Diterbitkan: 4 Juni 2024
Kontributor: Alice Gomstyn, Alexandra Jonker
Sumber daya energi terdistribusi, atau DER, adalah sistem energi skala kecil yang memberi daya pada lokasi terdekat. DER dapat dihubungkan ke jaringan listrik atau diisolasi, dengan energi mengalir hanya ke situs atau fungsi tertentu.
DER mencakup teknologi pembangkit energi dan sistem penyimpanan energi. Ketika pembangkitan energi terjadi melalui sumber daya energi terdistribusi, itu disebut sebagai pembangkit listrik terdistribusi.
Meskipun sistem DER menggunakan berbagai sumber energi, sistem ini sering dikaitkan dengan teknologi energi terbarukan seperti panel surya atap dan turbin angin kecil.
Ada beberapa manfaat menggunakan DER. Sumber daya energi terdistribusi yang menghasilkan daya melalui sumber energi terbarukan sering kali tidak menghasilkan emisi, sementara DER yang ditenagai oleh gas alam menghasilkan emisi yang lebih rendah daripada sistem bertenaga bahan bakar fosil lainnya. Ini memungkinkan dekarbonisasi.
DER juga meningkatkan ketahanan sistem tenaga listrik: DER dapat membantu melengkapi pembangkit listrik pusat pada saat permintaan listrik melonjak dan berfungsi sebagai sumber daya cadangan ketika peristiwa cuaca ekstrem merusak infrastruktur utilitas.
Teknologi DER mencakup sistem berbasis bahan bakar fosil tradisional dan teknologi energi yang lebih bersih dan lebih baru. Yang pertama termasuk mesin pembakaran yang ditenagai oleh minyak dan diesel, yang menghasilkan tingkat emisi gas rumah kaca yang tinggi. Teknologi yang lebih bersih dengan emisi yang lebih rendah atau tanpa emisi meliputi:
Sistem fotovoltaik surya — atau panel surya dan sel surya — semakin banyak digunakan sebagai DER. Secara global, 167 gigawatt sistem PV surya terdistribusi telah dipasang antara tahun 2019 dan 2021.1
Turbin angin DER juga dikenal sebagai angin terdistribusi. Instalasi angin terdistribusi bervariasi dalam ukuran dan kapasitas pembangkit listrik. Daya yang dihasilkan dapat berkisar dari kurang dari 1 kilowatt, yang dapat menyalakan peralatan, hingga 100 kilowatt, yang dapat menyalakan lokasi industri.
Sel bahan bakar menghasilkan listrik melalui proses termokimia yang melibatkan bahan bakar seperti hidrogen. Meskipun sebagian besar hidrogen yang digunakan untuk sel bahan bakar diproduksi dengan membakar gas alam, hidrogen juga dapat diproduksi dengan menggunakan energi terbarukan-ini dikenal sebagai "hidrogen hijau". Sel bahan bakar hidrogen digunakan di beberapa kendaraan listrik dan dapat ditemukan di beberapa pembangkit listrik.
Kogenerasi adalah produksi listrik dan panas secara bersamaan dari satu sumber energi. Juga dikenal sebagai gabungan panas dan listrik atau CHP, teknologi kogenerasi dapat berjalan dengan bahan bakar fosil, seperti gas alam, atau bahan bakar berbasis energi terbarukan, seperti biomassa.
Mikroturbin adalah mesin pembakaran kecil yang berjalan pada biogas, gas alam, propana dan sumber bahan bakar lainnya. Sebagian besar berukuran seukuran kulkas dan menghasilkan antara 15 dan 300 kilowatt listrik. Meskipun demikian, output yang relatif rendah ini, jika dikelompokkan bersama, mereka dapat memberi daya pada seluruh fasilitas, seperti instalasi pengolahan air limbah.2
Penyimpanan energi adalah penangkapan dan penyimpanan energi sebagai cadangan untuk digunakan nanti. Contoh teknologi penyimpanan energi yang digunakan sebagai sumber daya energi terdistribusi meliputi:
Penyimpanan baterai adalah bentuk penyimpanan listrik yang paling umum. Meskipun perusahaan listrik sering kali memiliki sistem penyimpanan energi baterai (BESS) yang besar, BESS yang lebih kecil dan "di belakang meteran" dapat ditempatkan di properti konsumen energi. Instalasi BESS perumahan diproyeksikan mencapai kapasitas 20 gigawatt-jam pada tahun 2030.3
Kendaraan listrik (EV) dapat berfungsi sebagai sumber daya energi terdistribusi ketika dicolokkan ke stasiun pengisian daya. Melalui teknologi vehicle-to-grid (V2G), energi yang tidak terpakai yang tersimpan dalam baterai EV dapat dimasukkan ke jaringan listrik. Proyek energi V2G baru-baru ini dikembangkan di beberapa negara, termasuk Jerman, Inggris dan AS.
Pemanas air listrik perumahan dapat bertindak sebagai baterai termal, menyimpan energi sebagai panas. Panas yang tidak terpakai dapat “dibuang” sebagai energi ke jaringan listrik. Beberapa operator jaringan telah menggunakan pemanas air listrik untuk tujuan penyimpanan, sementara para pembuat kebijakan dan peneliti dari Australia hingga New York mendorong adopsi yang lebih luas dari pemanas air listrik sebagai sumber daya energi yang didistribusikan.
Meskipun DER mungkin hanya melayani lokasi tertentu, mereka juga dapat dihubungkan ke jaringan energi lokal melalui proses yang dikenal sebagai interkoneksi. Interkoneksi dilakukan melalui cara administratif dan teknis: Pemilik DER harus mengajukan aplikasi ke utilitas untuk interkoneksi dan mereka juga harus memastikan bahwa mereka memiliki teknologi pendukung yang tepat. Teknologi tersebut termasuk perangkat yang dikenal sebagai inverter.
Inverter mengubah listrik arus searah (DC) menjadi listrik arus bolak-balik (AC). Banyak unit DER, seperti instalasi tenaga surya dan angin, menghasilkan listrik DC, sementara sebagian besar transmisi dan distribusi energi dilakukan melalui listrik AC. Inverter mengubah listrik DC yang dihasilkan oleh DER menjadi listrik AC yang dapat disalurkan melalui jaringan listrik.
Beberapa DER menyalurkan daya ke jaringan yang lebih besar setelah terlebih dahulu terhubung ke jaringan mikro, yang merupakan jaringan skala kecil yang menyediakan daya listrik ke area lokal. Satu atau lebih teknologi DER biasanya terdiri dari sebuah jaringan mikro. Selain berfungsi bersama dengan jaringan listrik tradisional berskala besar, microgrid juga dapat beroperasi dalam "mode pulau", yang berarti berfungsi secara mandiri.
DER juga dapat digabungkan ke dalam jaringan energi yang dikenal sebagai pembangkit listrik virtual (VPP). Penyedia energi dan operator sistem dapat memanfaatkan VPP untuk memenuhi permintaan listrik ketika pasokan mereka sendiri kekurangan.
Sistem DER memberikan sejumlah manfaat bagi manusia dan planet ini.
Dengan menyediakan daya ke titik-titik konsumsi terdekat, DER membantu mengurangi kehilangan energi yang biasanya terjadi saat listrik mengalir melalui saluran transmisi. Selain itu, DER memungkinkan manajemen energi yang lebih efisien melalui program respons permintaan: utilitas menawarkan insentif kepada pelanggan energi untuk mengubah penggunaan energi mereka dan memungkinkan utilitas mengakses sistem DER pelanggan untuk memenuhi permintaan listrik.
Konsumen dengan sistem DER dapat menghasilkan energi yang lebih murah untuk penggunaan mereka sendiri atau menerima kredit tagihan energi untuk menyediakan energi ke jaringan lokal mereka - sebuah praktik yang dikenal sebagai net metering. DER juga hemat biaya bagi perusahaan listrik: dengan mengintegrasikan DER ke dalam sistem mereka, perusahaan listrik dapat menghindari biaya yang terkait dengan pembangunan infrastruktur energi baru.
Banyak sumber daya energi terdistribusi yang ditenagai oleh energi terbarukan atau hidrogen, yang menghasilkan emisi yang lebih rendah daripada pembangkit energi berbasis minyak dan batu bara.
Perubahan iklim telah meningkatkan frekuensi kejadian cuaca ekstrem dan bencana alam, yang dapat merusak infrastruktur listrik, menyebabkan pemadaman listrik dan gangguan. Sumber daya energi terdistribusi meningkatkan ketahanan sistem daya dengan menyediakan opsi cadangan untuk pembangkit energi ketika pembangkit listrik terpusat terkena dampak.
Terlepas dari manfaat sumber daya energi terdistribusi, baik konsumen maupun operator jaringan menghadapi tantangan dalam adopsi DER.
Meskipun sistem DER dapat mengurangi biaya energi dalam jangka panjang, biaya pemasangan sumber daya energi terdistribusi seperti sel bahan bakar dan susunan fotovoltaik dapat mencapai ribuan dolar-harga yang sangat mahal bagi sebagian konsumen. Insentif pemerintah, seperti kredit pajak dan subsidi, dapat membantu menanggung biaya di muka.
Jaringan listrik dan sistem distribusi yang dibangun pada abad ke-20 tidak dirancang untuk mengakomodasi aliran dua arah—yaitu, aliran listrik dari pembangkit listrik yang terletak di pusat ke konsumen dan aliran listrik dari DER milik konsumen ke jaringan. Dengan demikian, jaringan dapat kewalahan oleh listrik yang berasal dari DER, menciptakan kemacetan jaringan dan menempatkan area berisiko pemadaman. Peningkatan koordinasi antara pemangku kepentingan sistem energi — termasuk regulator, operator jaringan listrik dan konsumen — dan penerapan teknologi jaringan pintar dapat membantu mengatasi tantangan ini.
Prediksi permintaan energi dengan perkiraan akurat dan rencana pertumbuhan vegetasi di dekat kabel listrik
Menyederhanakan pengambilan, konsolidasi, pengelolaan, analisis, dan pelaporan data lingkungan, sosial, dan tata kelola (ESG) Anda.
Menetapkan strategi data ESG untuk mengoperasionalkan tujuan keberlanjutan dan meningkatkan transparansi.
Kemampuan untuk menyimpan energi dapat mengurangi dampak lingkungan dari produksi dan konsumsi energi dan memfasilitasi perluasan energi bersih dan terbarukan.
Microgrid adalah jaringan listrik berskala kecil yang beroperasi secara independen untuk menghasilkan listrik untuk area lokal, seperti kampus universitas, kompleks rumah sakit, atau pangkalan militer.
Teknologi jaringan pintar menjanjikan untuk memodernisasi sistem kelistrikan tradisional dengan infus kecerdasan digital.
Smart meter adalah perangkat digital yang mengukur dan mencatat konsumsi listrik, gas, atau air secara real time dan menyampaikan informasi tersebut ke perusahaan utilitas.
Infrastruktur pengukuran canggih (AMI) adalah sistem jaringan tetap terintegrasi yang memungkinkan komunikasi dua arah antara utilitas dan pelanggan.
Manajemen energi adalah pemantauan proaktif, kontrol, dan optimalisasi konsumsi energi organisasi untuk menghemat penggunaan dan mengurangi biaya energi.
Catatan kaki
1 "Membuka Potensi Sumber Daya Energi yang Terdistribusi" (tautan berada di luar ibm.com), IEA, 2022.
2 "Lembar Fakta Energi Terbarukan: Turbin Mikro" (tautan berada di luar ibm.com). Badan Perlindungan Lingkungan AS, Agustus 2013.
3 “Memungkinkan energi terbarukan dengan sistem penyimpanan energi baterai” (tautan berada di luar ibm.com), McKinsey & Company, 2 Agustus 2023.