solar power satellite (sps) sebagai alternatif sumber energi listrik

SOLAR POWER SATELLITE (SPS)

SEBAGAI ALTERNATIF SUMBER ENERGI LISTRIK

OLEH :

PUTU RUSDI ARIAWAN

0804405050

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2010

PUTU RUSDI ARIAWAN ii

ABSTRAKSI

Sangat terbatasnya sumber daya alam sebagai sumber primer (air, bahan

bakar fossil, gas alam, panas bumi, dll.) untuk pembangkitan energi listrik telah

memacu diversifikasi pemanfaatan sumber primer lainnya, antara lain energi nuklir

dan energi matahari. Kontroversi yang ditimbulkan oleh pembangkit bertenaga nuklir

akibat tingkat resiko yang tinggi menyebabkan pembangunan pembangkit jenis ini

mengalami pro-kontra dimana-mana. Energi matahari yang bebas pencemaran dan

bersifat eternal tidak bisa memberikan kontribusi yang cukup di permukaan bumi

karena ketergantungannya pada cuaca dan adanya siklus siang-malam. Sumber energi

primer yang eternal dan bebas pencemaran ini kini sedang diusahakan untuk

dimanfaatkan semaksimal mungkin dengan cara menampungnya di angkasa luar dan

mengirimkannya ke bumi. Inilah konsep dasar sistem SPS.

Konsep yang ditemukan oleh Dr. P. E. Glaser pada tahun 1968 ini telah

membuka cakrawala baru di bidang pemanfaatan maksimal energi matahari. Prinsip

dasarnya adalah pengumpulan energi matahari oleh satelit di angkasa luar (pada orbit

sinkron bumi), mengirimkan energi tersebut dalam bentuk gelombang radio ke bumi,

dan kemudian mengubahnya menjadi energi listrik. Karena pengumpulan energi

matahari (dengan sel fotovoltaic) dilakukan di luar angkasa maka pengaruh cuaca

dihilangkan dan siklus siang-malam nyaris tak terjadi. Bahkan unjuk kerjanya

meningkat tajam karena di orbit Geosynchronous Earth Orbit (di GEO) panel sel

surya akan menerima iluminasi cahaya lebih dari 22 jam untuk setiap harinya. Secara

teoritis kapasitas daya yang mampu dibangkitkan oleh sebuah satelit jenis ini cukup

besar (5-10 GW) dan dampak lingkungan yang ditimbulkan jauh lebih kecil

dibandingkan dengan dampak yang ditimbulkan oleh pembangkit berbahan bakar

fosil/nuklir.

PUTU RUSDI ARIAWAN iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat rahmat Beliaulah penulis dapat menyelesaikan paper ini yang berjudul

“SOLAR POWER SATELLITE (SPS) SEBAGAI ALTERNATIF SUMBER

ENERGI LISTRIK”

Penyusunan paper ini tidak akan berhasil dengan baik tanpa adanya bantuan

dan dukungan dari berbagai pihak secara langsung maupun tidak langsung. Oleh

karena itu, terima kasih penulis ucapkan kepada seluruh pihak yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan paper ini. Penulis menyadari bahwa apa yang tersusun

dalam paper ini masih jauh dari apa yang diharapkan. Hal ini disebabkan karena

keterbatasan kemampuan, pengetahuan, dan pengalaman yang penulis miliki. Maka

dari itu, kritik, saran, bimbingan, dan petunjuk–petunjuk dari semua pihak sangat

penulis harapkan guna kelengkapan dan penyempurnaan paper ini.

Akhir kata, penulis harapkan paper ini dapat bermanfaat bagi semua pihak

khususnya mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Universitas Udayana.

Denpasar, Juli 2010

Penulis

PUTU RUSDI ARIAWAN iv

DAFTAR ISI

Abstraksi ........................................................................................................... ii

Kata Pengantar ................................................................................................. iii

Daftar Isi .......................................................................................................... iv

Daftar Gambar.................................................................................................. vi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................. 2

1.3 Tujuan Penulisan............................................................................... 3

1.3.1 Tujuan Umum .......................................................................... 3

1.3.2 Tujuan Khusus.......................................................................... 3

1.4 Ruang Lingkup.................................................................................. 3

1.5 Penjelasan Istilah .............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 4

2.1 Pengertian Sel Surya ......................................................................... 4

2.2 Cara Kerja Sel Surya......................................................................... 4

2.3 Desain dan Karakterisasi Sel Surya .................................................. 4

BAB III METODE PENULISAN ................................................................... 7

3.1 Penentuan Onjek ............................................................................... 7

3.2 Metode Pengambilan Data ................................................................ 7

3.3 Pengolahan Data ............................................................................... 7

3.4 Prosedur Mengambil Simpulan......................................................... 8

BAB IV PEMBAHAS

4.1 Konsep Dasar SPS (Solar Power Satellite) ....................................... 9

4.1.1 Spacetenna ............................................................................... 9

4.1.2 Rectenna................................................................................. 11

4.1.2.1 Stasiun Rectenna di Gurun Pasir.............................. 11

4.1.2.2 Stasiun Rectenna di Tengah Hutan .......................... 12

4.1.2.3 Stasiun Rectenna di Lepas Pantai ............................ 12

PUTU RUSDI ARIAWAN v

4.1.2.4 Stasiun Rectenna di Pulau Kosong .......................... 12

4.2 Dampak Lingkungan SPS .............................................................. 13

4.2.1 Dampak Mikrogelombang Terhadap Makhluk Hidup........... 13

4.2.2 Dampak Atmosfir................................................................... 14

4.2.3 Dampak Pemanasan Ionosfir ................................................. 14

4.2.3 Dampak Astronomi................................................................ 15

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 16

5.2 Saran .............................................................................................. 16

Daftar Pustaka................................................................................................. 17

PUTU RUSDI ARIAWAN vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Spectrum serapan bahan x-H2Pc,PVA terhadap perubahan panjang

gelombang ....................................................................................... ..........5

Gambar 2. Skema desain Sel Surya dengan struktur NESA / x-H2Pc,PVA/Al……...6

Gambar 3 Hubungan kerapatan arus-tegangan (J-V) SEl Surya pada keadaan

(a) gelap dan (b) sewaktu ada sinaran….....................................................6

PUTU RUSDI ARIAWAN 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi dunia akhir-akhir ini sangat meningkat tajam, terutama

dengan munculnya negara-negara industri raksasa. Peningkatan ini akan sangat terasa

pada dekade-dekade awal abad ke-21. Sebagai contoh, pada tahun 2000 kebutuhan

energi listrik dunia mencapai 7-8 trilyun KWH dan pada tahun 2020 akan mencapai

14,5 trilyun KWH[3]. Pada dekade ini, bahan bakar fosil dan gas bumi sebagai sumber

primer hanya akan mampu menyumbang 5 trilyun KWH saja. Padahal sumber primer

jenis ini amat sangat terbatas, dan pada suatu saat kelak benar-benar akan habis.

Tenaga nuklir sebagai alternatif diversifikasi sumber energi listrik hingga saat ini

masih dibayangi masalah bahaya pencemaran radioaktif dan penanganan limbah yang

rumit serta mahal sehingga mengakibatkan sebagian masyarakat tidak menghendaki

kehadirannya karena tingkat resiko yang relatif sangat tinggi. Walaupun demikian,

hingga saat ini energi nuklir sudah menyumbang 1,65 trilyun KWH dan akan

mencapai puncaknya pada tahun 2000 (3,5 trilyun KWH)[3]. Dengan ditemukannya

teknologi pemrosesan ulang limbah nuklir, sumbangan dari sektor nuklir bisa

ditingkatkan menjadi maksimum 6 trilyun KWH pada tahun 2010. Karena bahan

uranium yang digunakan juga terbatas, maka titik tertinggi ini sulit sekali dilampaui,

dan bahkan pada tahun 2020 diperkirakan akan terjadi penurunan. Jika pada

dasawarsa ini pemrosesan limbah nuklir bisa lebih berhasil dan memungkinkan

pengoperasian "breeder reator" (LMFBR-Liquid Metal Fast Breeder Reactor), maka

bisa diharapkan penambahan energi hingga 2 trilyun KWH (maksimum). Dengan

demikian maka di tahun 2020 kekurangan energi listrik dunia adalah sejumlah 4,5

trilyun KWH[3].

Pemanfaatan energi matahari di permukaan bumi sebagai sumber energi listrik

diperkirakan hanya akan mampu menyumbang kurang dari 1 trilyun KWH saja

karena adanya ketergantungan pada kondisi cuaca dan siklus siang-malam, dan sangat

sulit untuk ditingkatkan kapasitasnya karena masih rendahnya efisiensi sel


fotovoltaic. Keadaan ini diperburuk dengan pendeknya periode iluminasi sinar

matahari yang hanya sekitar 6-8 jam saja setiap harinya. Lebih jauh lagi, energi

matahari yang sampai ke permukaaan bumi sudah jauh menyusut dibandingkan

semasa masih di angkasa luar. Sebagai contoh, di orbit sinkron bumi Geosynchronous

Earth Orbit (GEO), sekitar 36.000 km di atas khatulistiwa kerapatan energi matahari

masih sekitar 1360 W/m22. Setelah mengalami banyak penyerapan/pantulan selama

perjalannya ke permukaan bumi, hanya tersisa sekitar 120 W/m2 (pada sudut latitude

50o).[3]

Di GEO, perioda iluminasi sinar matahari bisa mencapai 22 jam 48 menit

tanpa gangguan cuaca sama sekali. Jika ditempatkan di GEO, panel sel surya akan

menghasilkan daya 11,25 kali lebih besar dan waktu kerja hampir 3,8 kali lebih lama

jika dibandingkan dengan panel yang sama di permukaan bumi. Dari kenyataan ini

dapatlah dimengerti bahwa pengumpulan energi matahari di luar angkasa merupakan

satu-satunya cara terbaik untuk mengoptimalkan pemanfaatan energi matahari.

Konsep inilah yang mendasari sistem Solar Power Satellite (SPS).

1.2 Rumusan masalah

Beranjak dari pengantar diatas maka penulis dapat merumuskan beberapa

permasalahan yang perlu dibahas yaitu:

1. Apa sebenarnya Solar Power Satellite (SPS) itu ?

2. Mengapa teknologi sistem Solar Power Satellite (SPS) lebih diprioritaskan

untuk dikembangkan daripada alternatif sumber energi yang lain ?

3. Apa dampak-dampak yang ditimbulkan oleh SPS terhadap lingkungan ?


1.3 Tujuan Penulisan

Adapaun tujuan-tujuan yang ingin dicapai oleh penulis setelah penulisan

paper ini adalah :

1.3.1 Tujuan Umum

1. Memberikan tambahan pengetahuan mengenai teknologi Solar Power

Satellite (SPS).

1.3.2 Tujuan Khusus

1. Mengetahui apa itu Solar Power Satellite (SPS).

2. Mengetahui mengapa teknologi system Solar Power Satellite atau SPS

lebih diprioritaskan untuk dikembangkan daripada alternatif sumber

energi yang lain.

3. Pembaca mengetahui apa dampak-dampak yang diakibatkan SPS

terhadap lingkungan.

1.4 Ruang Lingkup

Dengan melihat permasalahan yang ada dan menghindari terjadinya perluasan

masalah, maka perlu adanya pembatasan dimana pada penulisan paper ini hanya

akan membahas permasalahan tentang pengertian Solar Power Satellite (SPS), aspek

kontruksi spacetenna, rectenna, dan dampak lingkungan akibat pembangunan Solar

Power Satellite.

1.5 Penjelasan Istilah

Fotovoltaic : Bahan yang peka terhadap cahaya.

Semikonduktor : Bahan yang memiliki sifat kelistrikan lebih rendah dari

konduktor.

Elektromagnetik : Enegi listrik yang tiombul akibat medan magnet.

Konversi : Perubahan bentuk.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Sel Surya

Sel surya ( solar cells ) adalah sebuah fotovoltaic yaitu bahan semi konduktor

yang mengubah secara langsung energi cahaya menjadi energi listrik. Pada awalnya

sel surya dirancang hanya untuk keperluan pengadaan listrik pada satelit. Sekarang,

karena kemajuan pabrikasi tentang sel surya, maka dapat dihasilkan sel surya yang

lebih murah sehingga pemakaiannya lebih luas lagi, misalnya catu daya untuk

televisi, penerangan, pelindung katodik dan sebagainya.

Sel surya silikon dengan efisiensi yang tinggi pertama kali didemonstrasikan

oleh Belltelepon pada tahun 1954[2]-

2.2 Cara Kerja Sel Surya

Sel surya terdiri dari semikonduktor sambungan P-N, sehingga menghasilkan

akumulasi muatan yang berbeda pada kedua sisi sambungan yaitu positif pada posisi

N dan negatif pada posisi P. Pada saat cahaya menembus bahan semi konduktor

tersebut maka elektron dipaksakan keluar dari tempatnya dan hal ini menimbulkan

lubang elektron yang muatannya positif. Dengan adanya batas lapisan antara P dan N

maka elektron dihalangi berkombinasi kembali dengan demikian maka terdapat beda

tegangan antara sisi P dan N.

2.3 Desain dan Karakterisasi Sel Surya

Banyak bahan organik yang memungkinkan untuk dibuat sel surya dengan

beberapa kelebihan dan kekurangannya yang perlu dikembangkan dari waktu ke

waktu sebagai contoh adalah desain sel menggunakan bahan Metal-free

Phtalocyanine (Pc), yaitu bahan organik phtalocyanine yang memiliki struktur

molekul tanpa ada ikatan logam yang dicampur dengan bahan Polyvinylacetate (PVA)

menjadi senyawa baru yang mudahnya diberi istilah x-H2Pc,PVA. Bahan tersebut

dibuat film dan dimendapkan diatas substrat dengan cara meratakannya menggunakan


pisau tipis atau dengan teknik spin-coating. Bahan x-H2Pc sendiri merupakan bahan

semikonduktor jenis P, sedangkan bahan PVA dalam desain sel ini berfungsi sebagai

pengikat antara substrat dengan bahan x-H2Pc. Spektrum serapan untuk perubahan

panjang gelombang dari bahan x-H2Pc,PVA dengan ketebalan 2 mm seperti

ditunjukkan pada Gambar 1. Dari spektrum tersebut dapat dilihat intensitas serapan

maksimum cahaya tampak oleh bahan pada panjang gelombang sekitar 670 nm [1].

Desain sel surya biasanya dilakukan dengan teknik pemendapan bahan thin

film (lapisan tipis) seperti Metal Organic Chemical Vapour Deposition (MOCVD),

Molecular Beam Epitaxy (MBE), Screen-printing, dll [1]. Teknik menggunakan

pemendapan lapisan thin film adalah menggunakan teknik yang relatif sederhana dan

tidak memerlukan teknologi yang rumit. Dalam membuat desain sel surya, bahan x-

H2Pc,PVA dimendapkan diatas substrat yang terbuat dari bahan SnO2/Sb (disebut

dengan NESA), sementara itu lapisan elektrode transparan (dengan persentase

transmisi optik sebesar 10% - 15%) dibuat dengan memendapkan bahan aluminium

(Al) diatas bahan sel menggunakan teknik evaporation. Skema desain sel surya

adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 2.


Karakterisasi sel dalam keadaan gelap (tidak ada sinar) dan sewaktu ada sinar

ditunjukkan seperti pada Gambar 3 (a dan b). Selama penyinaran berlangsung,

elektrode aluminium menjadi bermuatan negatif terhadap elektrode NESA. Cahaya

dengan panjang gelombang 670 nm dan kerapatan tenaga sebesar 6 u W/cm2 yang

disinarkan ke sel akan diperoleh tegangan open circuit (VOC) sebesar 0.86 V dengan

kerapatan arus short circuit (JSC) sebesar 1.4 u A/cm2. Nilai fill-factor (ff) Sel

diperoleh sekitar 0.33. Sehingga dari karakterisasi tersebut diperoleh nilai koefisien

konversi tenaga sebesar 6.6%. Karakterisasi Sel dengan struktur NESA / (x-

H2Pc,PVA) / Al bergantung pada konsentrasi bahan x-H2Pc di dalam polimer PVA,

juga ketebalan film yang dibuatnya [1].


BAB III

METODE PENULISAN

3.1 Penentuan Objek.

Kebutuhan energi dunia akhir-akhir ini sangat meningkat tajam, terutama

dengan munculnya negara-negara industri raksasa. Peningkatan ini akan sangat terasa

pada dekade-dekade awal abad ke-21. Sebagai contoh, pada tahun 2000 kebutuhan

energi listrik dunia akan mencapai 7-8 trilyun KWH dan pada tahun 2020 akan

mencapai 14,5 trilyun KWH[3]. Sehingga perlu alternatif energi baru yang relatif

murah namun dapat menghasilkan energi listrik yang cukup besar dan ramah terhadap

lingkungan.

Penulisan paper ini adalah mengenai pemanfaatan energi alternatif yaitu

pemanfaatan Solar Power Satellite (SPS).

3.2 Metode Pengambilan Data.

Dalam penulisan paper ini, data yang dipergunakan adalah :

1. Data Kuantitatif : yaitu data yang berupa angka-angka atau, gambar, atau

tabel yang ada hubungannya dengan permasalahan yang

diangkat yaitu mengenai SPS.

2. Data Kualitatif : yaitu data yang berupa uraian atau keterangan yang

berhubungan dengan permasalahan yang dibahas.

3.3 Pengolahan Data.

Data-data yang telah terkumpul dan berhubungan dengan pembahasan yaitu

mengenai SPS kemudian diolah dan disusun secara sistematik dan terurut, dimulai

dari pengertian SPS, kemudian dilanjutkan dengan dampak lingkungan yang

diakibatkan oleh SPS.


Prosedur Mengambil Simpulan

Simpulan yang diambil merupakan jawaban dari permasalahan dan tidak

menyimpang dari rumusan masalah.


BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Konsep Dasar SPS (Solar Power Satellite)

Dr. Peter E. Glaser pada tahun 1968 telah mencetuskan konsep dasar SPS

(Solar Power Satellite). Di dalam konsep ini, energi matahari dihimpun oleh sebuah

satelit yang ditempatkan di orbit sinkron bumi dan lazim disebut dengan spacetenna

(space antenna). Energi yang terhimpun dalam bentuk energi listrik dikirimkan ke

bumi dalam bentuk energi elektromagnetik (gelombang radio). Menggunakan sebuah

pemancar berdaya ultra tinggi, energi radio ini dikirimkan ke bumi, dan diterima oleh

sebuah sistem antena penerima (rectifying antenna, rectenna) yang akan

mengubahnya menjadi energi listrik kembali dan didistribusikan ke pemakai. Karena

pengumpulan energi matahari (dengan menggunakan sel fotovoltaik) dilakukan di

luar angkasa maka pengaruh cuaca dihilangkan dan siklus siang-malam nyaris tak

terjadi. Bahkan unjuk kerjanya meningkat tajam karena di luar angkasa (di GEO)

panel sel surya akan menerima iluminasi cahaya lebih dari 22 jam untuk setiap

harinya. Secara teoritis kapasitas daya yang mampu dibangkitkan oleh sebuah satelit

jenis ini cukup besar (5~10 GW). Prinsip yang sangat sederhana ini ternyata

memerlukan pertimbangan, perhitungan dan evaluasi banyak aspek dengan cermat

dan mendalam, karena sistem ini boleh dikatakan baru sama sekali dan menuntut

penggunaan teknologi sangat tinggi.

4.1.1 Spacetenna

Yang menjadi masalah paling utama adalah pembangunan satelit penampung

energi matahari di orbit sinkron bumi. Satelit ini harus berukuran raksasa karena

harus menghimpun energi matahari yang sanggup menghasilkan energi listrik yang

optimal. Sebagai contoh, dengan tingkat teknologi masa ini, agar mampu

menghasilkan energi listrik sebesar 5 GW diperlukan jajaran sel fotovoltaic

berukuran 5x10x0,5 km. Teknologi pembuatan sel surya ini hingga saat ini masih

terus disempurnakan agar mampu menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi dari yang


mampu dicapai pada 1 dekade terakhir ini (18% untuk silikon dan 21% untuk gallium

arsenide), antara lain dengan penyempurnaan sel silikon celah pita-ganda (multiband

gap) dan sel silikon nir-bentuk (amorphous silicon cells).

Konversi arus listrik searah yang dihasilkan sel surya ke gelombang radio

(dalam hal ini mikrogelombang) dilakukan dengan tabung klystron, magnetron, atau

solid state amplifier berdaya tinggi. Frekuensi kerja yang dipilih adalah sebesar 2,45

GHz dengan alternatif frekuensi 5,8 GHz. Pemilihan frekuensi ini erat kaitannya

dengan pertimbangan karakteristik peredaman mikrogelombang oleh atmosfir,

efisiensi dan masalah efek pemanasan ionosfir oleh mikrogelombang. Sistem dan

diameter antena pengirim yang digunakan untuk mengirimkan energi

mikrogelombang ke bumi akan mempengaruhi kemampuan daya yang dipancarkan,

kerapatan daya di ionosfir, diameter antena penerima, dan daya listrik arus searah

yang akan dihasilkan oleh rectenna. Daya sebesar 5 GW per satelit ini diperkirakan

sebagai daya optimum, baik dipandang dari segi teknis maupun ekonomis. Daya ini

bisa ditingkatkan hingga 10 GW bila penyempurnaan efisiensi sel surya berhasil

dengan baik.

Dimensi fisik satelit yang sangat besar ini menuntut teknologi dan biaya yang

sangat tinggi. Dengan telah dikuasainya teknologi pengiriman awak dan peralatan ke

luar angkasa dengan menggunakan pesawat ulang-alik, maka masalah transportasi

pada dasarnya bisa diatasi. Panel-panel sel surya bagian demi bagian diangkut ke

orbit rendah (low earth orbit/LEO) dengan pesawat ulang-alik, dan dirakit di orbit ini.

Jadi harus disediakan sebuah stasiun perakitan di orbit ini. Pada tahapan kerja

tertentu, hasil rakitan komponen satelit ini dikirim ke GEO dengan menggunakan

mesin pendorong bertenaga listrik. Efisiensi total dari sistem SPS ini diperkirakan

sebesar 7,5%. Umur hidup (life time) sebuah SPS diperkirakan tidak kurang dari 30

tahun dengan periode perawatan setiap 5 tahun. Grumman Aerospace Corporation]

memproyeksikan bahwa tingkat produksi yang mampu dihasilkan dengan teknologi

tahun 2000-an adalah 7 satelit (maksimum) per-tahun. Dengan demikian bisa

dikatakan bahwa pembangunan sebuah sistem SPS memakan waktu yang relatif

sangan pendek dibandingkan pembangunan jenis pembangkit energi listrik lainnya.


4.1.2 Rectenna

Dengan daya keluaran yang diharapkan sebesar 5 GW per satelit, maka

rectenna yang ditempatkan di permukaan bumi harus berdiameter 10 km. Antena ini

akan terdiri dari 10 milyar komponen dipole yang berfungsi menerima berkas

mikrogelombang dan mengubahnya ke energi listrik (arus searah). Efisiensi yang

diharapkan adalah sebesar 84%. Seluruh konstruksi antena beserta bangunan

pendukungnya diperkirakan akan menempati daerah seluas 200 Km2, termasuk zona

penyangga seluah 100 km2.

Lokasi stasiun rectenna ditentukan dengan mempertimbangkan aspek

lingkungan, yakni diusahakan dampak lingkungan yang sekecil mungkin. Ada

beberapa alternatif yang mungkin dipilih sebagai lokasi stasiun rectenna, antara lain:

1. Di gurun pasir

2. Di tengah hutan

3. Di lepas pantai

4. Di pulau kosong

Selain di gurun pasir yang praktis tidak berpenghuni sehingga masalah

dampak kesehatan akibat energi mikrogelombang pada mahkluk hidup praktis tak

ada, maka di lokasi-lokasi lainnya masalah ini harus diperhitungkan pada satwa yang

menghuni lokasi tersebut.

4.1.2.1 Stasiun Rectenna di Gurun Pasir

Stasiun ini di bangun di tengah-tengah gurun pasir di sekitar katulistiwa.

Keuntungannya adalah, dengan adanya sumber energi listrik yang sangat besar ini

maka daerah gurun di sekitar stasiun akan dengan mudah dihijaukan karena pompa-

pompa air raksasa bertenaga listrik bisa dioperasikan. Gurun pasir dalam waktu yang

relatif singkat akan berpotensi sebagai lahan pertanian dan daerah perindustrian.

Dengan demikian secara tidak langsung SPS bisa membatasi meluasnya gurun,

bahkan bisa mengurangi luasnya. Stasiun penerima di gurun pasir merupakan pilihan


yang terbaik. Hanya saja, tidak setiap negara memiliki gurun dan tidak setiap gurun

yang ada terletak di khatulistiwa.

4.1.2.2 Stasiun Rectenna di Tengah Hutan

Pembangunan stasiun rectenna di tengah hutan harus memperhatikan habitat

binatang dan tumbuhan yang ada. Dari semua jenis stasiun di tengah hutan ini yang

paling tidak menguntungkan karena dengan adanya pembangkit energi listrik yang

besar akan menimbulkan kerusakan hutan, walau secara tidak langsung. Dengan

adanya sumber energi yang besar, dengan sendirinya industri yang besar akan muncul

dan kerusakan lingkungan (betapapun terbatasnya) akan terjadi.

4.1.2.3 Stasiun Rectenna di Lepas Pantai

Stasiun ini ditempatkan jauh di lepas pantai (misalnya pada zona ekonomi

khusus 200 mil dari pantai) yang bebas dari gempa tektonik, relatif sepi dari lau-

lintas laut dan nelayan, serta sebisa mungkin berada di sekitar garis khatulistiwa. Ada

empat jenis struktur konstruksi stasiun rectenna yang saat ini dikenal : struktur tiang

pancang, struktur dongkrak, struktur mengambang, dan struktur semi-tenggelam. Dari

ke empat jenis struktur ini, maka struktur semi-tenggelam (semi-submersible)

memiliki karakteristik yang terbaik.

4.1.2.4 Stasiun Rectenna di Pulau Kosong

Pulau kosong yang terbaik adalah pulau karang (kosong) dengan luas minimal

15x15 km dan terletak di sekitar garis khatulistiwa. Dengan tiadanya tumbuhan maka

diperkirakan populasi burung/satwa lainnya juga rendah. Yang harus diperhatikan

adalah lalu-lintas laut yang ada di sekitar pulau yang dijadikan stasiun. Semakin

jarang lalu-lintas yang ada tentu semakin baik. Lokasi rectenna di pulau kosong

merupakan pilihan yang terbaik bagi negara-negara kepulauan seperti Indonesia.


4.2 Dampak Lingkungan SPS

Aspek lingkungan yang akan dibahas di sini adalah dampak yang berkaitan

dengan penggunaan gelombang elektromagnetik (mikrogelombang) berdaya tinggi

terhadap ekosistem dan kesehatan. Secara umum, ada empat aspek lingkungan

dominan yang harus dipertimbangkan dampaknya akibat penggunaan mikro

gelombang, yaitu :

1. Dampak mikrogelombang terhadap mahluk hidup.

2. Dampak atmosfir.

3. Dampak pemanasan ionosfir.

4. Dampak pada astronomi.

4.2.1 Dampak Mikrogelombang Terhadap Mahkluk Hidup

Radio mikrogelombang tidak memiliki cukup energi untuk mengionisasi

molekul (tidak seperti radiasi sinar-X dan emisi radioaktif lainnya), tetapi memiliki

kemampuan agitasi. Jika intensitas radiasi mikrogelombang yang digunakan cukup

tinggi (dalam tingkat mW/cm2) maka gelombang ini akan menyebabkan kenaikan

suhu molekul. Tubuh mahkluk hidup akan mulai meningkat suhunya bila dikenai

radiasi sebesar 4~30 mW/cm2. Sebuah studi menyebutkan bahwa batas ambang aman

bagi mahkluk hidup (terutama manusia) adalah 5 m/cm2 pada daerah frekuensi

1,5~100 GHz. Banyak studi telah dilakukan untuk mempelajari dampak yang

ditimbulkan oleh mikrogelombang terhadap mahkluk hidup, namun sejauh ini belum

ada kesepakatan untuk merumuskan secara pasti besarnya energi yang aman bagi

mahkluk hidup serta dampak apa saja yang mungkin timbul jika batas aman ini

dilewati. Namun demikian, mengambil dari kenyataan sehari-hari tentang

penggunaan energi pengulang telekomunikasi terrestrial / TV, dan radar dengan

aman, maka bisa diambil kesimpulan sementara bahwa kerapatan energi

mikrogelombang sebesar 5 mW/cm2 bisa dianggap memadai.

Dengan mengambil jarak minimum 25 km dari daerah zona penyangga

rectenna, akan diperoleh kerapatan energi yang hampir sama dengan bilangan ini.

Artinya, pada jarak yang relatif dekat dengan rectenna bisa diperoleh zona yang


benar- benar aman bagi mahluk hidup. Yang sulit untuk dihindari adalah bila ada

sekawan burung yang mungkin terbang tepat di pusat berkas mikrogelombang.

Dampak Atmosfir

Ini adalah dampak yang timbul pada saat perakitan spacetenna. Pada lapisan

terrendah atmosfir bumi tempat segala macam kehidupan berlangsung, dampak

paling serius yang ditimbulkan adalah pencemaran akibat semburan gas buang roket

peluncur (HLLV - high lift launch vehicle) selama peluncuran berlangsung. Efek ini

memang bisa mengakibatkan perubahan cuaca lokal dan penurunan kualitas udara

bersih. Derajat perubahan cuaca ini memang sangat tergantung pada kondisi

meteorologis, ukuran dari pesawat peluncur dan frekuensi peluncuran. Inilah efek tak

langsung dari sistem SPS terhadap lingkungan atmosfir bumi. Efek ini akan menurun

tajam bila penyempurnaan mesin-mesin roket pendorong berhasil dengan baik, atau

sampai ditemukannya bahan bakar roket berbahan pencemaran rendah. Namun

demikian, secara global efek ini diperkirakan masih jauh lebih rendah dibandingkan

efek serupa yang ditimbulkan oleh mesin-mesin pembangkit konvensional berbahan

bakar fossil, yang terus menerus menghasilkan polutan selama masa hidupnya.

Dampak Pemanasan Ionosfir

Energi mikrogelombang yang menembus ionosfir dapat meningkatkan aras

energi ambient dan suhu elektron yang membentuk lapisan D, E, dan F, yakni pada

daerah yang terkena lintasan energi. Efek yang terjadi mirip dengan efek pemanasan

ohmis, yakni meningkatnya suhu fisik. Peningkatan suhu pada lapisan F dapat

menyebabkan mengumpulnya energi mikrogelombang dan menyebabkan

penyimpangan pada garis magnetik bumi. Secara langsung efek ini menyebabkan

penurunan kualitas telekomunikasi. Pada beberapa kasus juga diperkirakan timbulnya

interferensi pada komunikasi satelit yang menggunakan frekuensi kerja yang

berdekatan. Dengan demikian pemilihan lokasi stasiun rectenna di daerah terpencil

atau di lepas pantai akan sangat membantu menghindari timbulnya interferensi.


Dampak Astronomi

Sebagian besar komponen SPS, yakni panel-panel fotovoltaik, dihadapkan

mengarah ke matahari, dan sebagian yang lain (antena, rangka, dll) tidak menghadap

ke matahari sehingga memungkinkan timbulnya pantulan sinar matahari ke bumi.

Jika pantulan yang dihasilkan oleh keseluruhan sistem satelit cukup besar, maka ada

kemungkinan timbulnya efek cahaya yang cukup terang di waktu malam yang tampak

dengan jelas dari bumi (night sky brightness effect). Efek ini tentu tidak

menguntungkan bagi dunia astronomi. Cahaya yang dihasilkan oleh sebuah SPS

diperkirakan seterang cahaya planet Venus dan bisa mengganggu astronomi optis.

Efek nihgt sky brightness bisa ditekan dengan pemakaian sesedikit mungkin bahan-

bahan yang mudah memantulkan cahaya matahari. Sedangkan astronomi radio yang

menggunakan panjang gelombang sentimeter pada teleskop radionya hanya akan

terganggu bila lokasinya berdekatan dengan lokasi rectenna atau bila teleskopnya

mengarah langsung ke SPS. Belum ditemukan cara yang tepat untuk mengatasi efek

ini.


BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Dari deskripsi kajian tentang sistem Solar Power Satellite (SPS) diatas, maka

penulis dapat menarik beberapa kesimpulan antara lain sebagai berikut :

1. Dari pertimbangan aspek teknologi, sistem SPS sangat mungkin diwujudkan

dalam waktu dekat.

2. Dampak lingkungan dari sistem ini relatif rendah, walau untuk beberapa kasus

masih diperlukan studi yang lebih intensif.

3. SPS sangat layak digunakan sebagai alternatif diversifikasi sumber energi di

masa depan, bahkan ada kemungkinan akan menjadi satu-satunya alternatif

sumber energi terbarukan.

5.2 Saran

Setelah mengkaji bahasan-bahasan di atas maka penulis dapat memberikan

beberapa saran, diantaranya adalah pemanfaatan perangkat pengubah energi secara

langsung perlu mendapat prioritas tinggi dalam pengembangannya, sebab akan

berguna untuk memenuhi kebutuhan energi listrik di masa yang akan datang, serta

diharapkan pemerintah bersedia ikut serta dalam pengembangan teknologi SPS

khususnya di Indonesia.


DAFTAR PUSTAKA

[1] Bayuwati, Dewi. copy right 22 November 2004. “Pembuatan Panel Surya”.

http://www.Fisika LIPI.com. accessed : 14 Juli 2006.

[2] Muhaimin, Drs. 1991. “Bahan-Bahan LIstrik Untuk Politeknik”. hal : 94. PT

Pradnya Paramita. Jakarta.

[3] Purwanto, Yuliman. “Solar Power Satellite (SPS) : Alternatif Baru Sumber

Energi Listrik Untuk Masa Depan”. Makalah pada Seminar dan Kongres XX

PPI-Jepang. Kyoto. 1991.

[4] Walery Wenas, Wilson. Last update 2004. “Teknologi Sel Surya :

Perkembangan Dewasa Ini Dan Akan Datang”. http://www.Energi.LIPI.go.id.

accessed : 14 Juli 2006.


BIODATA PENULIS

Nama : Putu Rusdi Ariawan

TTL : Denpasar. 19 April 1990

Agama : Hindu

Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana

Email : [email protected]

www.facebook.com/turusdi

solar power satellite (sps) sebagai alternatif sumber energi listrik

Documents