Memadukan Beberapa Sumber Energi

Listrik disuplai dari jaringan 230 volts dan digunakan untuk memberi daya peralatan elektronik seperti komputer, printer, TV, sistem hi-fi, dan penerangan fluorescent.

Pada tahun mendatang, jaringan tenaga Jerman akan mengalami perubahan yang banyak dalam rangka untuk mengikuti permintaan dari bagian transformasi energi negara. Bagian kunci dari perubahan ini untuk sebuah ekonomi energi baru akan menjadi bentuk baru dari komponen dan sistem elektronik.

“Transformasi Energi” Jerman–transisi ke ekonomi energi baru–membutuhkan lebih dari perubahan sederhana ke sesuatu yang dapat diperbarui. Untuk mencapai tujuan negara dalam menghasilkan sekitar 80 persen kebutuhan energi dari sumber yang dapat diperbaharui pada tahun 2050, pembangkit tenaga juga harus dapat diperiksa dengan seksama secara lengkap. Ini tidak hanya sebuah pertanyaan dalam menciptakan jalur elektrik untuk meneruskan tenaga hingga jarak jauh : infrastruktur juga perlu untuk diadaptasi.

Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device technology IISB di Erlangen mengerjakan bagian mereka dengan mengembangkan komponen dan sistem berbasis pada elektronika daya performa tinggi. Di masa lalu, infrastruktur jaringan terdiri dari sejumlah kecil pembangkit tenaga terpusat yang besar, yang menghasilkan listrik yang kemudian didistribusikan ke seluruh pengguna.

Sekarang terdapat banyak dan makin banyak lagi generator skala kecil terhubung ke jaringan, di mana turbin angin, pembangkit biogas dan panel surya memberi daya dalam jumlah yang bervariasi di waktu yang berbeda. Untuk memastikan suplai tenaga tetap stabil dan dapat diandalkan selama jaringan di bawah perubahan kondisi, reengineering radikal dibutuhkan untuk menciptakan sebuah jaringan desentralisasi.

Dengan demikian sebuah jaringan akan meningkatkan efisiensi distribusi tenaga saat ini dengan sebuah pandangan untuk memanfaatkan sebagian besar energi yang ada.

“Perubahan harus dilakukan pada level dalam jumlah yang banyak, dari pembangkit tenaga utama Eropa dan jaringan distribusi ke pabrik-pabrik, perumahan, dan kendaraan elektrik,” kata Profesor Lothar Frey, direktur Fraunhofer IISB.

Perubahan potensial secara khusus tinggi di perumahan dan perkantoran. “Ketika Anda memikirkannya, bagaimana kami melakukan hal ini sekarang merupakan kegilaan. Listrik disuplai dari jaringan 230 volts dan digunakan untuk memberi daya peralatan elektronik seperti komputer, printer, TV, sistem hi-fi dan penerangan fluorescent.”

Mengkonversikan 230 volt alternating-current

“Hampir seluruh peralatan ini memiliki power supply unit (PSU) internal tersendiri yang mengkonversikan 230 volt alternating-current (AC) ke voltase direct-current (DC) yang dibutuhkan oleh peralatan tersebut. Karena PSU biasanya terbuat dari komponen murah untuk mengurangi biaya, efisiensi konversi mereka relattif rendah–dengan kata lain mereka mengubah bagian listrik ke panas yang tidak diinginkan. Hal ini pemborosan energi yang besar.”

Dalam kasus tertentu, akan lebih masuk akal untuk mengubah suplai jaringan 230-volt AC ke DC pada titik pusat di dalam gedung–dengan mendapat bantuan dari tenaga elektronik sangat efisien yang berkualitas tinggi. Apalagi, meningkatnya jumlah gedung yang sekarang dilengkapi dengan modul surya, yang secara alami menghasilkan DC.

Dibanding dengan mengubah keluaran mereka menjadi AC, seperti yang dilakukan sekarang, ini dapat memberi masukan langsung ke jaringan DC. Hal serupa juga diaplikasikan ke keluaran DC baterai penyimpanan surya.

Anda dapat memasang sebuah konvertor AC-to-DC dalam sirkuit kabel yang melayani kantor atau ruang keluarga anda. Para peneliti di IISB telah mengembangkan komponen untuk membuat ini mungkin secara teknis, termasuk sebuah konverter sebesar satu pak kartu permainan yang mampu melayani seluruh outlet tenaga dalam sebuah ruang keluarga, dan sebuah pengatur jaringan DC yang mampu melayani keseluruhan gedung kantor atau beberapa rumah keluarga tunggal. (Bahan diolah dari Power electronica for the energiewende tulisan Brigitte Röthlein, Fraunhofer 1/15)