Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam era perubahan iklim dan kebutuhan akan ketahanan pangan yang semakin mendesak, inovasi dalam pertanian berkelanjutan menjadi sangat penting. Salah satu solusi yang menarik perhatian adalah pengembangan rumah kaca agrivoltaik, yang mengintegrasikan panel fotovoltaik (PV) dengan sistem pertanian. Penelitian ini menyoroti sebuah ‘test cell’ yang dirancang untuk memanfaatkan limbah panas dari panel PV, yang tidak hanya berfungsi sebagai atap, tetapi juga sebagai sumber energi untuk memperpanjang musim tanam. Dengan memanfaatkan energi matahari secara efisien, rumah kaca ini menawarkan potensi besar untuk meningkatkan produktivitas pertanian di daerah dengan iklim yang lebih dingin.
Pengukuran yang dilakukan selama satu tahun mencakup berbagai parameter penting seperti kelembapan relatif, suhu udara internal, radiasi matahari yang masuk, kecepatan angin, dan arah angin. Data ini sangat penting untuk memahami dinamika termal dan kelembapan dalam rumah kaca. Dengan menggunakan model transportasi panas dan kelembapan yang bersifat transien, serta model bayangan, peneliti dapat memvalidasi hasil eksperimen dan mendapatkan wawasan yang lebih dalam mengenai kinerja sistem. Hal ini menunjukkan pentingnya pendekatan berbasis model dalam merancang dan mengoptimalkan sistem pertanian yang berkelanjutan.
Salah satu temuan menarik dari penelitian ini adalah bahwa suhu udara di dalam test cell umumnya lebih tinggi dibandingkan dengan suhu lingkungan di sekitarnya. Dengan suhu di dalam rumah kaca yang tetap di atas titik beku selama 36% lebih sedikit dari tahun rata-rata, ini menunjukkan bahwa sistem ini efektif dalam menjaga kondisi mikro yang mendukung pertumbuhan tanaman. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa tanaman kale (Brassica oleraceae), yang dikenal sebagai tanaman toleran bayangan, dapat tumbuh dengan baik di dalam test cell selama musim dingin. Ini adalah langkah maju yang signifikan dalam upaya untuk memperpanjang musim tanam dan meningkatkan ketahanan pangan.
Namun, penelitian ini juga mengungkapkan tantangan yang harus dihadapi dalam pengembangan rumah kaca agrivoltaik. Salah satu isu yang diidentifikasi adalah bahwa meskipun memperbesar ukuran rumah kaca dapat meningkatkan suhu udara di dalamnya, penggunaan panel PV untuk memenuhi kebutuhan listrik dapat mengurangi suhu tersebut. Hal ini menunjukkan adanya trade-off yang perlu dipertimbangkan dalam desain sistem agrivoltaik. Oleh karena itu, penting untuk melakukan analisis yang lebih mendalam mengenai keseimbangan antara produksi energi dan kebutuhan termal untuk pertumbuhan tanaman.
Dari perspektif teknik sistem termal dan energi terbarukan, penelitian ini memberikan wawasan berharga tentang bagaimana teknologi dapat diintegrasikan untuk menciptakan solusi yang berkelanjutan. Penggunaan model simulasi untuk mengeksplorasi berbagai parameter desain menunjukkan pendekatan yang sistematis dan berbasis data dalam pengembangan teknologi pertanian. Ini juga membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut dalam mengoptimalkan desain rumah kaca agrivoltaik agar lebih efisien dan efektif.
Keberhasilan sistem ini tidak hanya bergantung pada teknologi, tetapi juga pada penerimaan dan adopsi oleh petani. Edukasi dan pelatihan bagi petani tentang manfaat dan cara mengoperasikan sistem agrivoltaik sangat penting untuk memastikan keberlanjutan dan keberhasilan implementasi. Dengan dukungan kebijakan yang tepat dan investasi dalam penelitian dan pengembangan, rumah kaca agrivoltaik dapat menjadi solusi yang menjanjikan untuk tantangan pertanian modern.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan potensi besar dari rumah kaca agrivoltaik dalam meningkatkan efisiensi pertanian dan memanfaatkan sumber daya energi terbarukan. Dengan terus mengembangkan dan mengoptimalkan teknologi ini, kita dapat menciptakan sistem pertanian yang lebih berkelanjutan dan resilient terhadap perubahan iklim, sekaligus memenuhi kebutuhan pangan global yang terus meningkat. Inovasi seperti ini adalah langkah penting menuju masa depan pertanian yang lebih hijau dan berkelanjutan.
