Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Pada era transisi menuju energi terbarukan, mikrogrid memainkan peran penting dalam menyediakan energi bersih dan berkelanjutan. Namun, tantangan utama yang sering dihadapi oleh mikrogrid adalah ketidaksesuaian antara sumber energi dan beban (source-load matching) serta aplikasi penyimpanan energi yang kurang optimal. Dalam konteks ini, artikel yang dibahas mengusulkan pendekatan optimasi dua tahap untuk meningkatkan koordinasi antara sumber energi, beban, dan penyimpanan energi pada mikrogrid yang terhubung dengan jaringan utama. Pendekatan ini tidak hanya mempertimbangkan efisiensi ekonomi, tetapi juga dampak lingkungan melalui pengurangan emisi karbon.
Tahap pertama dari pendekatan optimasi ini berfokus pada pengelolaan sisi permintaan (demand-side management/DSM). DSM adalah strategi penting dalam mengoptimalkan penggunaan energi dengan mengatur beban berdasarkan ketersediaan energi terbarukan dan kapasitas penyimpanan energi. Dalam model ini, baterai penyimpanan energi digunakan untuk meminimalkan beban bersih dari mikrogrid dan meningkatkan tingkat swasembada energi. Algoritma crisscross digunakan untuk mengoptimalkan proses ini, yang memungkinkan sistem untuk menyesuaikan permintaan energi sesuai dengan pasokan yang tersedia, sehingga mengurangi ketergantungan pada energi dari jaringan utama.
Tahap kedua berfokus pada model optimalisasi penjadwalan mikrogrid yang mencakup berbagai sumber energi, seperti angin, fotovoltaik, mikro-turbin gas, sel bahan bakar, dan baterai penyimpanan. Model ini dirancang untuk meminimalkan biaya operasional harian dan emisi karbon dari mikrogrid. Informasi yang diperoleh dari tahap DSM sebelumnya digunakan untuk mengoptimalkan penjadwalan sumber energi pada mikrogrid. Dalam tahap ini, algoritma multi-objektif gray wolf yang telah disempurnakan digunakan untuk mencapai keseimbangan optimal antara biaya ekonomi dan pengurangan dampak lingkungan.
Hasil simulasi yang dilakukan pada sebuah mikrogrid nyata di Fujian menunjukkan bahwa pengenalan DSM secara signifikan meningkatkan kinerja sistem. Melalui penggunaan baterai penyimpanan energi, tingkat pencocokan antara sumber energi dan beban meningkat, sehingga potensi respon permintaan dapat dimanfaatkan secara maksimal. Ini memungkinkan mikrogrid untuk mengelola sumber daya energi terbarukan dengan lebih efisien, meningkatkan tingkat penetrasi energi terbarukan dalam sistem.
Pendekatan optimasi dua tahap ini terbukti lebih unggul dibandingkan dengan optimasi satu tahap. Dalam pendekatan satu tahap, sistem mungkin tidak sepenuhnya memanfaatkan potensi respon permintaan dan penyimpanan energi, sehingga menghasilkan tingkat emisi karbon dan biaya operasional yang lebih tinggi. Dengan optimasi dua tahap, mikrogrid dapat beroperasi secara lebih efisien, mengurangi biaya operasional harian dan emisi karbon secara signifikan, serta memfasilitasi operasi ekonomi yang lebih ramah lingkungan.
Kesimpulannya, penelitian ini memberikan bukti kuat bahwa pengelolaan permintaan energi yang tepat, dikombinasikan dengan penjadwalan sumber energi yang optimal, dapat mengatasi tantangan ketidaksesuaian sumber-beban dan penyimpanan energi dalam mikrogrid. Melalui optimasi dua tahap ini, mikrogrid dapat meningkatkan penetrasi energi terbarukan, mengurangi biaya operasional, dan berkontribusi pada pengurangan emisi karbon, sehingga mendukung tujuan pembangunan ekonomi rendah karbon.
