Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam konteks pertanian modern, tantangan untuk memenuhi kebutuhan pertanian semakin kompleks, terutama di daerah yang mengalami cuaca panas, kekurangan air tawar, dan tanah yang tidak cocok untuk bercocok tanam. Penelitian ini menawarkan solusi inovatif melalui desain dan analisis sistem pemulihan ion yang didorong oleh energi terbarukan untuk rumah kaca hidroponik. Dengan memanfaatkan sumber daya yang ada, sistem ini tidak hanya berfokus pada pemulihan ion yang bermanfaat dari limbah brine desalinasi, tetapi juga menyediakan pupuk yang diperlukan untuk pertanian hidroponik, menjadikannya solusi yang berkelanjutan dan efisien.
Sistem multigenerasi yang dirancang dalam penelitian ini mengintegrasikan energi angin dan sel bahan bakar suhu tinggi untuk menghasilkan listrik secara terus-menerus. Selain itu, energi termal matahari juga dimanfaatkan untuk menghasilkan panas yang diperlukan bagi unit pendinginan absorpsi. Pendekatan ini menunjukkan bagaimana kombinasi berbagai sumber energi terbarukan dapat meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan sistem pertanian, terutama dalam konteks hidroponik yang sangat bergantung pada kualitas air dan nutrisi.
Analisis termodinamika yang dilakukan dalam penelitian ini sangat penting untuk memahami kinerja sistem secara keseluruhan. Dengan menulis persamaan keseimbangan energi, entropi, dan eksrgi, peneliti dapat mengevaluasi efisiensi dari setiap subsistem serta sistem secara keseluruhan. Hasil analisis menunjukkan bahwa efisiensi energi dan eksrgi sistem masing-masing adalah 16,1% dan 13,4%, yang menunjukkan potensi untuk perbaikan lebih lanjut dalam desain dan operasional sistem.
Salah satu aspek menarik dari penelitian ini adalah analisis sensitivitas yang dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh berbagai parameter, seperti laju aliran massa, salinitas, dan rasio pemulihan terhadap kinerja sistem. Dengan memahami bagaimana faktor-faktor ini mempengaruhi efisiensi, peneliti dapat memberikan rekomendasi yang lebih baik untuk pengembangan sistem di masa depan. Ini adalah langkah penting dalam menciptakan sistem yang tidak hanya efisien tetapi juga dapat diadaptasi dengan kondisi lokal yang berbeda.
Output dari sistem ini menunjukkan potensi yang signifikan dalam pemulihan ion yang diperlukan untuk pertanian hidroponik. Dengan laju aliran massa ion yang dipulihkan, seperti Sodium (Na), Sulfat (SO4), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), dan Kalium (K), sistem ini dapat menyediakan nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Hal ini sangat relevan dalam konteks pertanian berkelanjutan, di mana pemanfaatan sumber daya lokal dan pengurangan limbah menjadi prioritas utama.
Keberhasilan sistem ini tidak hanya terletak pada efisiensi teknisnya, tetapi juga pada dampak lingkungan yang positif. Dengan memanfaatkan limbah brine desalinasi dan mengintegrasikan sumber energi terbarukan, sistem ini berkontribusi pada pengurangan jejak karbon dan penggunaan sumber daya yang lebih bijaksana. Ini adalah langkah maju yang signifikan dalam menciptakan sistem pertanian yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan wawasan yang berharga tentang bagaimana teknologi dan inovasi dapat digunakan untuk mengatasi tantangan dalam pertanian, terutama di daerah yang kurang beruntung. Dengan pendekatan yang terintegrasi dan berkelanjutan, sistem pemulihan ion berbasis energi terbarukan ini tidak hanya menjawab kebutuhan pertanian hidroponik, tetapi juga membuka jalan bagi solusi yang lebih inovatif dan efisien di masa depan.
