Balikpapan — Tim peneliti dari Institut Teknologi Kalimantan (ITK) mengembangkan inovasi desain struktur modular pra-fabrikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Off-Grid yang dirancang khusus untuk mendukung pemanfaatan energi terbarukan di sektor pertanian wilayah beriklim tropis. Inovasi ini menawarkan sistem rangka panel surya yang mudah dirakit, dibongkar, serta dipindahkan sehingga lebih adaptif terhadap kondisi lahan pertanian yang beragam.

Penelitian ini dipimpin oleh Happy Aprillia, dosen Program Studi Teknik Elektro ITK, dengan anggota tim dosen Amalia Rizqi Utami, Risty Jayanti Yuniar, dan Mifta Nur Farid. Pengembangan inovasi ini juga melibatkan kolaborasi aktif bersama mahasiswa ITK yang berkontribusi dalam proses desain, simulasi, hingga pengujian sistem.

Tim mahasiswa yang terlibat berasal dari multi-disiplin ilmu antara lain Muhammad Arif Choirul Rizal, Ahmad Syauqy Busyra, Achmad Daffa Raihan Faizah, Sri Yunita Andini, Kevin Nugraha Shaj, Jerzan Hartadin, Ali Imran, Marsa Naufal, Muhammad Rozul Faza, Rendy Muslim Arifin, Rayna Maryam Aulia, Muhammad Iskandar Yusuf, Jhosua George Kamagi, Firdaus Abrur Haqqi, dan Putri Nabila.

Solusi Energi Mandiri untuk Pertanian

Desain struktur ini dikembangkan sebagai sistem penyangga panel surya untuk PLTS off-grid, yaitu pembangkit listrik tenaga surya yang dapat beroperasi secara mandiri tanpa terhubung dengan jaringan listrik umum. Sistem ini sangat relevan diterapkan pada wilayah pertanian yang memiliki keterbatasan akses listrik.

Struktur rangka dirancang menggunakan material baja galvanis yang memiliki ketahanan tinggi terhadap korosi, kelembaban, serta kondisi lingkungan tropis. Selain itu, sistem perakitan menggunakan metode knock-down dengan baut dan mur, sehingga proses pemasangan dapat dilakukan dengan peralatan sederhana tanpa pengelasan permanen.

Desain ini dikembangkan untuk menjawab kebutuhan teknologi energi yang praktis yang praktis dan mudah diterapkan di sektor pertanian. 

Desain Modular yang Fleksibel dan Efisien

Struktur PLTS yang dikembangkan mengusung konsep modular pra-fabrikasi, di mana setiap komponen diproduksi dalam ukuran standar sehingga memudahkan proses produksi, transportasi, dan instalasi di lapangan.

Beberapa keunggulan utama dari desain struktur ini antara lain:

Sistem Modular Pra-Fabrikasi
Komponen dibuat dalam bentuk modul siap rakit sehingga mempercepat proses instalasi dan menjaga konsistensi kualitas struktur.

Sistem Knock-Down
Struktur dapat dibongkar dan dirakit kembali tanpa merusak komponen, sehingga lebih fleksibel untuk dipindahkan atau digunakan kembali di lokasi lain.

Pengatur Sudut Kemiringan Panel Surya
Panel surya dapat diatur pada tiga sudut kemiringan berbeda yaitu 15°, 20°, dan 25° untuk mengoptimalkan penyerapan radiasi matahari di wilayah tropis.

Desain Atap Dua Bilah
Konfigurasi atap dua bilah berfungsi melindungi komponen kelistrikan dan baterai dari paparan hujan serta panas berlebih sekaligus meningkatkan sirkulasi udara.

Ruang Penyimpanan Baterai
Struktur dilengkapi dengan warehouse baterai berventilasi yang berfungsi menjaga stabilitas suhu dan kelembaban perangkat listrik.

Pondasi dengan Bidang Tumpu Luas
Sistem pondasi menggunakan circle base plate dengan enam titik tumpu yang mampu mendistribusikan beban secara merata sehingga tetap stabil pada tanah pertanian yang relatif lunak.

Teruji Melalui Simulasi Struktur

Untuk memastikan kekuatan rangka, tim peneliti melakukan simulasi pembebanan menggunakan perangkat lunak rekayasa struktur dengan beban sebesar 420 kilogram.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa struktur mampu menahan beban dengan baik, dengan nilai tegangan maksimum yang masih berada di bawah batas luluh material serta tingkat deformasi yang relatif kecil. Faktor keamanan struktur juga berada di atas batas minimum yang disyaratkan untuk struktur statis, sehingga desain dinilai aman untuk digunakan pada sistem PLTS pertanian.

Mendukung Energi Terbarukan Berkelanjutan

Struktur PLTS modular ini memiliki dimensi sekitar 3,3 meter × 2,3 meter dan dirancang untuk mendukung berbagai kebutuhan energi pada sektor pertanian, seperti pengoperasian peralatan listrik, sistem irigasi, maupun pengolahan hasil panen.

Selain sebagai inovasi teknologi, desain ini juga disiapkan sebagai dokumen pendukung pendaftaran Hak Kekayaan Intelektual (HKI) pada skema desain industri. Ke depan, teknologi ini diharapkan dapat diproduksi secara lebih luas sehingga memberikan solusi energi terbarukan yang efisien, ekonomis, dan mudah diterapkan pada sektor pertanian di Indonesia.

Melalui pengembangan inovasi ini, ITK terus menunjukkan komitmennya dalam menghadirkan solusi teknologi yang berdampak nyata bagi masyarakat, khususnya dalam mendukung transisi energi bersih dan penguatan sektor pertanian berkelanjutan.