Optimalkan Kekuatan yang Beragam

Kita mendapatkan listrik dari berbagai sumber: campuran beragam energi terbarukan, gabungan panas bumi dan pembangkit listrik, pembangkit listrik konvensional dengan bahan bakar batubara atau nuklir. Jika campuran sumber daya itu digunakan secara cerdas dan bijak, kita dapat lebih hemat biaya, menurunkan harga, dan membuat pasokan listrik lebih andal. Para pengelola listrik—utamanya PLN—harus semakin kreatif menghadapi era interkoneksi jaringan listrik antaranggota ASEAN yang akan terwujud pada tahun 2018.

Bukan hanya Indonesia yang sering mengalami pemadaman listrik secara besar-besaran. Beberapa negara di Eropa pernah mengalaminya sehingga lebih 10 juta orang beraktivitas dalam kegelapan. Daya listrik terputus di beberapa negara seperti di Jerman, Perancis, Belgia, Italia, Austria, dan Spanyol yang berlangsung lebih dua jam. Maroko pun terkena dampaknya.

Kenapa hal itu bisa terjadi di negara barat yang berteknologi sangat maju dan modern? Semuanya berawal dari diputusnya aliran listrik saluran tegangan tinggi di Emsland, Lower Saxony, yang memicu reaksi berantai di seluruh jaringan di negar-negara yang saling tersambungkan jaringan.

Bagaimana saluran listrik di utara Jerman yang berhubungan dengan pasokan listrik di Maroko? Pada dasarnya, tenaga listrik perlu dihasilkan dan disalurkan kepada konsumen tepat pada saat dibutuhkan. Jika keseimbangan kebutuhan listrik terganggu, integritas sistem jaringan keseluruhan terpapar pada risiko yang terjadi.

Setiap jaringan distribusi menjadi bagian dari aliran energi yang dihasilkan dalam jaringan. Akibatnya, kegagalan transmisi di salah satu bagian dari infrastruktur yang saling terkoneksi itu memengaruhi jaringan distribusi di sekitarnya, yang memengaruhi jaringan distribusi yang lain, dan terus berlanjut. Contohnya kasus terburuk yang mematikan daya listrik sepanjang jalan dari Laut Utara hingga Maroko. Stasiun transmisi dan penyimpanan penyangga dapat membantu menyeimbangkan aliran dalam keadaan darurat.

Bahkan pada skala lokal, kebutuhan untuk menyeimbangkan output dan konsumsi tumbuh secara lebih akut, karena alih-alih memiliki sejumlah kecil pembangkit listrik besar yang memasok listrik ke dalam jaringan sesuai dengan permintaan, listrik kini dipasok oleh produsen kecil yang jumlahnya semakin banyak. Tren itu didorong oleh peningkatan efisiensi fasilitas pembangkit listrik dan meningkatnya penggunaan sumber energi terbarukan. Secara politik hal itu diinginkan dan benar-benar penting dari segi kebutuhan untuk memerangi perubahan iklim.

“Pengenalan teknologi baru seperti turbin angin menghadirkan permintaan baru pada jaringan distribusi tenaga listrik, yang kini harus bisa menyerap level listrik yang dihasilkan yang selalu fluktuatif,” kata Dr. Thomas Schlegl yang mengelola Aliansi Energi Fraunhofer.

Di tempat tertentu, keragaman baru ini dianggap sebagai ancaman terhadap stabilitas infrastruktur listrik. Namun, hal itu memberi kita prospek untuk bisa menstabilkan jaringan distribusi tegangan rendah individual pada tingkat regional, dan bahkan membuat mereka terus beroperasi pada saat jaringan distribusi tegangan tinggi mengalami kegagalan, demikian Schlegl menekankan.

Dia lebih suka melihat manfaat positif dari campuran cerdas sumber energi. Keuntungannya adalah bahwa hal itu memungkinkan operator mengurangi biaya energi, mendorong pengguna listrik untuk membantu menyebarkan beban pada jaringan distribusi melalui sistem fleksibel dengan harga real-time, dan untuk meningkatkan stabilitas jaringan dan tentu saja reliabilitas pasokan listrik.

Berinvestasi pada sistem komunikasi elektronik

Agar hal ini dimungkinkan, kita memerlukan “jaringan listrik pintar”. Apa artinya “jaringan listrik pintar” dalam praktIk yang ditunjukkan oleh sebuah proyek uji coba di Stutensee dekat Karlsruhe, Jerman. Tanpa meningkatkan kapasitasnya, jaringan bisa menerima input dari sejumlah besar sumber terdistribusikan-dalam hal ini terutama photovoltaics, atau panel surya-berkat kendali dan pengelolaan cerdas.

“Pada akhirnya, uang yang dihabiskan untuk sistem komunikasi elektronik adalah investasi yang lebih bijaksana daripada memasang kabel tembaga baru untuk mengatasi meningkatnya permintaan,” kata Thomas Schlegl.

Sistem manajemen daya inovatif yang melayani komunitas yang terdiri dari sekitar 100 rumah tangga mencegah terjadinya puncak dari yang terjadi pada level voltase menengah-tinggi dari jaringan. Utilitas daya lokal, MVV dari Mannheim, mempertegas bahwa beban puncak telah berkurang hingga 35% seperti yang diperkirakan.

Jenis sistem kontrol itu dibangun berdasarkan satu set algoritma yang memberi ruang pada jaringan distribusi untuk beradaptasi dengan permintaan–Sistem memerhitungkan berapa banyak daya yang sedang masuk ke dalam jaringan di berbagai titik berbeda dan berapa banyak yang dikonsumsi. Ini bahkan termasuk data meteorologi karena angin kencang juga berarti output daya yang lebih tinggi dari turbin angin.

Pengaruh yang dapat dihasilkan kondisi cuaca terhadap harga pasar yang dapat dinegosiasikan secara bebas untuk listrik telah ditunjukkan pada pertengahan Januari 2007 ketika harga spot turun ke 0 sen pada suatu Minggu pagi setelah hujan badai pada malam sebelumnya, mengantisipasi rendahnya permintaan secara umum oleh pengguna pada akhir pekan itu.

Operator jaringan lebih suka memanfaatkan produksi mereka dengan cara seperti ini daripada risiko kelebihan beban dalam jaringan distribusi. Cara yang lebih cerdik dan bermanfaat dalam mengeksploitasi puncak semacam itu dalam kapasitas produksi diilustrasikan oleh proyek lokal yang dilaksanakan oleh Institut Fraunhofer untuk Sistem Energi Surya ISE.

Proyek itu dinamai Waschen mit der Sonne yang secara kasar diterjemahkan sebagai “mencuci pakaian dengan sinar matahari”. Proyek itu menggunakan ponsel pengiriman pesan singkat untuk memperingatkan pengguna ketika sejumlah besar energi matahari sedang diproduksi.

Siapa pun yang menanggapi panggilan untuk ke luar dengan mulus dari puncak dalam konsumsi energi diapresiasi dengan insentif uang. Untuk bisa membuat penawaran semacam itu, utilitas memerlukan sistem komunikasi elektronik yang canggih. Inilah sebabnya mengapa Aliansi Energi Fraunhofer kian memfokuskan kegiatannya pada teknologi manajemen energi.

“Sistem tersebut memungkinkan berbagai produsen listrik terdistribusikan di suatu wilayah bisa terhubungkan untuk membentuk sebuah pembangkit listrik virtual,” jelas Thomas Schlegl. Keuntungan dari pendekatan ini tak terbantahkan: infrastruktur pembangkit listrik di Jerman sangat membutuhkan belanja modal yang cukup besar untuk modernisasi—ini sangat bergantung pada pemasok asing sumber energi primer seperti minyak bumi dan gas alam, dan harga energi cenderung meningkat tajam sebagai akibat dari meningkatnya permintaan di seluruh dunia dan menurunnya ketersediaan pasokan listrik.

Manajemen daya listrik adalah salah satu cara menggunakan sumber daya energi secara lebih efisien–agak terpisah dari banyak faktor lain termasuk program renovasi bangunan yang ditujukan untuk meningkatkan efisiensi energi, atau program pembangunan untuk meningkatkan efisiensi konversi teknologi yang berhubungan dengan energi.

Akan tetapi, bagaimana bisa produsen listrik menguji sistem baru sebelum mulai online? Di Hannover Fair, Jerman, Institut Fraunhofer untuk Pengolahan Informasi dan Data IITB/AST dan Institut Fraunhofer untuk Teknologi Lingkungan, Keselamatan dan Energi UMSICHT akan menampilkan laboratorium jaringan listrik baru, di mana jaringan listrik dan konsep yang digunakan untuk mengelolanya dapat disimulasikan sebagai sarana mengoptimalkan algoritma yang menjadi landasannya. Laboratorium ini kemungkinan akan menjadi daya tarik khusus bagi operator jaringan distribusi tegangan tinggi dan menengah-tinggi, serta produsen sistem regulasi daya listrik.