Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam era transportasi udara berkelanjutan, pesawat lepas landas dan mendarat vertikal berbasis listrik (eVTOL) telah menjadi fokus inovasi untuk mengurangi emisi dan meningkatkan efisiensi energi. Studi ini memperkenalkan sistem hibrida baterai-sel bahan bakar (FBHS) sebagai sistem propulsi potensial untuk pesawat eVTOL CY300, yang dirancang untuk memperpanjang waktu jelajah dan meningkatkan kapasitas angkut. Sistem ini menggabungkan kekuatan baterai berenergi tinggi dengan sel bahan bakar berbasis hidrogen untuk menciptakan keseimbangan optimal antara daya dan berat, yang merupakan tantangan utama dalam desain pesawat listrik.
Dalam mengkaji kelayakan sistem FBHS ini, model matematika dikembangkan untuk mengevaluasi kinerja sistem dengan mempertimbangkan berbagai efek ireversibel. Salah satu temuan utama dari studi ini adalah bahwa peningkatan pada energi spesifik baterai, daya spesifik sel bahan bakar, dan rasio penyimpanan hidrogen dapat secara signifikan meningkatkan daya angkut pesawat. Hal ini menunjukkan bahwa sistem FBHS dapat menjadi solusi yang layak untuk penerbangan berkelanjutan, selama parameter-parameter utama seperti kapasitas baterai dan penyimpanan hidrogen terus ditingkatkan.
Analisis sensitivitas menunjukkan bahwa meskipun tangki hidrogen menambah bobot, sistem ini juga mampu memperpanjang waktu hovering pesawat, yang sangat penting untuk operasional eVTOL di perkotaan dengan ruang terbatas. Rasio penggunaan daya antara baterai dan sel bahan bakar (DoH) memainkan peran kunci dalam menyeimbangkan beban daya antara dua sumber energi. Hal ini memungkinkan pengoptimalan sistem yang lebih fleksibel berdasarkan kondisi operasional dan persyaratan desain. Dari perspektif sistem termal dan energi terbarukan, pemahaman mendalam terhadap parameter ini membuka jalan bagi pengembangan lebih lanjut teknologi penerbangan berbasis listrik.
Untuk mencapai waktu jelajah lebih dari 30 menit dan kapasitas angkut lebih dari 30%, sistem FBHS memerlukan baterai dengan energi spesifik lebih dari 500 Wh/kg dan sel bahan bakar dengan daya spesifik lebih dari 1000 W/kg. Ini menegaskan pentingnya pengembangan teknologi baterai dan sel bahan bakar yang lebih efisien, yang merupakan tantangan besar dalam bidang energi terbarukan. Teknologi penyimpanan hidrogen bertekanan tinggi sudah cukup baik untuk eVTOL jarak pendek, namun untuk penerbangan jarak jauh, hidrogen cair menjadi solusi ideal. Ini mencerminkan potensi besar hidrogen sebagai sumber energi terbarukan masa depan dalam transportasi udara.
Keberhasilan sistem propulsi FBHS tidak hanya bergantung pada teknologi baterai dan sel bahan bakar, tetapi juga pada kemajuan dalam teknologi penyimpanan hidrogen. Tantangan utama dalam desain eVTOL adalah menjaga keseimbangan antara daya yang dibutuhkan untuk lepas landas dan mendarat secara vertikal dengan bobot total pesawat. Di sinilah sistem hibrida menjadi kunci, karena memungkinkan penggunaan sumber daya yang lebih efisien dan memperpanjang durasi penerbangan tanpa mengorbankan kapasitas angkut.
Kesimpulannya, sistem hibrida baterai-sel bahan bakar untuk eVTOL menawarkan solusi transportasi udara yang lebih berkelanjutan, ramah lingkungan, dan hemat energi. Optimasi teknologi ini, termasuk peningkatan pada baterai, sel bahan bakar, dan penyimpanan hidrogen, dapat mempercepat adopsi eVTOL sebagai sarana transportasi udara yang efisien di masa depan. Studi ini memberikan wawasan berharga dalam desain dan pengembangan sistem propulsi yang dapat diimplementasikan dalam aplikasi nyata, dan menjadi langkah penting menuju transportasi udara yang lebih hijau dan efisien.
