Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Pemanasan global telah menjadi isu utama yang menyebabkan berbagai permasalahan lingkungan dan sosial dalam beberapa dekade terakhir. Salah satu solusi yang sering dibahas adalah pemanfaatan energi terbarukan. Dalam penelitian ini, sistem multigenerasi yang menggunakan berbagai teknologi berbasis energi terbarukan, seperti pembangkit tenaga surya terkonsentrasi (concentrated solar power), siklus Brayton, siklus Rankine, siklus Rankine organik, absorption chiller, desalinisasi single-stage flash, sistem desalinisasi humidification-dehumidification (HDH), serta elektrolizer PEM untuk memproduksi tenaga listrik, pendinginan, air desalinasi, dan hidrogen.
Sistem ini dimodelkan menggunakan perangkat lunak EES (Engineering Equation Solver), yang secara komprehensif mensimulasikan efisiensi energi dan eksergi dari seluruh proses. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi energi total dari sistem ini adalah 46,6%, sementara efisiensi ekserginya mencapai 43,11%. Angka-angka ini menunjukkan tingkat optimasi yang sangat baik mengingat kompleksitas sistem multigenerasi yang memadukan berbagai siklus dan proses termal.
Dari segi produksi tenaga listrik, sistem ini mampu menghasilkan total daya sebesar 7533 kW. Ini merupakan pencapaian yang signifikan dalam konteks sistem energi terbarukan, di mana daya yang dihasilkan tidak hanya dari satu sumber tetapi dari kombinasi beberapa siklus dan proses. Hal ini menunjukkan potensi besar dari sistem multigenerasi untuk mengatasi kebutuhan energi dalam berbagai aplikasi, termasuk untuk menghasilkan daya, pendinginan, air bersih, serta hidrogen sebagai sumber energi alternatif.
Untuk lebih mengoptimalkan kinerja sistem, data hasil simulasi dari EES kemudian dimasukkan ke perangkat lunak MATLAB, di mana dilakukan optimasi multi-objektif menggunakan algoritma genetika. Optimasi ini bertujuan untuk memaksimalkan efisiensi eksergi dan meminimalkan biaya operasi sistem. Hasil optimasi menunjukkan adanya peningkatan produksi daya menjadi 7628 kW, dengan efisiensi energi dan eksergi masing-masing sebesar 46,1% dan 42,1%. Meskipun terdapat sedikit penurunan dalam efisiensi eksergi, peningkatan produksi daya menunjukkan bahwa sistem ini mampu bekerja lebih efisien setelah melalui tahap optimasi.
Dari sudut pandang termal, sistem multigenerasi ini menunjukkan potensi besar dalam hal efisiensi energi dan eksergi. Siklus Brayton dan Rankine berkontribusi pada produksi daya yang efisien, sementara siklus Rankine organik memberikan tambahan efisiensi pada suhu yang lebih rendah. Kombinasi antara absorption chiller dan teknologi desalinisasi memungkinkan pemanfaatan energi yang dihasilkan tidak hanya untuk keperluan listrik, tetapi juga untuk pendinginan dan penyediaan air bersih, menjadikan sistem ini sangat relevan dalam konteks kebutuhan energi multifungsi di masa depan.
Selain itu, elektrolizer PEM dalam sistem ini memberikan kontribusi penting dalam produksi hidrogen, yang dianggap sebagai salah satu solusi jangka panjang untuk energi bersih dan terbarukan. Hidrogen yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar bersih untuk transportasi, industri, atau sebagai penyimpanan energi jangka panjang. Dengan demikian, integrasi teknologi hidrogen ke dalam sistem multigenerasi ini memperluas spektrum manfaat yang dapat dihasilkan dari energi terbarukan.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan potensi besar dalam pengembangan sistem multigenerasi berbasis energi terbarukan. Dengan optimasi yang tepat, sistem ini tidak hanya mampu menghasilkan daya dan energi pendingin yang signifikan, tetapi juga memberikan solusi untuk pengelolaan air bersih dan produksi hidrogen. Dengan tantangan global terhadap perubahan iklim dan kebutuhan akan energi bersih, sistem multigenerasi seperti yang diusulkan dalam penelitian ini dapat menjadi bagian penting dari solusi energi berkelanjutan di masa depan.
