Irfan Faikar

15409085

PL 4008 Seminar Studi Futuristik

Institut Teknologi Bandung 2013

Pembangkit Listrik Tenaga Matahari Melalui Satelit

Abstrak

Penggunaan dan ketergantungan terhadap bahan bakar fosil yang masih dominan dalam kehidupan manusia di bumi dapat mengancam keberlanjutan energi dan keberlanjutan dari pembangunan itu sendiri. Berbagai bentuk energi alternatif telah mulai digagas dan dimanfaatkan diberbagai negara. Salah satu bentuk energi alternatif yang terbarukan adalah yang bersumber dari matahari. Matahari dianggap sebagai salah satu sumber energi alternatif terbarukan terbaik karena energinya yang berlimpah dan panjang masa pakainya. Pada saat ini pemanfaatan energi matahari pada permukaan bumi belum dapat dilakukan secara maksimal. Ide mengenai pengumpulan energi matahari melalui satelit sebenarnya telah lama ada namun pada saat itu kendala teknologi membuat ide ini sulit diwujudkan. Namun perkembangan teknologi saat ini telah membuka peluang bagi manusia untuk mewujudkan ide ini. Konsep SPS-ALPHA merupakan salah satu konsep satelit pemanen energi matahari yang sedang digarap oleh Artemis Innovation Management Solutions dan NASA dalam mewujudkan bentuk pemanfaatan energi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.

Pendahuluan

Energi menjadi salah satu isu terpenting pada abad ini. Penggunaan bahan bakar fosil yang telah lama berlangsung tidak hanya membawa perkembangan teknologi, kemajuan peradaban, dan peningkatan kesejahteraan namun juga membawa potensi penurunan kualitas lingkungan akibat gas buangan yang tidak ramah lingkungan yang dalam jangka panjang akan mempengaruhi kehidupan manusia. Peningkatan kebutuhan energi yang pada dasarnya disebabkan oleh bertambahnya penduduk dan meningkatnya standar

kebutuhan tidak diiringi dengan peningkatan suplai energi yang memadai. Sifat bahan bakar fosil yang menjadi penyuplai energi utama saat ini hanya tersedia dalam jumlah terbatas di bumi dan membuat harga bahan bakar ini secara ekonomis akan selalu meningkat seiring dengan berkurangnya ketersediaan bahan bakar fosil di bumi. Ketergantungan yang menerus pada bahan bakar fosil ini akan mengakibatkan kelangkaan energi dan menurunnya kualitas hidup manusia. Hal ini memicu sejumlah negara untuk mengembangan berbagai bentuk energi alternatif terbarukan yang ramah lingkungan. Berbagai inovasi dan penemuan-penemuan baru pun telah dilakukan. Salah satu bentuk energi alternatif yang banyak diminati banyak negara adalah energi matahari.

Konsep SPS-APLHA

Matahari adalah salah satu sumber energi terbesar yang dapat dijangkau oleh bumi. Dalam matahari terjadi reaksi fusi yang menghasilkan energi sepanjang siklus kehidupan matahari tersebut. Beberapa ahli menganggap matahari adalah sumber energi terbarukan terbaik karena besaran suplai yang diberikan dan masa aktifnya yang panjang. Namun dalam penerapan pemanfaatan energi alternatif bersumber dari matahari terdapat beberapa kendala yang membuat sinar matahari tidak dapat dimaksimalkan penggunaannya. Kendala ini berupa siklus siang malam yang membuat cahaya matahari tidak dapat dijangkau pada malam hari. Dalam setahun juga tidak terdapat pencahayaan yang konstan di beberapa tempat di bumi terutama di negara dengan empat musim.

Kendala mengenai pencahayaan matahari di bumi ini tentunya dapat diatasi apabila pengambilan atau pemanenan cahaya matahari dilakukan diluar angkasa. Ide semacam ini sebenarnya telah lama digagas berbagai ilmuan. Namun akibat dari keterbatasan teknologi pada saat itu membuat ide ini sulut diwujudkan. Dari kondisi ini muncullah inovasi desain dari seorang John Mankins untuk membuat sebuah satelit luar angkasa yang dinamakan SPS-ALPHA. John Mankins adalah mantan engineer di NASA yang saat ini bekerja pada Artemis Innovation Management Solutions. SPS-ALPHA ini dibuat dengan bantuan pendanaan dari NASA dan akan melalui beberapa tahapan dalam pewujudannya. Secara fisik proses pemanfaatan energi matahari oleh SPS-ALPHA ini akan terbagi menjadi dua komponen. Komponen pertama adalah satelit luar angkasa

yang akan mengorbit bumi dan mengumpulkan energi matahari. Komponen kedua adalah sebuah struktur di bumi sebagai penerima energi matahari yang berasal dari satelit tersebut dan mengkonversinya ke energi listrik.

SPS-ALPHA adalah singkatan dari Solar Power Satellite (SPS) via Arbitrarily Large Phased Array. SPS-ALPHA adalah satelit buatan yang akan mengorbit bumi dan digunakan untuk mengumpulkan energi matahari di luar angkasa. Energi matahari ini dikumpulkan dengan menggunakan sejumlah besar lapisan-lapisan kaca tipis yang akan mengkonstrasikan cahaya matahari pada satu titik pada lapisan yang bersifat photovoltaic. Setelah satelit tersebut memproses energi yang terkumpul, selanjutnya energi tersebut akan disalurkan ke komponen penerima di bumi sebagai gelombang mikro dan dalam bentuk gelombang radio.

Gambar 1

SPS-ALPHA

Sumber : Final Report of SPS-ALPHA “The First Practical Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array”, 2012

Penerima gelombang mikro ini di bumi adalah sebuah struktur yang berbentuk disk berdiameter 6km hingga 8km dengan efisiensi sekitar 80-90%. Struktur ini tidak harus landed namun juga dapat dibangun secara layang sehingga lahan dibawahnya dapat digunakan untuk peruntukan yang lain. Struktur penerima ini dapat diperkecil ukurannya bergantung pada gelombang yang di kirimkan oleh satelit SPS. Apabila pertimbangan utama yang digunakan adalah efisiensi penggunaan lahan struktur penerima yang ada di bumi, maka dapat digunakan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi seperti laser. Namun hal ini dapat menimbulkan bahaya lain seperti merusak organ mata dan berpotensi menimbulkan kebakaran ataupun ledakan.

Gambar 2

Reciever Gelombang SPS

Sumber : Final Report of SPS-ALPHA “The First Practical Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array”, 2012

Konsep SPS-ALPHA ini akan melalui dua tahapan awal yaitu tahapan pertama berupa uji feasibilitas ekonomi dan tahapan kedua adalah pematangan konsep. SPS-ALPHA diharapkan dapat diluncurkan pada tahun tahun 2025 dan diperkirakan dapat menghasilkan energi sebesar 100s MW hingga 100s GW. Energi ini dapat digunakan untuk memenuhi berbagai bentuk kebutuhan Amerika Serikat serta dapat dikomersilkan untuk kebutuhan berbagai negara dengan harga yang diperkirakan sekitar 10 cent per kW-hr. SPS-ALPHA ini memiliki beberapa kelebihan sebagai energi alternatif. Kelebihan ini diantaranya

merupakan salah satu energi terbarukan dengan suplai besar dan dapat terus di panen sepanjang umur sumber energinya yaitu matahari. SPS-ALPHA ini juga menghasilkan energi yang bersih serta relatif aman dari bencana alam.

Penutup

Pembangunan saat ini sangat mengutamakan nilai-nilai keberlanjutan yang berusaha dicapai dalam aspek ekonomi, sosial, dan lingkungan suatu kota atau wilayah. Pembangunan berkelanjutan ini harus diiringi dengan keberlanjutan energi. Energi adalah salah satu komponen terpenting dalam keberlangsungan hidup manusia dan pembangunan. Sumber energi yang saat ini masih didominasi oleh bahan bakar fosil dapat mengancam keberlanjutan pembangunan karena potensi kerusakan lingkungan yang ada didalamnya dan jumlahnya yang terbatas. Berbagai upaya telah dilakukan manusia untuk menggantikan energi fosil ini salah satunya adalah pembuatan satelit pembangkit energi listrik. SPS-ALPHA ini adalah salah satu konsep satelit yang saat ini berusaha diwujudkan oleh manusia dalam menghadapi tantangan energi dimasa yang akan datang. Satelit ini diperkirakan akan diluncurkan pada tahun 2025 dan diharapkan dapat membantu mengurangi ketergantungan akan bahan bakar fosil.

Daftar Pustaka

http://www.nasa.gov/offices/oct/early_stage_innovation/niac/mankins_sps_alpha.html

http://motherboard.vice.com/blog/this-satellite-could-be-beaming-solar-power-down-from-space-by-2025

Final Report of SPS-ALPHA: The First Practical Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array by Mr. John C. Mankins, Principal Investigator of Artemis Innovation Management Solutions LLC

www.popsci.com

http://www.alternative-energy-news.info/technology/future-energy/

http://www.space.com/15189-solar-power-beaming-satellite.html

http://simonsirait.blogspot.com/2013/04/pengertian-panel-suryapenggunaannyasert.html

http://inhabitat.com/nasa-wants-to-beam-microwave-energy-to-earth-with-a-solar-power-plant-in-space/screen-shot-2012-04-09-at-11-14-57-pm-w728/

http://environment.nationalgeographic.com/environment/sustainable-earth/energy/

http://www.nrel.gov/analysis/re_futures/