Ekologi Industri

Oleh Sony Ariyanto (G10-Sony)

Abstrak
Ekologi Industri adalah bidang ilmu yang difokuskan pada dua tujuan yaitu peningkatan ekonomi dan peningkatan kualitas lingkungan. Pada konsep ekologi industri, sistem industri dipandang bukan sebagai suatu sistem yang terisolasi dari sistem dan lingkungan disekelilingnya, melainkan merupakan satu kesatuan. Didalam sistem ini dioptimalkan siklus material, dari mulai bahan mentah hingga menjadi bahan jadi, komponen, produksi dan pembuangan akhir. Faktor-faktor yang dioptimalkan termasuk sumber daya, energi dan modal.

Kata Kunci : Peningkatan ekonomi dan peningkatan kualitas lingkungan.

Konsep dalam Ekologi Industri mengadaptasi analogi ekosistem alam kedalam sistem industri. Tingkatan-tingkatan organisme dalam ekosistem saling berinteraksi, saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang menunjukkan kesatuan. Tingkatan organisasi dalam dunia industri adalah industri tunggal, industri kawasan, industri global dan ekosistem industri. Antara komunitas industri dan lingkungannya selalu terjadi interaksi. Interaksi ini menciptakan kesatuan ekologi yang disebut ekosistem. Komponen penyusun ekosistem adalah produsen, konsumen, dan dekomposer/pengurai.

Ekologi industri adalah suatu yang ditandai dengan banyak ragam kelompok hubungan antar produksi dan konsumsi. Dari perspektif suatu institusi, keragaman ini dapat dikelompokkan berdasarkan batasan sistem. Salah satu bagian dari ekologi industri adalah simbiosis industri. Pada prinsipnya ekologi industri berhubungan dengan aliran bahan / material dan energi pada sistem dalam skala berbeda, mulai dari produksi ke pabrik hingga ke tingkat masional dan tingkat global. Simbiosis (hubungan yang saling menguntungkan / mutually benefial relationship) industri difokuskan pada aliran-aliran jaringan bisnis dengan organisasi lainnya baik dalam peta ekonomi local maupun regional sebagai suatu pendekatan ekologi dari pembangunan industri yang berkelanjutan.

Menurut Frosch  (1989) sistem industri tidak berlaku seperti halnya ekosistem, di mana buangan sebuah spesies menjadi sumberdaya spesies lainnya, Mengapa keluaran sebuah industri tidak menjadi masukan industri lainnya, sehingga mengurangi kebutuhan bahan baku, mengurangi polusi, dan menghemat pembuangan sampah. Ekologi industrial tidak memandang sistem industri sebagai hal yang terpisah dari biosfer, melainkan sebagai bagian dari ekosistem. Berbeda dengan ekologi dalam konteks alam yang berdasarkan modal alam, ekologi industri adalah berdasarkan modal infrastruktur. Seperti halnya alam yang sejatinya tidak memiliki sampah, sistem industri juga meniru model ini apabila ingin senantiasa lestari dan berkelanjutan.

Menurut Chertow (2007), ekologi industri mengembangkan prinsip untuk lebih mengutamakan penggunaan sumberdaya alam yang dapat diperbaharui dan mengurangi penggunaan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Aktivitas industri bergantung pada ketersedian sumber daya alam yang kuat (steady supply of resources), sehingga untuk itu perlu untuk mengatur pemanfaatannya secara lebih efisien dalam proses operasi sebisa mungkin, walaupun sudah banyak penelitian yang menemukan cara meminimalisasi penggunaan bahan baku ini. Ini tidak dapat diasumsikan bahwa permintaan akan kebutuhan bahan-bahan baku tersebut akan berkurang. Selain sinar matahari, supply sumberdaya alam sangat terbatas. Sehingga menipisnya sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan rusaknya sumberdaya alam yang dapat diperbaharui (seperti hutan) harus dapat diminimalisasi agar aktivitas industri dapat berkelanjutan dalam jangka waktu lebih lama.Ekologi industri juga merupakan suatu sistem yang digunakan untuk mengelola aliran energi atau material sehingga diperoleh efisiensi yang tinggi dan menghasilkan sedikit polusi. Sebenarnya tidak ada satupun definisi tunggal dari ekologi industri yang berlaku umum. Namun pada dasarnya, kebanyakan pengertian yang diberikan mengandung atribut yang serupa, walaupun dengan menggunakan penekanan yang berbeda.

Strategi untuk mengimplementasikan konsep ekologi industri ada empat elemen utama yaitu :

Mengoptimasi penggunaan sumber daya yang ada. Membuat siklus material yang tertutup dan meminimalkan emisi. Proses dematerialisasi.Pengurangan dan penghilangan ketergantungan pada sumber energi yang tidak terbarukan.Konsep ekologi industri di Indonesia masih dapat terus dikembangkan sehingga pada akhirnya diperoleh suatu pembangunan industri yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. Indonesia adalah negara agraris sehingga penataan kawasan ekologi industri dapat dimulai dari pendirian kawasan industri terpadu di dekat kawasan pertanian masyarakat atau lebih dikenal dengan kawasan agroindustri.

Adanya sejumlah limbah yang dihasilkan dari proses produksi, mengharuskan suatu industri menambah investasi untuk memasang unit tambahan untuk mengolah limbah hasil proses sebelum dibuang ke lingkungan. Pengendalian pencemaran lingkungan dengan cara pengolahan limbah menjadi mahal dan tidak menyelesaikan permasalahan ketika jumlah industri semakin banyak, daya dukung alam semakin terbatas, dan sumber daya alam semakin menipis.

apada ekologi industri ini tidak hanya membahas tentang masalah polusi dan lingkungan tetapi juga mempertimbangkan kesinambungan industri serta aspek ekonomi tetap diutamakan. Dengan ekologi industri akan tercipta suatu sistem yang terpadu di antara industri-industri yang ada didalamnya dan saling bersimbiosis secara mutualisme.

Penggunaan Sumber Daya Alam Yang Berkelanjutan

Ekologi industri mengembangkan prinsip untuk lebih mengutamakan penggunaan sumberdaya alam yang dapat diperbaharui dan mengurangi penggunaan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Aktivitas industri bergantung pada ketersedian sumber daya alam yang kuat (steady supply of resources),sehingga untuk itu perlu untuk mengatur pemanfaatannya secara lebih efisien dalam proses operasi sebisa mungkin, walaupun sudah banyak penelitian yang menemukan cara meminimalisasi penggunaan bahan baku ini. Ini tidak dapat diasumsikan bahwa permintaan akan kebutuhan bahan-bahan baku tersebut akan berkurang. Selain sinar matahari, supplysumberdaya alam sangat terbatas. Sehingga menipisnya sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan rusaknya sumberdaya alam yang dapat diperbaharui (sepertihutan) harus dapat diminimalisasi agar aktivitas industri dapat berkelanjutan dalam jangka waktu lebih lama.

Menjamin Mutu/Kualitas Hidup Masyarakat Sekitarnya                                                                          Manusia merupakan satu-satunya komponen dalam interaksi yang ada dalam ekologi yang komplek. Aktivitas-aktivitas manusia tidak dapat dipisahkan dari fungsi-fungsi keseluruhan sistem. Karena kualitas hidup manusia bergantung pada kualitas komponen-komponen lain dalam ekosistem, struktur dan fungsi ekosistem, sehingga hal ini harus menjadi fokus dalam konsep ekologi industri. Bagaimana caranya agar aktivitas-aktivitas industri tidak menyebabkan bencana kerusakan bagi ekosistem atau secara perlahan merusak struktur dan fungsi ekosistem itu sendiri, yang membahayakan sistem kehidupan.

Memelihara Kelangsungan Hidup Ekologi Sistem Alami (Environmental Equity)

Tantangan yang utama bagi pembangunan berkelanjutan adalah bagaimana  upaya untuk mencapai suatu keadilan bagi antargenerasi dan antarmasyarakat (intergenerational and intersociental equity). Menghabiskan sumberdaya alam dan merusak kualitas ekologi demi mencapai tujuan jangka pendek dapat membahayakan kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhan hidup mereka. Ketidakadilan antarmasyarakat juga muncul, sebagai fakta bahwa tidak adanya keseimbangan penggunaan sumberdaya alam antara negara maju dengan negara berkembang, dimana terjadi ketidaksesuaian atau keseimbangan penggunaan sumberdaya alam yang digunakan negara-negara maju dibandingkan negara-negara berkembang. Ketidakadilan ini juga muncul di Amerika, masyarakat yang memiliki pendapatan di bawah rata-rata lebih merasakan dampak-dampak pencemaran lingkungan dari industri, sebab di kalangan masyarakat ini pula mereka lebih rentan terhadap resiko-resiko kesehatan dan zat-zat berbahaya/beracun. 

Daftar Pustaka.

Hidayat, Atep Afia dan Muhammad Kholil, 2017, Kimia Industri dan Teknologi Hijau, Pantona Media Jakarta. 

Kememprim. 2012. Kebijakan Pengembangan Industri Hijau. Workshop Evisiensi Energi Energi di IKM. Jakarta, 28 Maret 2012

Chertow, M. Unconvering Industrial Symbiosis, Journal of Industrial Ecology Vol.11 no. 1 pg 11-33 MIT and Yale University 2007.

PLTS On Grid Menghemat Tagihan Listrik dan Menambah Presentase Bangunan

Oleh Sony Ariyanto (G10-Sony)

Abstrak
PLTS On Grid merupakan solusi bagi bagunan masa kini, seperti rumah, kantor, ruko, apartemen, kampus, dan gedung gedung. Karena PLTS On Grid mampu menghemat listrik yang dikonsumsi bangunan tersebut dangan menggunakan hibrid teknologi antara Pln dan Plts.

Kata kunci : Menghemat dan menambah presentase

Dengan berkembangnya teknologi dan berkembangnya juga kebutuhan umat manusia seiring perkembangan zaman maka konsumsi kebutuhan energi juga meningkat dan dengan itu maka pencemaran yang diakibatkan oleh pembangkit energi yang mayoritas menggunakan fosil akan merusak lingkungan dari darat, air, dan udara. Karena dapat dipastikan pembangkit energi yang menggunakan fosil menimbulkan polusi yang bersifat merusak benda dan zat organik. Oleh sebap itu dibutuhkan pembangkit energi alternatif yang tidak menghasilkan polusi yang dapat merusak alam sekitar. Tidak kalah penting yaitu berapa luas lahan yang dibutuhkan untuk pembangkit tersebut. Seperti Di kota kota besar lahan kosong cukup sulit ditemui apalagi lahan yang luas untuk pembangkit listrik tersebut. Oleh sebap itu yang kita butuhkan bukan hanya pembangkit yang ramah lingkungan tapi juga yang dapat menghemat dana pengeluaran serta tidak membutuhkan lahan yang besar.

Disini  hadir PLTS On Grid yang merupakan solusi bagi permasalahan yang kita hadapi saat ini. Menurut Timotius (2009),  PLTS On Grid merupakan teknologi hybrid perpaduan antara PLTS fotovoltaik untuk mengkonverensikan emergi matahari melalui panel surya dan PLTS yang terkoneksi langsung dengan Pln, sehingga mampu terkoneksi langsung dengan jaringan. Energi listrik yang dihasilkan dapat dikunakan langsung ke beban penggunaaan listrik dan apabila energi yang dihasilkan melebihi beban yang digunakan maka listrik yang dihasilkan dapat dijual ke pln. Kelebihan yang lainnya PLTS On Grid tidak membutuhkan banyak tempat karena panel surya diletakan di atap dan komponen lainnya tidak besar. Wow menarik bukan, berikut komponen dan cara kerjanya.

1. Modul Surya/Photovoltaic
Sebuah panel surya terdiri dari kumpulan sel surya. Sel surya adalah perangkat listrik yang mengubah energi matahari menjadi arus listrik. Menurut Yadi (2009) sel surya yang paling umum terbuat dari semikonduktor silikon. Silikon adalah elemen paling melimpah kedua di bumi. Silicon dan germanium semikonduktor biasanya digunakan untuk membangun perangkat elektronik. Namun, silikon lebih disukai daripada germanium karena germanium sangat sensitif terhadap suhu sedangkan silikon kurang sensitif terhadap suhu. Itu berarti pada perangkat germanium, sedikit kenaikan suhu sebagian besar akan meningkatkan arus listrik sedangkan pada perangkat silikon suhu akan menunjukkan sedikit efek. Oleh karena itu, perangkat yang terbuat dari germanium akan mudah hancur pada suhu yang lebih tinggi sedangkan perangkat yang terbuat dari silikon akan tahan pada suhu yang lebih tinggi. Jadi silikon ini sering digunakan untuk membangun perangkat elektronik.

Panel surya harus selalu ditempatkan di bawah sinar matahari karena panel surya mengubah cahaya menjadi listrik hanya jika energi matahari menyentuh panel surya; Jika tidak, itu tidak akan menghasilkan listrik. Panel surya tidak menghasilkan listrik di malam hari.Matahari kita adalah reaktor nuklir alami. Ini terus-menerus melepaskan paket energi kecil yang disebut foton. Foton ini berjalan dengan kecepatan 186.000 mil per detik. Diperlukan sekitar 8 menit 20 detik untuk cahaya (foton) untuk melakukan perjalanan dari matahari ke bumi. Energi yang bergerak dari matahari ke bumi ini disebut energi matahari.Dalam satu jam, matahari menyuplai cukup energi surya ke bumi untuk memenuhi kebutuhan dunia akan daya selama satu tahun penuh.

Dengan menggunakan perangkat yang disebut panel surya, kita bisa dengan mudah mengubah energi matahari menjadi listrik. Panel surya menggunakan foton dari matahari untuk menghasilkan listrik. Saat sinar matahari (foton) menyentuh panel surya, energi cahaya akan diubah menjadi listrik. Listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk menyalakan berbagai peralatan rumah tangga.Panel surya terdiri dari kumpulan sel surya. Setiap sel surya terdiri dari dua lapisan silikon yang saling menempel: lapisan silikon tipe-n dan lapisan silikon tipe-p. Pada lapisan silikon n-tipe, elektron adalah pembawa dan lubang mayoritas adalah pembawa minoritas. Pada lapisan silikon tipe-p, elektron adalah pembawa minoritas dan lubang adalah pembawa mayoritas.Lapisan silikon tipe-p dan n-tipe terbentuk dari lapisan silikon murni. Lapisan silikon murni disebut  semikonduktor intrinsik.

Setiap atom dari lapisan silikon murni terdiri dari 4 elektron valensi (elektron valensi adalah elektron yang ada di orbit terluar atom). Orbit terluar atom memungkinkan maksimal 8 elektron. Atom yang memiliki 8 elektron dikatakan sebagai atom yang paling stabil. Atom selalu berusaha menjadi atom yang paling stabil.Atom silikon membutuhkan 4 elektron lagi untuk menjadi paling stabil. Ketika semua atom silikon saling berdekatan satu sama lain, masing-masing atom membentuk 4 ikatan kovalen dengan 4 atom tetangga. Dengan kata sederhana, masing-masing atom berbagi 4 elektron dengan 4 atom tetangga.Akibatnya, masing-masing atom mendapat 8 elektron di kulit terluar. Karena pembagian ini, tidak ada elektron yang dibiarkan bebas. Akibatnya, tidak ada elektron bebas dan lubang (yang melakukan arus listrik) yang dihasilkan. Tapi pada suhu kamar, beberapa elektron memperoleh energi panas dan menghancurkan ikatan dengan atom induk dan melompat ke pita konduksi. Elektron yang hadir dalam pita konduksi disebut elektron bebas. Band konduksi adalah pengelompokan semua tingkat energi dari elektron bebas.Ketika elektron meninggalkan kulit valensi, sebuah lubang dibuat di kulit valensi tempat elektron tertinggal. Ruang kosong ini disebut lubang / hole.

Pengelompokan semua tingkat energi elektron valensi disebut pita valensi. Dengan demikian, elektron dan lubang bebas dihasilkan sebagai sepasang.Elektron bebas di pita konduksi dan lubang pada pita valensi melakukan arus listrik.

Dalam lapisan silikon murni, masing-masing atom memiliki jumlah elektron bebas dan lubang yang sama. Dengan kata lain, jumlah elektron bebas pada pita konduksi sama dengan jumlah lubang pada pita valensi. Misalnya, jika pita konduksi memiliki 4 elektron bebas, pita valensi memiliki 4 lubang. Jadi ketika 4 elektron bebas dari pita konduksi jatuh ke dalam 4 lubang (ruang kosong) di pita valensi, elektron bebas dan lubangnya lenyap.

Kita tahu bahwa elektron dan lubang bebas melakukan arus listrik. Pada lapisan silikon murni, arus yang dihasilkan oleh elektron dan lubang bebas diabaikan. Karena setelah sekian lama, elektron bebas dan lobang lenyap.

Untuk menghasilkan arus besar yang konsisten, kita perlu menghasilkan elektron dan lubang ekstra bebas. Hal ini dapat dicapai dengan mengenalkan kotoran ke dalam silikon murni.

Ketika atom pengotor pentavalen (yang mengandung 5 elektron valensi) ditambahkan ke atom silikon (yang mengandung 4 elektron valensi), semikonduktor tipe-n terbentuk. Setiap atom silikon memiliki 4 elektron valensi sedangkan masing-masing atom pentavalen (fosfor) memiliki 5 elektron valensi.

Ketika atom pentavalen (fosfor) dan atom silikon saling berdekatan, 4 elektron valensi atom fosfor membentuk 4 ikatan kovalen dengan atom silikon 4 tetangga. Namun, atom silikon tidak memiliki elektron valensi kelima untuk membentuk ikatan dengan atom fosfor. Akibatnya, elektron kelima dari atom pentavalen dibiarkan bebas. Dengan demikian, setiap atom pentavalen akan menghasilkan elektron bebas.Menambahkan sejumlah besar atom pentavalen akan menghasilkan sejumlah besar elektron bebas. Pada suhu kamar, sejumlah besar elektron bebas dan sejumlah kecil lubang dihasilkan. Dalam semikonduktor tipe-n, elektron bebas adalah pembawa dan lubang mayoritas adalah pembawa minoritas. Itu berarti elektron bebas melakukan sebagian besar arus pada semikonduktor tipe-n.

Ketika atom pengotor trivalen (yang mengandung 3 elektron valensi) ditambahkan ke atom silikon (yang mengandung 4 elektron valensi), semikonduktor tipe-p dibentuk. Setiap atom silikon memiliki 4 elektron valensi sedangkan masing-masing atom trivalen (boron) memiliki 3 elektron valensi.

Ketika atom-atom trivalen (boron) dan atom silikon saling berdekatan, elektron valensi 3 dari atom trivalen membentuk 3 ikatan kovalen dengan atom silikon tetangga. Namun, atom trivalen tidak memiliki elektron valensi keempat untuk membentuk ikatan dengan atom silikon. Pada ikatan kovalen keempat, hanya atom silikon yang menyumbang elektron valensi, sedangkan atom trivalen tidak memiliki elektron valensi untuk berkontribusi. Dengan demikian, ikatan kovalen keempat antara atom trivalen dan atom silikon tidak lengkap dengan kekurangan satu elektron valensi. Elektron yang hilang ini disebut lubang. Dengan demikian, setiap atom trivalen akan menghasilkan lubang.Menambahkan sejumlah besar atom trivalen akan menghasilkan sejumlah besar lubang. Pada suhu kamar, sejumlah besar lubang dan sejumlah kecil elektron bebas dihasilkan. Dalam semikonduktor tipe-p, lubang adalah pembawa mayoritas dan elektron bebas adalah pembawa minoritas. Itu berarti lubang melakukan sebagian besar arus pada semikonduktor tipe-p.

Sekarang kita mendapatkan ide tentang pembentukan lapisan silikon tipe n dan tipe-p dari sel surya.

Ketika lapisan semikonduktor tipe-n bergabung ke lapisan semikonduktor tipe-p, sebuah persimpangan terbentuk di antara keduanya. Persimpangan ini disebut pn junction. Sambungan pn memisahkan semikonduktor tipe-n dan tipe-p.Pembawa muatan (elektron bebas dan lubang) selalu mencoba bergerak dari daerah konsentrasi yang lebih tinggi (wilayah pembawa berlebih) ke daerah konsentrasi yang lebih rendah (wilayah pembawa yang lebih sedikit).

Untuk elektron bebas, n-region adalah daerah konsentrasi yang lebih tinggi dan daerah p adalah daerah konsentrasi yang lebih rendah. Jadi elektron bebas bergerak dari semikonduktor tipe-n ke semikonduktor tipe-p. Dengan demikian, elektron bebas melakukan arus listrik pada semikonduktor tipe-n.

Untuk lubang, daerah p adalah daerah konsentrasi yang lebih tinggi dan n-daerah adalah daerah konsentrasi yang lebih rendah. Jadi lubang bergerak dari semikonduktor tipe-p ke n-type semiconductor. Dengan demikian, lubang melakukan arus listrik pada semikonduktor tipe-p.

Dengan demikian, kedua elektron bebas dan lubangnya melakukan arus listrik.

Elektron mengalir dari n-sisi ke sisi-p dan lubang mengalir dari sisi-p ke n-sisi bersifat sementara. Setelah waktu yang singkat, penumpukan medan listrik internal di persimpangan pn mencegah arus lebih lanjut.

Akibatnya, elektron bebas dari sisi-n dan lubang dari sisi-p berhenti mengalir. Elektron bebas dan lubang membutuhkan jalur alternatif untuk mengalir dari satu sisi ke sisi lain. Hal ini dimungkinkan untuk membuat jalur ini melakukan dengan menggunakan kawat melakukan.

Ketika kabel konduktor dihubungkan ke semikonduktor tipe-p dan n, elektron bebas mulai mengalir dari sisi n ke sisi-p, demikian pula, lubang mulai mengalir dari sisi-p ke sisi-n.

Bila perangkat listrik seperti bola lampu dihubungkan ke kawat konduktor, lapisan semikonduktor pn junction akan menyalakan bohlam. Demikian juga, kita bisa memasok listrik ke perangkat apapun.

Namun, suplai arus listrik dari lapisan pn junction tidak permanen. Setelah beberapa saat, elektron bebas dan lubang mengatur ulang diri mereka secara merata. Akibatnya, arus listrik berhenti mengalir.

Bila sumber voltase terhubung ke semikonduktor tipe-p dan tipe n melalui kawat konduktor, arus listrik kembali mengalir.Pasokan tegangan ini buatan atau buatan manusia. Itu berarti biaya uang. Jadi, alih-alih menggunakan sumber tegangan, kita bisa menggunakan sumber energi alami untuk menghasilkan arus listrik. Sumber energi alami ini tidak lain adalah energi matahari. Energi matahari dari matahari bebas biaya. Jadi kita tidak perlu khawatir dengan uang. Selain itu, energi matahari yang dipancarkan dari matahari bebas polusi.

Sel surya dibangun sedemikian rupa sehingga lapisan semikonduktor tipe-n terletak di bagian atas sel surya dan lapisan semikonduktor tipe-p terletak di bagian bawah sel surya.

Ketika energi cahaya atau sinar matahari menyentuh lapisan atas atau lapisan semikonduktor n-tipe, sejumlah besar elektron valensi memperoleh cukup energi dan mengikat ikatan dengan atom induk.

Elektron valensi yang mengikat ikatan dengan atom induk akan melompat ke pita konduksi. Elektron pada pita konduksi dikenal sebagai elektron bebas. Elektron bebas ini melakukan arus listrik. Dengan demikian, sejumlah besar elektron bebas dihasilkan pada semikonduktor tipe-n. Elektron bebas yang dihasilkan ini akan menabrak elektron valensi lainnya dan membuat mereka bergerak. Demikian juga, jutaan elektron bebas dihasilkan.

Ketika kawat konduktor dihubungkan ke dua lapisan silikon (lapisan tipe-p dan tipe-n), jalur listrik dibuat agar elektron bebas mengalir dari sisi n ke sisi-p.

Ketika kawat dihubungkan ke dua lapisan silikon (lapisan tipe-p dan tipe-n), jalur listrik dibuat agar elektron bebas mengalir dari sisi n ke sisi-p.Elektron bebas melakukan arus listrik dengan berpindah dari sisi n ke sisi-p melalui kawat konduktor. Kita tahu bahwa di semikonduktor tipe-p, lubang adalah pembawa mayoritas. Jadi semikonduktor tipe-p siap menerima elektron bebas. Dengan demikian, elektron bebas yang mengalir dari n-side akan bergabung kembali dengan lubang pada sisi-p.

Ketika perangkat seperti bola lampu listrik terhubung ke sel surya melalui kawat konduktor, sel surya memasok arus listrik ke bohlam dan membuatnya menyala. Demikian juga, sel surya dapat memasok arus listrik ke perangkat apapun.

Sel surya ditutupi dengan potongan kaca berat dan dibingkai menggunakan bingkai aluminium.

Di bagian belakang setiap panel surya, ada dua lead. Papan ini digunakan untuk menghubungkan panel surya secara bersamaan untuk membentuk susunan panel surya yang terhubung ke inverter surya.

Panel surya menghasilkan listrik selama matahari menyentuh panel surya.

Semakin tinggi laju foton yang mencolok sel surya, semakin banyak daya yang bisa dihasilkannya.

2. Inverter On Grid

Inverter On grid berfungsi mengubah daya DC dari modul surya menjadi daya AC untuk disalurkan ke jaringan/beban. Menurut Mulyana (2009) umumnya inverter on grid telah memiliki kemampuan untuk langsung sinkron dengan grid saat dinyalakan. Inverter On grid juga umumnya memiliki anti-islanding protection yang artinya bila ada gangguan pada jaringan/black out maka Inverter akan secara otomatis terlepas dari grid (OFF) dan akan terhubung kembali (ON)  secara otomatis saat jaringan kembali normal.

Meskipun memiliki fungsi yang sama terdapat perbedaan antara Inverter On grid dengan Inverter Off grid, diantaranya :

– Inverter Off grid mengkonversi daya dc dari baterai sedangkan Inverter Off grid mengkonversi daya dc langsung dari modul surya. hal ini berbeda karena tegangan baterai relatif stabil sedangkan tegangan pada modul surya berubah-ubah (bergantung pada kondisi penyinaran matahari).

– Daya yang dikonversi Inverter Off grid ke jaringan bergantung pada besar beban dan Inverter Off grid akan menyalurkan daya dari baterai sebesar daya yang dibutuhkan (beban), besarnya daya yang dihasilkan modul surya tidak berpengaruh pada besar daya yang dikonversi. Pada Inverter On grid besar daya yang dikonversi ke jaringan bergantung pada besar daya yang dihasilkan modul surya, Inverter On grid akan menyalurkan daya sebesar daya yang dihasilkan modul surya, besarnya beban tidak mempengaruhi besarnya daya yang dikonversi.Oleh karenanya Inverter Off grid tidak bisa dipakai sebagai inverter On grid dan sebaliknya walaupun Inverter On grid terkadang digunakan pada PLTS terpusat (off grid) yang menggunakan sistem AC couple.

Ada 2 type inverter on grid yang saat ini banyak di pasaran yaitu string inverter dan central inverter. string inverter memiliki kapasitas yang lebih kecil dibandingkan central inverter, string inverter umumnya (yang ada di pasaran saat ini) memiliki kapasitas <60 kW sedangkan central inverter memiliki kapasitas >100 kW.

3. Transformer dan Switchgear* (untuk interkoneksi di atas level TR)

Pada sistem PLTS On Grid skala besar dibutuhkan transformer untuk menaikan level tegangan dari keluaran inverter 380/400 Volt (3 phase) ke level tegangan yang lebih tinggi (20 kV atau diatasnya). Namun untuk skala kecil transformer tidak diperlukan, koneksi ke jaringan bisa dilakukan pada tegangan 380/400 V (3 phasa) ataupun 220 V (1 phasa). Switchgear dibutuhkan pada PLTS skala besar sebagai fungsi proteksi sistem PLTS dari grid.


Daftar Pustaka
Timotius Chris, Ratnata I Wayan, Mulyadi Yadi, Mulyana Elih, (2009), Perancangan dan Pembuatan Listrik Tenaga Surya, Laporan Penelitian Hibah Kompetitif, Perancangan dan Pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya.
Solarex, 1996, Discover The Newest World Power, Frederick Court, Maryland USA.
Hidayat, Atep Afia dan Muhammad Kholil, 2017, Kimia Industri dan Teknologi Hijau, Pantona Media Jakarta.

Budidaya Padi organik

Sony Ariyanto (G10-Sony)

Abstrak
   Banyak produk dalam pasaran yang menggunakan bahan kimia yang sulit diurai makluk hidup dan mencemarkan lingkungan hidup bahkan membahayakan bagi beberapa spesies dalam jangka waktu tertentu. Oleh sebap itu dibuat inovasi produk yang ramah akan lingkungan dan tidak berbahaya bagi makhluk hidup. Beras organik adalah beras yang dihasilkan melalui proses budidaya organik tanpa menggunakan pupuk dan pestisida (racun hama) kimia. Sedangkan proses organik adalah budidaya di tanah yang ramah lingkungan, tidak menggunakan pupuk dan pestisida (racun hama) kimia. Proses ini akan menjaga kelestarian lingkungan dan keseimbangan ekosistem di dalamnya.

Kata Kunci : Kimia inovatif mengurangi dan menghilangkan dampak bahan kimia berbahaya.

Pertanian organik semakin mendapat perhatian dari berbagai kalangan masyarakat. Semakin banyak yang menyadari arti kesehatan baik untuk manusia maupun lingkungan selain kecukupan pangan saat ini. Produk pertanian organik diyakini dapat menjamin kesehatan manusia dan lingkungan karena dihasilkan melalui proses produksi yang berwawasan lingkungan (Widiarta, 2011). Praktek budidaya padi organik memiliki beberapa kelebihan diantaranya ke-seimbangan tanah dapat terjaga karena tidak menggunakan pupuk anorganik dan pestisida kimia, namun menggunakan pupuk kandang, pupuk hijau dan sisa tanaman.sisa tanaman, Pupuk kandang, pembenah tanah, dan zat pengatur tumbuh.

Fungsi bahan organik diantaranya menjadi sumber makanan bagi mikro-organisme tanah sehingga perkembangan-nya menjadi lebih cepat (Hadisuwito, 2008). Mikroorganisme atau mikroba yang hidup pada pertanian organik dapat memperbaiki kondisi lingkungan fisik, kimia, dan biologi tanah serta menekan pertumbuhan hama dan keparahan penyakit . Kelimpahan hama secara langsung berkaitan dengan kelimpahan musuh alami di pertanaman padi.Hal yang tidak kalah penting dalam praktek budidaya padi organik adalah peranan bahan organik dalam meningkat-kan kesuburan tanah yang akan menentukan produktivitas tanah. Peranan bahan organik tidak hanya berperan dalam penyediaan hara tanaman saja, namun yang jauh lebih penting dapat memperbaiki struktur tanah, mempermudah pengolahan tanah, meningkatkan aktivitas mikroba tanah yang berdampak positif bagi pertumbuhan tanaman (Atmojo, 2003). Bahan organik yang diperbolehkan dalam sistem pertanian organik diantaranya pupuk hayati, kompos .

Proses budidaya beras organik dilakukan dengan menggunakan pupuk organik, seperti kompos, pupuk hijau maupun pupuk hayati. Untuk pemberantasan hama menggunakan pestisida alami yang dihasilkan dari daun-daunan dan buah-buahan yang difermentasikan secara alami. Proses organik dapat memperbaiki struktur dan kesuburan tanah, serta membangun ekosistem yang berkelanjutan. Proses organik juga dapat mengendalikan organisme pengganggu tanaman (OPT).

Singkat kata, bertani organik pendekatannya harus terintegrasi. Dimulai dari bibit yang ditanam, proses pembenihan, pengelolaan setelah dilapangan, asupan kesuburan, proses pemanenan sampai kepada pengolahan pasca panen haruslah memakai prinsip-prinsip organik. Jika sudah demikian, sekalipun bertani organiknya belum tersefikasi? Besar harapan maka ketika dilakukan pemeriksaan terhadap proses dan hasil pertanian organiknya, sudah mendekati aturan main sertifikasi organik. Proses pengeringan konvensional, keringnya padi masih menggunakan tenaga matahari.

Beras organik dihasilkan dari:

•     Padi jenis lokal (non transgenik)
•     Dibudidayakan tanpa pestisida
•     Menggunakan pupuk organik
•     Menggunakan air yang tidak tercemar
•     Diproses tanpa poles (tanpa bahan pengawet)

PENANAMAN PADI SECARA ORGANIK
Bertanam padi secara organik pada dasarnya tidak berbeda dengan bertanam padi pada pelaksanaan intensifikasi yang dilakukan petani. Perbedaannya hanya pada pemilihan varietas, penggunaan pupuk dan pestisida.

1. Pemilihan Varietas
Pertanian organik biasanya diawali dengan pemilihan benih tanaman non-hibrida. Selain untuk mempertahankan keanekaragaman hayati, bibit non-hibrida sendiri secara teknis memang memungkinkan untuk ditanam secara organik.
Varietas padi yang cocok ditanam secara organic hanya jenis atau varietas alami. Padi yang dapat ditanami antara laian adalah Rojolele, Mentik, Pandan dan Lestari. Di Indonesia padi Rejolele merupakan padi berkualitas terbaik untuk dikonsumsi sehingga harganya pun palaing mahal (Rp. 20.000 – Rp 25.000/kg).

2. Penyiapan Lahan
Penyiapan lahan pada dasarnya adalah pengolahan tanah sawah hingga siap untuk ditanami. Prinsip pengolahan tanah adalah pemecahan bongkahan-bongkahan tanah sawah sedemikian rupa hingga menjadi lunak dan sangat halus. Selain kehalusan tanah, ketersediaan air yang cukup harus diperhatikan. Bila air dalam areal penanaman cukup banyak maka akan makin banyak unsure hara dalam kaloid yang dapat larut. Keadaan ini akan berakibat makin banyak unsure hara yang dapat diserap akar tanaman.

3. Penanaman
Bila lahan sudah siap ditanami dan bibit dipesemaian sudah memenuhi syarat, maka penanaman dapat segera dilakukan. Syarat bibit yang baik untuk dipindahkan kelahan penanaman adalah tinggi sekitar 25 cm, memiliki 5-6 helai daun, batang bawah besar dan keras, bebas dari hama penyakit, serta jenisnya seragam.
Jarak tanam dilahanpun mempengaruhi tinggi rendahnya produktivitas padi. Penentuan jarak tanam sendiri dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu sifat varietas dan kesuburan tanah. Bila varietasnya memiliki sifat merumpun tinggi maka jarak tanamnya harus lebih lebar dari padi yang memiliki sifat merumpun rendah. Sementara bila tanah sawah lebih subur, jarak tanam harus lebih lebar dibanding tanah kurang subur. Jarak tanam yang paling banyak digunakan petani adalah 25 x 25 cm dan 30 x 30 cm.

4. Pemupukan
a. Pupuk Dasar
Pupuk organik yang digunakan berupa pupuk kandang atau kompos matang sebanyak 5 ton/ha. Pemberian dilakukan saat membajak sawah kedua dengan cara disebar merata keseluruh permukaan sawah. Pemberian pupuk bokashi lebih hemat dibanding pupuk kandang atau kompos, cukup 1,5 – 2 ton/ha
b. Pemupukan Susulan
* Susulan Pertama saat tanaman sekitar 15 hari. Pupuk yang diberikan berupa pupuk kandang sebanyak 1 ton/ha atau 0,5 ton/ha kompos fermentasi. Pem,berian ditabur disela-sela tanaman padi.
* Susulan Kedua pada saat tanaman berumur 25 – 60 hari dengan frekuensi seminggu sekali. Pupuk yang diberikan berupa pupuk organic cair buatan sendiri yang kandungan N-nya tinggi. Dosis sebanyak 1 liter pupuk yang dilarutkan dalam 17 liter air. Cara pemberian dengan disemprot pada daun tanaman.
* Susulan Ketiga dilakukan saat tanaman memasuki fase generatif atau pembentukan buah, yaitu setelah tanaman berumur 60 hari. Pupuk yang digunakan mengandung unsure P dan K tinggi. Dosis 2-3 sendok makan pupuk P yang dicampur dalam 15 liter atau satu tangki kecil pupuk.
* Pupuk disemprot ketanaman dengan frekwensi seminggu sekali. Pemberian pupuk tersebut dapat dihentikan bila sebagian besar bulir padi sudah tampak menguning.

5. Penyiangan.
Penyiangan dilakukan dengan cara pencabutan gulma. Gulma yang sudah dicabut dapat dibuang keluar areal sawah atau dipendam dalam lumpur sawah sedalam-dalamnya. Dalam satu musim tanam, dilakukan tiga kali penyiangan. Penyiangan pertama dilakukan saat tanaman berumur sekitar 3 minggu, kedua umur 35 hari dan ketiga umur 55 hari.

6. Pengairan
Meskipun secara umum air yang tergenang dibutuhkan padi sawah, namun ada saatnya sawah harus dikeringkan agar pertumbuhan dan produktivitas tanaman menjadi baik. Itulah sebabnya pemasukan dan pengeluaran air harus dilakukan
a. Penggenangan air
Agar produktivitas dan pertumbuhan tanaman menjadi baik, penggenangan bukan dilakukan secara sembarangan. Ketinggian air genangan perlu disesuaikan dengan fase perrtumbuhan tanaman.
– Awal pertumbuhan, petakan sawah harus digenangi air setinggi 2 – 5 cm dari permukaan tanah selama 15 hari atau saat tanaman mulai membentuk anakan.
– Pembentukan anakan, ketinggian air perlu ditingkatkan dan dipertahankan antara 3 – 5 cm, hingga tanaman terlihat bunting. Bila ketinggian air lebih dari 5 cm, pembentukan anakan atau tunas akan terhambat. Sebaliknya, bila ketinggian airnya kurang dari 3 cm, gulma akan mudah tumbuh.
– Masa bunting, air dibutuhkan dalam jumlah cukup banyak. Ketinggian air sekitar 10 cm. Kekurangan air pada fase ini harus dihindari karena dapat berakibat matinya primordia. Kalau primordia tidak mati, bakal butir gabah akan kekurangan makanan sehingga banyak terbentuk butir gabah hampa.
– Pembungaan, ketinggian air dipertahankan antara 5 – 10 cm. Kebutuhan air pada fase ini cukup banyak. Namun bila mulai tampak keluar bunga maka sawah perlu dikeringkan selama 4 – 7 hari. Ini dilakukan agar pembungaan terjadi atau berlangsung secara serentak. Pada saat bunga muncul serentak, air segera dimasukan kembali agar makanan dan air dapat terserap sebanyak-banyaknya oleh akar tanaman. Ketinggian air tetap 5 – 10 cm.
b. Pengeringan Sawah.
Pengeringan tidak dilakukan pada semua fase pertumbuhan tanaman, tetapi hanya pada fase sebelum bunting dan fase pemasakan biji.
Tujuan utama pengeringan sawah adalah untuk memperbaiki aerasi tanah, memacu pertumbuhan anakan, meningkatkan suhu dalam tanah, meningkatkan perombakan bahan organic oleh jasad renik, mencegah terjadinya busuk akar, serta mengurangi populasi berbagai hama. Selain itu, untuk fase-fase tertentu, tujuan pengeringannya berbeda sehingga perlu diulakukan secara tepat pada fase trersebut. Cara pengeluaran air adalah dengan membuka saluran pembuangan dipinggir lahan sehingga air keluar melalui alur yang sudah dibuat ditengah-tengah lahan.
– Menjelang bunting, bertujuan untuk menghentikan pembentukan anakan atau tunas karena pada saat ini tanaman mulai memasuki fase pertumbuhan generatif. Lama pengeringan lahan 4 – 5 hari. Keadaan seperti ini akan merangsang pertumbuhan generatif sehingga tanaman akan berbunga serentak.
– Pemasakan biji, adalah untuk menyeragamkan biji dan mempercepat pemasakan biji. Patokan pengeringan adalah saat seluruh bulir padi mulai menguning. Pengeringan jangan dilakukan sebelum semua bulir tampak menguning karena dapat berakibat malai padi menjadi kosong. Pengeringan ini dilakukan hingga saat padi dipanen.

7. Pemberantasan Hama dan Penyakit
Pemberantasan hama dan penyakit padi organik perlu dilakukan secara terpadu antara budidaya, biologi, fisik (perangkap atau umpan), dan kimia (pestisida organik)

8. Panen
Panen merupakan saat yang ditunggu-tunggu setiap petani. Pada dasarnya panen dan penanganan lepas panen (pasca panen) padi yang ditanam secara organic tidak berbeda padi yang ditanam secara konvensional. Secara umum padi dikatakan sudah siap panen bila butir gabah yang menguning sudah mencapai sekitar 80 % dan tangkainya sudah menunduk. Tangkai padi menunduk karena sarat dengan butir gabah bernas. Untuk lebih memastikan padi sudah siap panen adalah dengan cara menekan butir gabah. Bila butirannya sudah keras berisi maka saat itu paling tepat untuk dipanen






Daftar Pustaka

 Atmojo SW. 2003. Peranan bahan organik terhadap kesuburan tanah dan upayapengelolaannya. Pidato Pengukuhan Guru Besar Ilmu Kesuburan Tanah. Fakultas Pertanian. Surakarta: Universitas Sebelas Maret. 36 Hal.
Widiarta IN, Kusdiaman D, dan Suprihanto. 2006. Keragaman arthropoda pada padi sawah dengan pengelolaan tanaman terpadu. Jurnal HPT Tropika 6 (2): 61-69.
Widiarta A. 2011. Analisis keberlanjutan praktik pertanian organik di kalangan petani. Departemen Sains Komunikasi dan Pengembangan Masyarakat. [Skripsi]. Bogor (ID): Fakultas Ekologi Manusia. Institut Pertanian Bogor. 160 Hal.