Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Energi panas bumi merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang melimpah dan banyak diakses di seluruh dunia. Penelitian ini mengkaji tiga siklus geotermal dari perspektif hukum pertama dan kedua termodinamika, serta melakukan analisis eksergoekonomi dan eksergoenvironmental. Ketiga siklus yang diteliti, yakni siklus A, B, dan C, merupakan siklus trigenerasi yang mampu menghasilkan listrik, beban pendinginan, dan air panas domestik. Sistem ini secara teoritis dirancang untuk menopang operasional fasilitas olahraga, yang menuntut kinerja tinggi dan efisiensi energi berkelanjutan.
Penelitian ini menggunakan simulasi perangkat lunak Engineering Equation Solver (EES) dan telah divalidasi dengan referensi terpercaya. Dari hasil analisis termodinamika, siklus C terbukti memiliki kinerja terbaik dibandingkan siklus A dan B, terutama jika dilihat dari hukum pertama dan kedua termodinamika. Siklus C juga menunjukkan performa yang memuaskan dari sudut pandang eksergoekonomi, menjadikannya pilihan unggul untuk aplikasi yang memerlukan trigenerasi.
Pada siklus C, efisiensi energi, efisiensi eksergi, dan daya keluaran bersih masing-masing tercatat sebesar 69,75%, 29,79%, dan 68,8 kW. Angka-angka ini menunjukkan bahwa sistem ini sangat efisien dalam mengonversi energi panas bumi menjadi energi listrik dan termal. Efisiensi eksergi yang lebih rendah dibandingkan efisiensi energi menunjukkan adanya kerugian energi yang tidak bisa dihindari, tetapi tetap dalam batas yang dapat diterima untuk sistem energi terbarukan yang kompleks.
Dari segi eksergoekonomi, analisis menunjukkan bahwa biaya produk yang dihasilkan oleh siklus C adalah 160,4 $/GJ, sementara kerusakan eksergi tercatat sebesar 150,45 kW. Ini mengindikasikan bahwa meskipun terdapat kerugian energi yang substansial, biaya energi per unit produk tetap kompetitif dan layak untuk diadopsi dalam fasilitas yang memerlukan daya dan pemanasan dalam skala besar, seperti arena olahraga. Analisis ini penting untuk memastikan bahwa siklus geotermal tidak hanya efisien dari segi teknis tetapi juga ekonomis dalam pengoperasiannya.
Selain itu, studi eksergoenvironmental juga dilakukan untuk menilai dampak sistem ini terhadap lingkungan. Analisis ini mencakup parameter-parameter lingkungan terkait dengan kerusakan eksergi dan emisi karbon yang dihasilkan. Meskipun siklus geotermal dianggap sebagai sumber energi bersih, penting untuk mempertimbangkan efek lingkungan dari setiap teknologi energi, terutama dalam kaitannya dengan limbah panas dan potensi emisi gas rumah kaca.
Dalam studi ini, dilakukan juga optimasi multi-objektif 3D untuk menemukan kondisi operasi yang optimal dengan mempertimbangkan parameter-parameter target, seperti efisiensi, biaya, dan dampak lingkungan. Optimasi ini sangat penting untuk mencapai keseimbangan antara kinerja teknis, biaya ekonomi, dan keberlanjutan lingkungan, yang semuanya menjadi tujuan utama dalam penggunaan energi terbarukan.
Kesimpulannya, siklus C dari sistem geotermal ini menawarkan solusi trigenerasi yang sangat efisien dan layak secara ekonomi untuk menopang operasional fasilitas olahraga. Dengan efisiensi energi yang tinggi, biaya yang terukur, serta dampak lingkungan yang terkendali, sistem ini memiliki potensi besar untuk diterapkan pada skala yang lebih luas dalam rangka memenuhi kebutuhan energi berkelanjutan di berbagai sektor. Penelitian ini menjadi dasar yang kuat untuk pengembangan teknologi energi terbarukan, khususnya dalam penggunaan energi panas bumi untuk aplikasi trigenerasi di masa depan.
