Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam era perubahan iklim yang semakin nyata, pertumbuhan populasi dan peningkatan standar hidup telah menciptakan permintaan yang tinggi akan pangan. Namun, tantangan besar muncul ketika suhu rata-rata lingkungan meningkat akibat pemanasan global, terutama di daerah dengan iklim panas dan kering. Penelitian ini menawarkan solusi inovatif melalui pengembangan sistem rumah kaca terintegrasi yang berkelanjutan dan tangguh, yang dirancang untuk mengontrol iklim dalam rumah kaca agar tetap dalam rentang yang optimal untuk pertumbuhan tanaman.
Sistem yang diusulkan menggabungkan berbagai teknologi canggih, termasuk sistem fotovoltaik termal yang memanfaatkan transfer panas melalui proses boiling, penyimpanan energi termal berbasis material perubahan fase, serta sistem pendinginan absorpsi lithium bromide. Dengan memanfaatkan sumber energi terbarukan seperti radiasi matahari, udara ambient, dan pendinginan geotermal, sistem ini tidak hanya menyediakan pendinginan ruang, tetapi juga listrik, air untuk irigasi, dan pengondisian udara yang diperlukan untuk pertanian yang efisien.
Analisis termodinamika yang komprehensif dilakukan untuk mengevaluasi efisiensi energi dan eksrgi dari subsistem serta sistem secara keseluruhan. Hasil analisis menunjukkan efisiensi energi dan eksrgi keseluruhan masing-masing sebesar 43,36% dan 19,19%. Angka-angka ini menunjukkan bahwa sistem ini tidak hanya efisien dalam penggunaan energi, tetapi juga dalam memaksimalkan output yang dihasilkan, yang sangat penting dalam konteks pertanian berkelanjutan.
Salah satu inovasi kunci dalam sistem ini adalah atap selektif spektrum yang secara signifikan mengurangi beban pendinginan maksimum hingga 29,2% dibandingkan dengan atap rumah kaca konvensional. Ini menunjukkan bahwa dengan desain yang tepat, kita dapat mengurangi kebutuhan energi untuk pendinginan, yang merupakan salah satu tantangan utama dalam pengelolaan rumah kaca di iklim panas.
Di bawah kondisi iklim panas dan kering yang diteliti, sistem ini mampu menghasilkan 33,28 kW pendinginan, 29,3 kW listrik, 8,36 L/jam air irigasi terdehumidifikasi, dan 250 m3/jam udara ventilasi kering. Hasil ini menunjukkan potensi besar dari sistem terintegrasi ini dalam mendukung pertanian yang efisien dan berkelanjutan, terutama di daerah yang paling terpengaruh oleh perubahan iklim.
Analisis ekonomi yang dilakukan berdasarkan biaya siklus hidup menunjukkan bahwa sistem ini memiliki daya saing yang baik. Dengan biaya levelized untuk pendinginan, listrik, dan air masing-masing sebesar 0,021 USD/kWhc, 0,0366 USD/kWhele, dan 8,8 USD/m3, sistem ini menawarkan solusi yang tidak hanya ramah lingkungan tetapi juga ekonomis bagi petani dan pengusaha pertanian.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan wawasan yang berharga tentang bagaimana teknologi terintegrasi dapat digunakan untuk mengatasi tantangan pertanian di era pemanasan global. Dengan mengadopsi sistem yang berkelanjutan dan efisien ini, kita tidak hanya dapat meningkatkan produktivitas pertanian, tetapi juga berkontribusi pada upaya global untuk mengurangi dampak perubahan iklim. Inovasi seperti ini sangat penting untuk memastikan ketahanan pangan di masa depan dan keberlanjutan lingkungan.
