SUPPLY DAN BIAYA KONDUKTOR UNTUK SISTEM OVERHAED DAN UNDERGROUND

Secara umum, sistem kelistrikan bisa dibagi atas sistem arus searah atau DC (Direct Current) dan sistem arus bolak-balik atau AC (Alternating Current). Walaupun sistem kelistrikan pertama kali diciptakan dan dikembangkan dalam bentuk DC, pada saat ini hampir semua energi listrik dibangkitkan, ditransmisikan, dan didistribusikan dalam bentuk AC. Sistem AC mengalahkan sistem DC karena konstruksi generator dan motor AC jauh lebih sederhana dan efisien dibanding jenis DC. Kunci kemenangan lain dari sistem AC adalah ditemukannya trafo atau transformator. Dengan menggunakan trafo, tegangan listrik bisa dinaikkan dan diturunkan secara mudah dan efisien. Tegangan perlu dinaikkan menjadi ekstra tinggi agar energi listrik bisa ditransmisikan melalui jarak yang jauh secara efisien. Di sisi konsumen, tegangan listrik perlu diturunkan agar energi listrik bisa digunakan secara aman.

Kelemahan dari sistem AC adalah semua pembangkit harus menghasilkan tegangan listrik pada frekuensi yang sama dan berputar secara serempak (sinkron). Keharusan untuk berputar secara sinkron menjadikan pengaturan sistem tenaga listrik menjadi sangat sulit jika jumlah pembangkit yang tergabung dalam sistem mencapai ratusan atau ribuan. Gangguan pada salah satu pembangkit akan dirasakan oleh semua pembangkit yang terhubung ke dalam sistem. Inilah salah satu alasan mengapa sering sekali terjadi adanya pemadaman total dalam suatu sistem tenaga listrik. Keharusan berputar pada kecepatan sinkron juga menyebabkan pembangkit dengan frekuensi berbeda tidak bisa disatukan. Kita tahu bahwa di Indonesia, PT. PLN menggunakan frekuensi 50 Hz pada semua pembangkitnya. Akan tetapi, banyak industri (terutama industri minyak) menggunakan frekuensi 60 Hz. Tidak mungkinnya penyatuan pembangkit ini menyebabkan banyak industri terpaksa bekerja dengan pembangkit listrik yang tidak efisien dan mahal. Sebaliknya, PT. PLN tidak bisa memanfaatkan kelebihan kapasitas pembangkit industri untuk memenuhi kebutuhan beban puncaknya.

Kelemahan lain dari sistem AC adalah rendahnya efisiensi penyaluran daya. Akibatnya, daya listrik AC tidak bisa disalurkan melalui jarak yang sangat jauh, terutama jika melalui kabel bawah tanah atau kabel laut. Padahal, banyak sumber energi terbarukan lokasinya jauh dari tempat yang membutuhkan listrik. Banyak lokasi tambang batu bara ada di pulau Kalimantan sedangkan kebutuhan listrik terbesar ada di pulau Jawa. Pada saat ini, terpaksa batu bara dikirim dengan menggunakan kapal laut dari Kalimantan menuju pulau Jawa. Pembangkit listrik berbasis batu bara terpaksa dibangun di pulau Jawa yang padat penduduk dan sudah banyak polusi. Banyak kepulauan terpaksa menggunakan pembangkit listrik tenaga diesel karena tidak mungkin menarik kabel AC melalui laut pada jarak yang panjang.

Perkembangan Sistem DC

Walaupun sistem AC telah mendominasi hampir seluruh sistem kelistrikan, para insinyur listrik pendukung sistem DC tidak pernah menyerah. Bermacam teknologi diciptakan untuk mengembangkan sistem transmisi daya DC yang efisien. Walaupun sistem DC telah lama dikembangkan dan pertama kali dipasang secara komersial pada tahun 1950-an, perkembangan pesat terjadi setelah dikembangkannya saklar semikonduktor daya berbasis thyristor pada tahun 1960-an. Berkat teknologi thyristor, berbagai transmisi daya DC telah dipasang dan dioperasikan di berbagai belahan dunia. Transmisi daya DC yang dianggap fenomenal di dunia adalah saluran transmisi DC yang dipakai untuk menyalurkan energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTA Itaipu, Brasil, berkapasitas 18 GW (Giga atau Milyar Watt). Saluran transmisi ini panjangnya lebih dari 1500 km dan bekerja pada tegangan 600 kV (kilo atau ribu volt). Yang terakhir selesai dibangun adalah transmisi daya DC di Cina yang panjangnya lebih dari 1500 km dengan tegangan 800 kV. Saluran transmisi ini dipakai untuk menyalurkan keluaran PLTA

yang kapasitas dayanya 24 GW. Sebagai pembanding, seluruh pembangkit di Pulau Jawa jika dijumlahkan kapasitasnya hanya mencapai 27 GW. PT. PLN berencana untuk membangun transmisi daya DC untuk mengirimkan energi listrik yang dihasilkan PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) mulut tambang di Sumatra Selatan menuju Bogor, Jawa Barat. Karena jaraknya panjang dan harus melalui laut, transmisi daya DC menjadi satu-satunya pilihan.

Dibanding dengan sistem AC, sistem DC mempunyai keuntungan berikut:

i) Pembangkit yang dihubungkan tidak harus mempunyai frekuensi yang sama. Sehingga semua pembangkit yang ada di Indonesia bisa disambungkan untuk mendapatkan sistem kelistrikan yang efisien. Perusahaan minyak tidak harus memiliki dan mengoperasikan pembangkit listrik yang mahal dan tidak efisien. Biaya operasi berbagai industri bisa diturunkan jika mereka tidak lagi mengoperasikan pembangkitnya sendiri-sendiri.

ii) Konstruksi saluran transmisi DC jauh lebih sederhana dibanding sistem AC. Jumlah konduktor minimum dari sistem AC adalah tiga sedangkan pada sistem DC hanya satu. Jika suatu saluran AC diubah menjadi saluran DC maka kapasitasnya bisa naik tiga kali lipat. Akibatnya, pembangunan saluran transmisi baru bisa ditunda.

iii) Aliran daya di transmisi DC bisa diatur dengan cepat dan akurat. Kemampuan ini penting untuk meningkatkan stabilitas sistem dan penting jika rencana jual beli energi listrik dengan negara tetangga jadi dilakukan.

iv) Penyaluran daya lewat kabel DC bawah laut jauh lebih sederhana dan murah dibanding kabel AC. Dengan menggunakan kabel DC, akan semakin banyak

pulau yang bisa mendapatkan listrik dengan menggunakan pembangkit yang lebih efisien. Sungguh penghematan yang sangat besar jika semua PLTD di pulau-pulau kecil bisa digantikan dengan pembangkit besar yang efisien dan ramah lingkungan.

Energi Terbarukan

Selain sangat cocok untuk menyalurkan energi listrik melalui jarak yang jauh, sistem DC juga cocok dengan keinginan untuk memanfaatkan berbagai sumber energi terbarukan seperti halnya energi matahari, angin, ombak, mikrohidro, dan masih banyak lagi. Walaupun ramah lingkungan, sumber energi terbarukan biasanya tidak bisa diandalkan keberadaannya. Jika kapasitas pembangkit berbasis energi terbarukan ini besar, daya yang berubah-ubah dengan cepat akan mengganggu sistem kelistrikan dimana pembangkit ini terpasang. Untuk mengatasi masalah ini, cara terbaik adalah menggunakan sistem DC untuk menghubungkan semua pembangkit listrik energi terbarukan. Dengan sistem DC, pembangkit-pembangkit tersebut tidak harus menghasilkan frekuensi yang sama. Dengan sistem DC, kabel yang dipakai untuk menghubungkan berbagai pembangkit juga jadi lebih murah. Di Eropa dan Amerika Serikat, banyak pembangkit tenaga angin yang dibangun di lepas pantai dihubungkan dengan transmisi DC menuju daratan. Selain itu, pembangkit listrik berbasis sel surya, yang jumlahnya di Indonesia meningkat dengan cepat, memang membangkitkan energi listrik dalam bentuk DC. Dengan menggunakan sistem DC, semua potensi sumber energi terbarukan bisa digunakan secara maksimal sehingga lebih mendukung sistem energi yang berkelanjutan.

Hemat Energi

Pada saat ini, lebih dari 10 persen energi listrik dikonsumsi dalam bentuk DC. Semua peralatan elektronik, komputer, lampu hemat energi, lampu LED, inverter, kereta listrik, dan peralatan telekomunikasi mengkonsumsi daya dalam bentuk DC. Di masa yang akan datang, diperkirakan prosentasi energi yang dikonsumsi dalam bentuk DC akan lebih tinggi lagi. Peningkatan akan terjadi terutama dengan datangnya era mobil listrik maupun hybrid. Jika hampir semua energi listrik dikonsumsi dalam bentuk DC, mengapa kita harus bertahan menggunakan sistem AC? Hasil studi menunjukkan bahwa jika jaringan distribusi tegangan rendah AC 220 volt diganti dengan sistem DC 300 volt maka susut dayanya bisa berkurang lebih dari 30 persen. Uji coba penggunaan sistem DC dalam suatu pusat telekomunikasi, pusat data, dan bangunan modern sedang diuji coba di banyak negara. Jika kita bisa mengurangi susut daya di jaringan distribusi sampai lebih dari 30 persen, ada berapa banyak pembangkit yang pembangunannya bisa kita tunda?

Jaringan Listrik Cerdas

Sistem DC juga menjadi kunci direalisasikannya mimpi hampir semua insinyur elektro, yaitu jaringan listrik cerdas (smart grid). Jaringan listrik cerdas adalah sistem kelistrikan yang mana baik perusahaan listrik maupun konsumen bisa ikut aktif berperan dalam menciptakan sistem kelistrikan yang andal, berkwalitas, dan efisien. Konsumen yang atap rumahnya dilengkapi sel surya bisa memilih antara mengkonsumsi sendiri listriknya atau menjualnya ke perusahaan listrik.

Perusahaan listrik bisa meminjam sementara energi yang tersimpan di batere mobil listrik untuk dipakai memenuhi kebutuhan beban puncak. Konsumen bisa memilih membeli energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit ramah lingkungan.

Berbeda dengan transmisi daya AC yang relatif sudah teratur dan jelas standardnya, sistem distribusi daya listrik dalam bentuk DC masih dalam tahap pengembangan. Walaupun demikian, semua insinyur yakin bahwa prosentase penggunaan sistem DC akan meningkat dengan pesat. Sistem DC menjanjikan sistem kelistrikan yang efisien, berkwalitas, dan ramah lingkungan