasi 2 arah ini, maka apabila ada suatu saat penyedia listrik mengalami defisit suplai listrik, dia bisa menentukan beban-beban mana saja yang dia bisa “tunda” pemakaiannya untuk waktu yang singkat, misal selama 5 menit ternyata mobil listrik kita dihentikan pengisian baterainya akibat saat itu defisit sedang terjadi. Pengisian dilanjutkan kembali setelah 5 menit selesai, bisa karena defisit telah terlewati atau bergiliran ke beban yang lain yang “ditunda” operasinya yang juga tersambung ke sistem tenaga tersebut. Dengan pola ini, penyedia energi bisa memaksimalkan semua aset kelistrikannya pada rating yang sesuai tanpa harus melakukan over-rating supaya aman. Dengan pengaturan beban yang sangat fleksibel, penyedia dapat menjaga peralatannya untuk bekerja pada tingkat utilisasi yang terbaik.

smart_grid_network_EPRIGambar 2. Smart grid pada level konsumen (EPRI)

Arah yang sebaliknya juga bisa terjadi, konsumen dapat berpartisipasi aktif dalam menyuplai energi ke sistem tenaga yang dimiliki oleh penyedia. Contoh kasus apabila konsumen memiliki mobil listrik yang baterainya masih memiliki simpanan energi, maka dengan kesepakatan yang bisa diatur, si konsumen dapat memberikan energi yang tersimpan di baterainya pada waktu-waktu tertentu dan berganti mengisi baterai mobilnya pada waktu yang lain. Hal yang sama bisa juga untuk kasus konsumen yang memiliki sumber energi sendiri, seperti panel surya, turbin angin, dsb.

Kebijakan yang harus diterapkan

Dari pola operasi yang dipaparkan diatas, tidak akan bisa berjalan tanpa kebijakan yang dibuat oleh pengatur regulasi. Masyarakat cenderung tidak akan berpartisipasi pada pola operasi seperti itu apabila harga listrik masih sangat murah. Dengan harga listrik yang murah, kesadaran untuk berhemat akan sangat kecil, akibatnya partisipasi pada program seperti itu akan mustahil. Contoh, apabila dibuat regulasi dimana harga listrik pada jam-jam produktif relatif jauh lebih mahal daripada harga listrik pada jam tidak sibuk maka partisipasi konsumen dalam pola operasi seperti diatas dapat diharapkan besar. Dengan harga yang cukup mahal, maka konsumen cenderung untuk memanfaatkan listrik dengan sebaik-baiknya, hal ini bisa dilakukan jika bergabung dengan smartgrid yang disediakan oleh penyedia energi. Solusi menang-menang untuk dua pihak akan dapat tercapai, penyedia dapat menyediakan listrik dengan segala syarat dan kondisi yang diinginkan, konsumen dapat menggunakan listrik dengan lebih baik tanpa harus mengurangi kualitas hidup. Contoh kebijakan harga tadi juga bisa mendorong konsumen untuk berpartisipasi dengan cara “menjual” energi lebihnya pada jam-jam produktif; seperti pada kasus mobil listrik diatas; dan mengisi kembali pada jam-jam tidak produktif yang harga listriknya lebih murah.

Privacy menjadi isu utama dari operasi ini, bagaimana mungkin perusahaan penyedia energi bisa masuk kapan saja ke penggunaan listrik konsumen? konsumen akan merasa diintervensi kehidupannya. Diatas segalanya, konsumen tetap merupakan ujung dari pelayanan sehingga keputusan akhir tetap ada di tangan konsumen. Harus diciptakan mekanisme dimana konsumen setiap saat dapat memilih apakah dia akan “bergabung” atau “tidak bergabung” dengan pola operasi smartgrid seperti yang disebut diatas. Tentu saja dengan segala konsekuensi yang harus ditanggung oleh konsumen tersebut, misalnya dengan harga yang berbeda yang harus dia tanggung. Sehingga konsumen dapat berkata “Saya sedang melakukan sesuatu yang penting, saya tidak mau listrik saya diintervensi untuk saat ini, saya siap dengan kompensasi yang harus saya bayarkan”.

Menuju ke smart grid

Semua konsep yang dipaparkan diatas, masih sangat jauh untuk tercapai dari sistem yang beroperasi saat ini. Namun mulai saat ini bisa dimulai dari hal yang terdekat dahulu, misalnya penggunaan meter pembaca yang bisa diakses jarak jauh sekaligus untuk mengaktifkan dan mematikan sambungan listrik untuk rumah-rumah dan seterusnya. Dari sisi teknologi dibutuhkan pengembangan di 2 bidang utama, bidang kelistrikan harus menyediakan platform penyaluran energi dan kelangsungan energi listrik; di bidang telekomunikasi, komputer, dan cyber harus menyediakan sistem komunikasi 2 arah yang tepat, cepat, akurat, serta aman. Keamanan menjadi aspek penting dalam konsep ini, mengingat semua sudah dilakukan secara digital dan cyber, serangan dan gangguan di sisi telekomunikasi dan cyber juga tidak boleh ditoleransi karena energi merupakan aset nasional sehingga diperlukan sistem teknologi informasi yang kokoh dan canggih untuk mendukung sistem ini. Peran pengatur regulasi juga diharapkan untuk menentukan standar teknologi sehingga semua bisa berperan bersama di konsep sistem tenaga modern ini. Pengatur regulasi juga harus menciptakan iklim dan kebijakan yang akan mendukung sistem operasi yang diinginkan bisa berlangsung, misalnya tentang batasan-batasan dan pengaturan harga. Terakhir peran dari para engineer untuk memahami ilmu yang multidisiplin untuk menjalankan konsep ini.

Referensi.

  1. Prof. Saifur Rahman, The Smart Grid: How to Engineer its Deployment. visiting lecture at Waseda University, Tokyo, 2009
  2. National Institute of Standards and Technology (NIST), US
  3. Electric Power Research Institute (EPRI)
  4. Department of Energy, US

About angin165

Pria, Indonesia, muda, lajang, belum mapan.
This entry was posted in Green Energy. Bookmark the permalink.

9 Responses to Smart grid: Menuju masa depan

  1. Pingback: Smart grid: Menuju masa depan « nang windar and the angin165

  2. Kadek says:

    Tambahan ttg smart grid dari blog tetangga :
    http://the-worth-ideas.blogspot.com/2009/09/jeju-island-cermin-pulau-pulau_14.html

    tetap semangat dan menginspirasi semua orang..

    Wassalam,

  3. jati says:

    nice… tapi musti mulai dari mana dulu nih? kalo gw ngeliat dari yang sekarang, kayanya masih jauh banget, ato malah bikin sistem yang bener2 baru… bener ga kaya gitu? mohon infonya…

  4. angin165 says:

    jati
    kalo untuk yg baru, memang bisa dari awal direncanakan untuk pakai konsep semacam ini, terutama apabila berencana untuk membangun grid skala kecil.
    untuk yg sudah establish saat ini, mungkin langkah terdekat bisa dengan mengaplikasikan teknologi metering yang maju, sehingga pembacaan meter bisa dari jauh sekaligus bisa juga untuk ON/OFF ke sambungan rumah/beban tersebut.

  5. rifqie says:

    wew…jadi inget kuliah perancangan sistem tenaga Pak Syarif🙂

  6. novi arianto says:

    bagus mas tulisan2 powernya
    webnya sering di update ya, biar nanti saya jadiin referensi. Baru cari feel kuliah di power soalnya https://s-ssl.wordpress.com/wp-includes/images/smilies/icon_smile.gif

  7. ricky says:

    bagaimana cara buat inverter Grid Tie yah?
    saya punya solar cell 950WP, mau connect ke grid PLN 220Vac nih utk turunkan tagihan listrik

  8. Nalsdo says:

    ngeri-ngeri sedap tuh bro… ^_^
    tapi kalau dikaji lebih dalam sepertinya ada kemungkinan bisa ditindaklanjuti.
    Karena secara prinsip sudah dibukakan oleh teknologi PLC ( Power Line Carrier )
    (walaupun secara Technical Analysis mungkin berbeda ) …

    Salut ma “orang-orang kuat” di konversi ITB…
    ditunggu postingan berikutnya ya..

  9. rachmatg says:

    Ada yang mau minat riset PLC dengan teknologi 4G? Kami ada kerjasama dengan salah satu chipmaker yang mendesain 4G PLC dan sedang melaksanakan beberapa trial di bidang ini.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s