Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Energi panas bumi memiliki potensi besar dalam mendukung transisi energi global menuju sumber energi yang lebih bersih dan terbarukan. Sebagai salah satu energi terbarukan yang dapat diandalkan, panas bumi mampu menyediakan pembangkit daya beban dasar yang stabil, aplikasi pemanasan dan pendinginan, serta memberikan manfaat ekonomi, terutama bagi wilayah yang bergantung pada bahan bakar fosil. Namun, pemanfaatan energi panas bumi masih belum maksimal meskipun potensinya besar. Penelitian ini menawarkan solusi inovatif dengan mengembangkan sistem panas bumi tipe biner untuk multigenerasi yang tidak hanya menghasilkan listrik, tetapi juga memproduksi air bersih melalui desalinasi air laut dan menyediakan air panas untuk kebutuhan domestik atau industri.
Sistem panas bumi biner yang dikembangkan dalam studi ini memanfaatkan siklus Rankine Organik (ORC) dengan isobutana sebagai fluida kerja. ORC ini digunakan untuk menghasilkan listrik secara efisien dari sumber panas bumi yang relatif rendah suhunya. Selain itu, sistem distilasi kilat digunakan untuk desalinasi air laut, menghasilkan air bersih yang sangat diperlukan terutama di daerah dengan sumber air terbatas. Pendekatan multigenerasi ini memperlihatkan bagaimana satu sumber energi panas bumi dapat digunakan untuk berbagai keperluan, sehingga meningkatkan efisiensi keseluruhan sistem.
Analisis termodinamika dalam studi ini memberikan gambaran komprehensif mengenai kinerja sistem yang dirancang. Dengan keluaran daya sebesar 2262 kW dan laju desalinasi air laut sebesar 11,09 kg/s, sistem ini menunjukkan efisiensi energi sebesar 23,5%. Selain itu, efisiensi eksergi, yang mempertimbangkan kualitas energi dalam proses, mencapai 28,9%. Ini adalah hasil yang signifikan, mengingat bahwa dalam banyak sistem energi terbarukan, efisiensi eksergi seringkali lebih rendah karena keterbatasan teknologi. Hasil ini menunjukkan bahwa sistem panas bumi biner yang dirancang dapat beroperasi dengan kinerja yang sangat kompetitif dibandingkan dengan sumber energi terbarukan lainnya.
Penelitian ini juga mengungkapkan efisiensi ORC yang cukup menarik, yaitu 7,9% untuk efisiensi energi dan 51,1% untuk efisiensi eksergetik. Meskipun angka efisiensi energi ORC tampak rendah, angka ini umum terjadi dalam teknologi Rankine Organik, terutama saat menggunakan fluida kerja dengan titik didih rendah seperti isobutana. Namun, efisiensi eksergetik yang lebih dari 50% menunjukkan bahwa sistem ini mampu memanfaatkan sumber panas bumi dengan sangat baik, meminimalkan kehilangan energi dalam proses konversi.
Sistem desalinasi kilat yang digunakan juga memberikan kontribusi penting dalam optimasi penggunaan energi panas bumi. Dengan efisiensi energi sebesar 9,3% dan efisiensi eksergetik sebesar 2,7%, meskipun ini mungkin tampak rendah dibandingkan dengan bagian lain dari sistem, efisiensi ini cukup baik mengingat proses desalinasi memerlukan energi yang sangat besar. Sistem ini memungkinkan air bersih diproduksi secara efisien, yang sangat penting di era perubahan iklim dan keterbatasan sumber daya air global.
Dalam penelitian ini, juga dilakukan berbagai studi parametrik untuk mengevaluasi pengaruh kondisi operasi yang berbeda terhadap efisiensi sistem. Hasil studi ini sangat penting untuk mengidentifikasi parameter operasi optimal yang dapat meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem secara keseluruhan. Dengan melakukan penyesuaian pada parameter seperti suhu dan tekanan fluida kerja, potensi peningkatan efisiensi dapat dicapai.
Secara keseluruhan, studi ini memberikan wawasan yang sangat berharga mengenai potensi energi panas bumi sebagai solusi multigenerasi. Penerapan teknologi ini tidak hanya akan mempercepat transisi energi bersih, tetapi juga memberikan manfaat sosial-ekonomi yang besar, terutama di wilayah dengan sumber daya air terbatas. Inovasi sistem panas bumi biner yang dirancang ini adalah langkah maju yang signifikan dalam pemanfaatan energi terbarukan yang lebih efisien dan berkelanjutan.
