Energi Surya Penggerak Roda Pembangunan Masa Depan

Oleh: DR. Ir. Agus Puji Prasetyono, M.Eng.

Energi adalah sebuah kata yang tidak pernah henti diperguncingkan manusia di Dunia termasuk Indonesia, selama penghuni jagat ini masih menghendaki adanya kehidupan yang lebih baik dan berpindah dengan lebih cepat. Fenomena itu menguatkan energi baru dan terbarukan (EBT) menjadi penting ketika cadangan migas dan batubara menurun dan bahkan akan habis pada saatnya. Hal itu diperparah dengan meningkatnya pemakaian bahan bakar fosil untuk menjalankan kegiatan di berbagai proses produksi, transportasi dan rumah tangga. Bahkan banyak kalangan menilai peperangan antar bangsa kedepan dapat dipicu oleh perebutan sumber-sumber energi untuk kehidupan.

Karena pentingnya energi untuk keperluan hidup, pemerintah tidak tinggal diam, berbagai kebijakan telah dibuat agar energi dapat memenuhi kebutuhan, dimanfaatkan secara efektif, efisien dan berkeadilan. Secara umum prinsip dasar pembangunan energi adalah terletak pada perubahan paradigma dari “energi sebagai komoditas” menjadi “energi sebagai modal dasarnya pembangunan”. Sayangnya kebijakan ini belum tersosialisasikan dengan baik, sehingga sebagian besar masyarakat belum mengetahui dan akibatnya komoditas energi masih marak diperdagangkan di sejumlah wilayah. Dalam kebijakan energi nasional antara lain menegaskan bahwa Pemerintah mendorong peningkatan pemanfaatan energi baru dan terbarukan (EBT) dari yang terjadi saat ini sekitar lima persen dari total kebutuhan energi nasional menjadi 23 persen pada tahun 2025 dan 31 persen pada tahun 2050. Untuk proyeksi pemanfaatan energi matahari adalah sebesar 6,4 GigaWatt pada tahun 2025 dan 45 GigaWatt pada tahun 2050. Melihat hal ini, harapan besar bagi Industri energi surya untuk meningkatkan akselerasi produksinya dalam skala lebih besar. Proyeksi di atas juga menegaskan, tidak bisa tidak, sejak dasa warsa terakhir energi surya diteliti, dikembangkan dan dimanfaatkan sebagai energi alternatif terlebih ketika negara menghadapi persoalan tentang pemanasan global dan isu tentang pencemaran lingkungan.

Sumber energi surya memiliki beberapa jenis, antara lain thermal dan photovoltaik. Jenis thermal biasanya memanfaatkan panas energi matahari untuk disimpan dan digunakan ketika diperlukan, seperti pemanas air dan ruang dengan suhu terkondisi. Sedangkan jenis photovoltaik prinsipnya mengubah energi gelombang elektromagnetik matahari menjadi energi listrik, bisa digunakan untuk penerangan jalan, listrik rumah tangga, sumber energi untuk mobil listrik, energi penggerak jam tangan dan dinding, sumber energi untuk pelayanan umum, sumber energi untuk nelayan, bahkan penggerak mesin-mesin produksi. Namun hingga hari ini pemanfaatan energi surya terkesan pasang surut, ada pendapat yang mengatakan bahwa energi surya masih memiliki sejumlah masalah seperti pemeliharaan, efisiensi serta harga yang masih relatif mahal. Kenapa ??

Lemahnya kontribusi lembaga bisnis dan inovasi

Peningkatan pemanfaatan energi matahari untuk kegiatan produktif tidak akan ada artinya jika teknologi ini tidak dengan sepenuhnya dikuasai oleh industri dalam negeri dan masyarakat, yang akibatnya masyarakat hanya akan menjadi penonton dan penikmat teknologi yang diproduksi oleh bangsa lain. Meskipun saat ini ada sejumlah perusahaan yang bergerak dibidang industri solarcell di Indonesia, namun kenyataannya belum ada satu perusahaan pun yang dapat melakukan proses inovasi di seluruh rantai nilai hulu-hilir. Secara umum perusahaan yang bergerak di bidang penyediaan solarcell ini masih sebatas merakit mulai dari cell hingga menjadi modul solarcell yang siap dipasarkan, sedangkan cell diimpor dari negara lain.

Meningkatkan Inovasi Sollarcell

Energi listrik yang dibangkitkan oleh sebuah solarcell berasal dari lembaran semikonduktor, yang secara sederhana komponen ini mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Ada dua jenis solarcell yang umum dipakai sebagai pembangkit, yaitu monocrystallin dan polycrystalline. Ukuran monocrystalline biasanya dibentuk tergantung dari disain yang diminta sesuai kebutuhan seperti berbentuk genting, kontur jendela, bahkan bulat seperti bola. Namun untuk polycrystalline secara umum berbentuk persegi dengan ukuran 10 sampai 15 cm persegi. Monocrystalline silicon mempunyai efisiensi 12 sampai 15 persen, sedangkan polycrystalline silicon mempunyai efisiensi 10 sampai 13 persen. Jenis lain penangkap energi matahari adalah amorphous silicon yang mempunyai efisiensi 6 sampai 9 persen. Polycrytalline silicon berkembang pesat karena paling simpel dalam mendesain, menyusun dan melakukan perawatan selnya. Dengan penemuan metode-metode baru akhir-akhir ini, efisiensi dari polycrystalline silicon dapat mencapai 16.0 persen sedangkan monocrystalline dapat mencapai lebih dari 17 persen sampai 21 persen

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh sebuah solarcell sangat kecil. Untuk memperoleh tenaga listrik dengan jumlah yang besar maka beberapa solarcell harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut modul, pada umumnya daya listrik maksimum yang dihasilkan mencapai 130 Watt setiap modul. Jika sebuah modul masih belum cukup besar untuk menghasilkan tenaga listrik, maka beberapa modul perlu digabung sehingga menjadi Array. Sebagai contoh untuk menghasilkan listrik sebesar satu kilo watt membutuhkan array seluas kira-kira 7 sampai 10 meter persegi. Semakin besar kapasitas pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) semakin luas array yang harus dibentang.

Metoda membuat produk solarcell tidak terlalu sulit, bahan bakunya adalah silikon yang tersebar luas dan mudah didapat di Indonesia. Di alam, silikon biasanya terikat dalam bentuk pasir Silika (SiO2), yang dapat dipisahkan melalui berbagai tahap yang harus dilakukan secara runut. Pertama, Pasir Silika dibuat menjadi Silikon, tahap ini merupakan tahap awal, dimana pasir yang ada di alam diolah menggunakan “smelter” dan dengan proses oksidasi maka silika dalam proses ini dapat ditransformasi menjadi silikon murni. Kedua merupakan proses Silikon menjadi Inggot, dalam tahap ini diperlukan peralatan yang disebut electric furnace untuk mencairkan bubuk silikon yang kemudian dicampur dengan bahan tertentu sedemikian sehingga menjadi N-tipe atau P-tipe. N-tipe adalah bahan dasar solar cell berjenis negatif dan P-tipe adalah bahan dasar solarcell berjenis positif. Setelah dicampur dengan bahan-bahan tersebut lalu didinginkan menjadi Inggot. Ketiga adalah proses Inggot menjadi solarcell, dengan menggunakan Diamond Wire Slicing Machine, inggot dipotong dengan ketebalan sekitar 0.8 sampai 1 mm menjadi solarcell berbentuk segi empat dengan sisi-sisi ukuran 10 sampai 15 cm. Keempat adalah solarcell menjadi Modul, setelah solarcell dilakukan proses laminating maka dilakukan penggabungan baik secara paralel maupun seri sehingga membentuk sebuah modul. Kelima, Modul menjadi Array.

Meskipun teknologi dan inovasi energi surya telah dikuasai secara akademik oleh para peneliti dan tenaga ahli di Indonesia, namun di level industri, hingga saat ini umumnya baru dalam tingkat merakit modul dari sejumlah solarcell yang diimpor dari luar negeri. Para pengusaha belum tertarik untuk berkiprah di industri hulu karena sejumlah alasan yang tidak hanya disebabkan pasar yang belum stabil, kebijakan pemerintah yang belum jelas dan kecenderungan prioritas pada energi fosil tetapi juga karena investasi untuk industri hulu cukup mahal.

Bagi Indonesia yang telah mengubah paradigma bahwa “energi sebagai modal pembangunan” maka tidaklah mungkin energi surya hanya dikuasai ditingkat hilir, melainkan seluruh rantai inovasi yang menghasilkan nilai tambah tinggi secara mutlak harus dikuasai. Karena itu infrastruktur dan sumberdaya manusia terampil harus disiapkan yaitu antara lain infrastruktur yang terkait dengan peralatan smelter yang berfungsi memproduk bubuk silikon murni, peralatan electrical furnace untuk membuat inggot dari serbuk silikon dan diamond wire cutting machine yang digunakan untuk membuat solarcell dari inggot. Namun juga pemerintah harus menyiapkan program studi yang diperlukan untuk kepentingan ini seperti politeknik dan akademi vokasi.

System Inovasi

Meskipun Proses inovasi solarcell dapat dilakukan dengan sempurna, dilihat dari aspek manajemen inovasi, masih ada beberapa faktor yang dapat menghambat produk inovasi dan alih teknologi, yang dapat mengakibatkan dampak pada kegagalan pasar, antara lain : (a) apakah teknologi yang digunakan selaras dengan kemampuan tenaga kerja, berkualitas cukup, efisien serta memiliki delivery yang baik, (b) sejauh mana Organisasi yang didedikasikan untuk mengelola proses inovasi ini dapat berjalan secara efektif dan efisien, (c) bagaimana dengan partnership yang dibangun, apakah telah memenuhi unsur bisnis, akademis dan regulasi, (d) mampukah manajemen menanggung resiko yang dihadapi terutama terkait dengan bidang riset dan pengembangan yang memiliki kemungkinan kegagalan dan implikasi biaya tinggi dan (e) apakah produk yang diciptakan benar-benar sesuai dengan kebutuhan pasar, dalam jumlah yang cukup, jangkauan akses yang mudah, serta harga yang pantas.

Untuk mengatasi hal ini, peran pemerintah, dunia usaha serta akademisi mutlak diperlukan. Pemerintah berfungsi memberi iklim kondusif, regulasi yang mendukung serta skema pendanaan yang layak. Akademisi melakukan fungsinya terutama untuk meningkatkan kapasitas dan kesiapan teknologi yang sesuai dan sistem inovasi, meningkatkan kapasitas sumber daya manusia, melakukan pendidikan dan diklat khusus. Dunia Usaha melakukan fungsinya terutama dalam melakukan penyelarasan produk teknologi dengan pasar, membuka cakrawala pemasaran yang luas, strategi pemasaran dan penyediaan suku cadang. Industri melakukan fungsinya untuk memproduk secara masal dengan tetap mengutamakan Quality, Cost and Delivery (QCD).

Implikasi

Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi, Kementerian Perindustrian, Kementerian ESDM, BPPT serta institusi lain yang terkait dengan pengembangan energi surya bersama-sama dengan Dunia Usaha dapat segera melakukan perencanaan baik ditingkat makro, meso dan mikro, memberi ruang dalam bentuk insentif, memperbaiki regulasi, membuat Roadmap serta program dan kegiatan secara terstruktur dan komprehensif melalui konsorsium dan kolaborasi yang sinergis. Karena itu dalam RPJMN dan Renstra bahkan kegiatan kedepan harus cukup memberi ruang untuk program kemandirian Teknologi dan Inovasi di bidang Energi Surya.

Penulis adalah Staf Ahli Menteri Bidang Relevansi dan Produktivitas, Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi, Republik Indonesia.

Sumber : Dewan Energi Nasional (DEN)