Sumber daya energi surya dibidang pertania

I.            PENDAHULUAN

Pada zaman ini banyak terdapat alternatif bagi penghematan produk alam. Misalnya pada pemanfaatan energi matahari pada bidang pertanian, seperti solar cell, photovoltaic dan rumah kaca yang umumnya banyak dijumpai di berbagai negara.  Cadangan energi yang berasal dari bahan bakar fosil diseluruh dunia diperkirakan hanya sampai 40 tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Kondisi keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia dari tahun ketahun (pertumbuhan konsumsi energi tahun 2004 saja sebesar 4,3 persen), serta tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global dan polusi lingkungan membuat tuntutan untuk segera mewujudkan teknologi baru bagi sumber energi yang terbaharukan (Yuliarto, B., 2006).

Salah satu energi alternatif yang mempunyai peluang untuk dikembangkan adalah energi surya. Sebuah analisis pada situasi terkini dibidang pertanian dalam hal pemanfaatan energi surya memperlihatkan secara jelas perbedaan situasi antara negara industri dengan negara berkembang. Perbedaan tersebut mempunyai pengaruh yang besar terhadap kemungkinan penggunaan energi matahari dalam hal pemanfaatannnya dibidang pertanian. Dinegara industri, mekanisasi yang intensif dari produksi dibidang pertanian dihasilkan oleh produktivitas tenaga kerja yang tinggi. Penggunaan benih berkualitas tinggi, pupuk dan mekanisasi dari hampir seluruh kegiatan pertanian secara signifikan meningkatkan hasil panen. Saat ini suplai energi di negara-negara industri cukup untuk kebutuhannya. Listrik dan bahan bakar fosil tercukupi dengan harga yang relatif murah. Teknologi pemanfaatan energi surya yang dapat digunakan secara bebas dari alam harus bersaing dengan teknologi yang berefisien tinggi dan teknologi konvensional. Dengan kondisi tersebut, teknologi surya hanya bisa kompetitif bila biaya produksi dapat dikurangi tanpa menurunkan keandalan dan efisiensinya.

Di negara-negara berkembang, diperkirakan tak lama lagi produksi pangan tidak dapat mengejar kebutuhan pangan dari pesatnya pertambahan populasi penduduknya. Selain dari pada itu, ketidak sempurnaan sistem penyimpanan dan perawatan akan menyebabkan losses yang cukup besar yang dapat mengurangi persediaan pangan. Hal lain yang perlu dicermati adalah rendahnya harga untuk produk tropis telah memperburuk situasi ekonomi dipedesaan.

Peningkatan hasil panen, perbaikan kualitas produk dan pengurangan penyusutan secara langsung dihubungkan dengan ketersediaan energi. Ketersediaan energi yang berasal dari bahan bakar fosil yang semakin lama semakin berkurang, dimana untuk sebagian negara berkembang masih import, adalah sangat mahal harganya di daerah pedesaan. Oleh karena itu penyediaan energi yang berasal dari sumber-sumber alternatif adalah sangat mendesak. Migrasi penduduk pedesaan kedaerah urban adalah disebabkan oleh kondisi kehidupan yang kurang baik karena permasalahan sosial didaerah asalnya. Problem-problem tersebut yang harus menjadi prioritas utama antara lain adalah  penyediaan listrik untuk penerangan, telekomunikasi dan kegiatan-kegiatan mekanisasi pertanian seperti penggiling beras, pompa air, pengeringan komoditi pertanian dll. Salah satu alternatif untuk mengatasi permasalah tersebut adalah penyediaan energi yang berasal dari sinar matahari (energi surya). Pemanfaatan energi tersebut harus terlebih dahulu dikaji secara teknis dan ekonomi sebelum diaplikasikan secara luas didaerah pedesaan. Tulisan ini mencoba memberikan masukan mengenai peluang pemanfaatan energi surya yang ditinjau dari sudut mekanisasi pertanian.

A.           Latar Belakang

            Dalam situasi krisis ekonomi saat ini, sektor pertanian masih sanggup bertahan untuk dikembangkan. Turunnya nilai tukar rupiah terhadap dolar Amerika membuat produk sektor pertanian mempunyai daya saing sebagai komoditi eksport. Disamping itu harga produk pertanian yang mengalami kenaikan dalam nilai rupiah membuat sektor ini lebih mempunyai prospek dibandingkan dengan produk dari sektor lainnya. Untuk lebih memberdayakan sektor pertanian perlu upaya untuk lebih mengefisienkan dan menggunakan cara-cara yang lebih modern. Salah satu cara tersebut adalah menggunakan sistem pertanian dengan menggunakan rumah kaca pengering. Pertanian rumah pengering didesain untuk meningkatkan produksi dengan memanfaatkan energy matahari secara langsung. Rumah pengering sering kali digunakan untuk mengeringkan hasil perkebunan seperti temabakau, karet, jagung dan lain-lain.

B.            Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini sebagai acuan kita terhadap energi yang seharusnya bisa lebih dimanfaatkan untuk menghemat produk alam. Sebagai contoh pemanfaatan energi surya di bidang pertanian dan berbagai jenis pemanfaatan lainnya.

II.      ISI

Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Energi surya menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap,angin, biogas, batu bara, dan minyak bumi.

Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, ditemukan oleh A.C. Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun sampai tahun 1955 metode itu belum banyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batu bara.Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi pada tahun 1958. Sel silikon yang dipergunakan untuk mengubah energi surya menjadi sumber daya mulai diperhitungkan sebagai metode baru, karena dapat digunakan sebagai sumber daya bagi satelit angkasa luar. Salah satu cara pemanfaatan energy surya khususnya di bidang pertanian adalah dengan metode rumah pengering.

Pengeringan di terik matahari memang bias efektif, oleh karena suhu yang dicapai sekitar (35 s/d 45)⁰C. iklim di wilayah tropis merupakan sumber energi yang potensial, namun di samping meningkatnya harga tanah (pada pinggiran kota dan sekitarnya), tergesernya pemilihan pemakai kepada mesin pengering dengan sumber panas (bahan bakar sekam, kayu arang, bahan bakar air, uap panas dan listrik). Dalam kasus tertentu pengeringan dengan matahari tidak selalu bagus, seperti bahan keripik kentang tidak begitu baik mutunya bila terkena ultra violet matahari (bias hitam oleh karena tumbuh jamur).

1.             Rumah Pengering

Pada kebanyakan dalam praktek, yang dikeringkan dengan rumah pengering adalah hasil-hasil perkebunan seperti tembakau, karet, jagung dan yang lain. Ukuran rumahnya pun berbeda-beda menurut keperluan dan bahkan dalam kebanyakan hal dibuat lebih dari satu tingkat. Wadah bahan (yang dikeringkan dalam rumah pengeringan) digunakan rak-rak, ataupun tempat-tempat gantungan (disesuaikan keperluan). Adapun sumber panasnya berasal dari pipa-pipa yang dialirkan menuju setiap ruang pengering. Media yang melewati pipa panas tersebut bias berupa air,uap, maupun gas hasil pembakaran. Pipa-pipa pemanas dipakai untuk memindahkan panas dari dalam ke bagian luar dari pada pipa guna memanaskan udara di dalam ruang pengering. Untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi perpindahan panasnya, maka pada pipa pemanas diberikan gelang-gelang dari bahan yang bisa menghantarkan panas (memperbesar luasan kontak, pancar, maupun konveksi).

Ketel uap maupun sumber pembangkit lainnya biasanya ditempatkan di dalam ruang terpisah dengan ruang pengering (power house/power station/power generator). Karena media/udara panas berat jenisnya lebih ringan, maka kecendrungan gerakannya adalah dari bawah ke atas. Hingga karenanya pipa-pipa pemanas meski harus diletakkan di bagian bawah dan stack/cerobong diletakkan di bagian atas untuk menarik keluar udara maupun uap air. Supply udara baru dari bawah (untuk dipanaskan dengan media panas) harus bisa diimbangi dengan penarikan oleh cerobong untuk mendapatkan pertukaran udara dengan baik sehingga mutu produk pengeringan maupun prosesnya sendiri bisa berjalan dengan baik. Karena besarnya spesifikasi, performasi, dan ukuran boiler (unit system pembakaran uap), ruangan pengering, luasnya unit instalasi pemindahan panas, kapasitas blower supply maupun penarik cerobong harus benar-benar dihitung sehingga mutu, kapasitas produksi maupun proses produksinya bisa dijamin mampu saing di pasaran.

Gambar. Salah satu contoh rumah pengering di desa Baran, Klaten

Dengan adanya rumah pengering di desa tersebut, bisa meningkatkan produksinya. Biasanya proses pengeringan bisa memakan waktu 4 – 5 hari, dengan rumah pengering hanya membutuhkan 1-2 hari saja.

            Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya:

• Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.
• Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi.
• Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari.
• Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.
• Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun.

·         Kompor Matahari

2.        Kompor Matahari

·         Untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.

·         Pengeringan Hasil Pertanian

·         Hal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya. Berbeda dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan bahan bakar fosil maupun menggunakan listrik.

·         Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu bakar.

            Pemanfaatan energi matahari di satu sisi dianggap ramah lingkungan karena mengurangi polusi karbon namun di sisi lain meningkatkan pemanasan global dalam pengadaan panel suryanya.

            Di Jakarta pengadaan panel surya dengan ukuran 1 x 1,5 m2 dengan kapasitas 1 kW per hari membutuhkan 40 kg batu bara untuk proses pembuatannya. Padahal 40 kg baru bara mampu langsung menghasilkan energi sebesar 130 kWh. Proses pembuatan panel, ujarnya, juga dimulai dari penambangan batuan silika kemudian diproses menjadi berturut-turut, silika metalik, triklorosilan, polikristalin silikon, sel surya (solar cell), dan kemudian panel. Salah satu bahan kimia yang berbahaya adalah klorin yang digunakan pada setiap urutan proses pembuatan panel tersebut. Sedangkan untuk pemurnian silika diperlukan proses pemanasan yang lama pada suhu tinggi.

Dengan demikian, pencemaran yang terjadi saat pembuatan panel adalah selain karena pembakaran batubara yang menimbulkan emisi GHG (greenhouse gases), juga polusi kimia, dan limbah silika yang tak bisa didaur ulang, katanya.

Sebenarnya ada banyak pemanfaatan energi surya secara efektif. Aplikasi dari penggunaan energi surya dapat dikelompokkan kedalam tiga kategori yang utama : pemanasan/pendinginan, menghasilkan listrik, dan proses kimia. Dan secara garis besar, pemanfaatan energi surya dibagi menjadi 2 metode, yaitu :

1.      Pemanfaatan langsung panas radiasi matahari, yang secara umum digunakan untuk memanaskan air. Biasanya ditetapkan pada atap-atap rumah (dengan posisi datar) untuk menghasilkan air panas sebagai keperluan domestik. Contohnya seperti penerangan ruangan, pengeringan hasil pertanian dan lainnya.

2.      Pembangkit daya listrik melalui sel photovoltaic. Awalnya dikembangkan unutk menyediakan listrik peralatan-peralatan di daerah terpencil. Photovoltaic merupakan proses merubah energi cahaya menjadi energi listrik  melalui media semikonduktor. Contohnya penerang ruangan dan pembangkit listrik.

Keuntungan pemanfaatan energi surya, diantaranya :

1)      Dapat diperoleh secara gratis di alam.

2)      Sistem energi surya dan terbarukan lainnya dapat berdiri sendiri tanpa memerlukan tambahan perlengkapan penghubung dalam unit instalasi dayanya.

3)      Matahari menyediakan suatu persediaan yang hamper tak terbatas untuk energi surya.

4)      Bila pemanfaatannya untuk bidang pertanian, maka mempunyai peluang pasar yang belum dilirik oleh pengusaha alat dan mesin pertanian.

Kerugian pemanfaatan energinya :

1)      Investasi awal yang besar.

2)      Hanya menghasilkan energi/daya yang optimal pada siang hari.

III       PENUTUP

A.    Kesimpulan

Ø  Rumah pengering merupakan salah satu bentuk pemanfaatan enegi surya, sebagai media tanaman tertentu.

Ø  Pengembangan rumah pengeringan mempunyai banyak keuntungan seperti bersih dari debu dan hama penganggu namun rumah kaca awalnya memerlukan biaya yang besar.

Ø  Panas yang didapatkan dari matahari di siang hari dapat disimpan sebagai cadangan panas di malam hari dengan berbagai cara.

Ø  Rumah pengeringan memberikan waktu yang efisien untuk lebih meningkatkan produksi.

Ø  Energi surya banyak dimanfaatkan untuk aplikasi lainnya, bukan di bidang pertanian saja.

Ø  Kompor matahari merupakan salah satu aplikasi pemenfaatan energi surya untuk pengeringan hasil pertanian.

B.     Saran

                Penulisan makalah ini diharapkan dapat membagi ilmu dan mungkin dapat menjadi sebagai sebuah inspirasi bagi pembaca untuk dapat mengembangkan pemanfaatan energi surya dalam bidang apapun.

DAFTAR PUSTAKA

o   NRC, 2005. Teknologi dan Aplikasi Tentang Energi Soar. Natural Resources Canada(NRC).

o    Prabowo A, 2003. Peluang Pemanfaatan Energi Surya di Bidang Pertanian. Rineka Cipta, Jakarta.

o   Republika, 2004. Pemerintah Sudah Saatnya Kembangkan Energi Surya. Republika, Jakarta.

o   Yuliarto, B, 2006. Energi Surya ; Alternatif Sumber Energi Masa Depan di Indonesia. Berita Iptek.com.

o   Yuliarto, B. 2006.Sumber Energi yang Terbaharukan. Ghalia Indonesia. Jakarta.