Seperti yang telah diuraikan pada tulisan sebelumnya, maka padapembahasan kali ini saya ingin memberikan sedikit sumbangan pemikiran sesuai dengan kemampuan saya yaitu bagaimana menerapkan penggunaan energi matahari sebagai pembangkit tenaga listrik pada permukiman di kota yang secara mandiri, energi listrik tersebut ‘dihasilkan’ dengan mengintegrasikan bahan-bahan sel atau modul fotovoltaik ke dalam bahan-bahan ‘pembentuk’ bangunan seperti atap. Ini sebenarnya bukanlah hal yang relatif baru karena telah digunakan dibeberapa negara, tetapi untuk permukiman atau unit hunian kebanyakan (Eropa) energi surya ini juga sebagai pemanas ruang yang sudah diintegrasikan ke dalam bahan-bahan bangunan yang mudah menyerap panas. Penggunaan modul fotovoltaik dalam skala yang relatif besar di Indonesia telah diterapkan. Contohnya yaitu di desa Kenteng, Gunung Kidul dan desa Sukatani, Sukabumi.
Masalah permukiman di wilayah perkotaan sangat erat kaitannya dengan pertambahan jumlah penduduknya. Kota-kota besar sudah mengalami kesulitan untuk menampung konsekuensi arus urbanisasi di atas penambahan penduduknya sendiri karena kelahiran. Daya tampung kota seperti penyediaan lahan untuk permukiman terasa menjadi semakin sempit. ‘Pengkaplingan’ daerah permukiman kota pada tata ruang kota yang sudah direncanakan sedemikian rupa tetap belum dapat mengatasi permasalahan tersebut. Sebagai akibat dari keterbatasan lahan dan salah satu solusi untuk permukiman khususnya didaerah yang dekat dengan ‘pusat’ kota (downtown) maka pembangunan unit hunian mau tidak mau ‘harus’ vertikal seperti rumah susun atau flat. Pembangunan rumah susun memang lebih cenderung untuk masyarakat menengah bawah, disamping untuk mengatasi kekurangan akan unit hunian juga sering dikaitkan dengan ‘peremajaan’ kampung (semoga bukan sekedar ’pemolesan’ wajah kota saja).
Jika kita pilah-pilah dengan pendekatan konsumsi energi (listrik) maka ‘pembagian’ golongan pendapatan dapat kita jadikan acuan. Bagian pertama yang menjadi pembahasan adalah hubungan kebutuhan energi, pola konsumsi dan golongan pendapatan. Menurut Durning 1992, ada tiga kelompok masyrakat dalam pola konsumsinya (barang) yaitu masyarakat miskin, kelas menengah dan kelas atas. Semakin ke atas (kelas atas) semakin boros dalam mengkonsumsi barang. Karena keterbatasan waktu dan data maka penulis membagi dua golongan saja yaitu menengah bawah dan menengah atas, dimana golongan sangat miskin dan sangat kaya tidak termasuk di dalamnya. Pola konsumsi energi tidak terlepas dari pola konsumsi kebutuhan barang-barang, kebutuhan pokok dan sekunder walaupun hal tersebut tidak selalu benar. Sebagian besar masyarakat yang masuk dalam golongan menengah atas akan lebih banyak memerlukan barang-barang sekunder bahkan kebutuhan tersier. Sebagai contoh mereka menggunakan rice cooker untuk memasak, pendingin ruangan (AC), lemari pendingin, mesin cuci, penghisap debu, TV set dan stereo set untuk hiburan, barang lainnya untuk pemenuhan kebutuhan sekunder. Untuk beberapa jenis barang sekunder tersebut sekarang sudah bukan menjadi barang ‘mewah’ lagi. Coba bayangkan berapa banyak energi listrik yang dibutuhkan untuk menjalankan barang-barang tersebut. Boleh jadi masyarakat (keluarga) yang menggunakan barang-barang tersebut seperti rice cooker, mesin cuci adalah keluarga yang sibuk, sehingga penggunaan barang-barang tersebut untuk mempercepat waktu dan menghemat tenaga. Kemajuan teknologi memang dibuat untuk hal-hal tersebut, tetapi akan lebih baik jika barang-barang yang diciptakan cukup hemat energi. Kalimat seperti diatas tentulah bukan mau mengajak kita untuk hidup mundur seperti jaman batu kasarnya atau meniru hidup seperti bangsa Amish di utara Amerika, hanya mengajak kita untuk berpikir bijaksana dalam pemakaian energi. Kita dapat mengambil hal-hal yang bijaksana dari cara hidup bangsa Amish atau suku Baduy Dalam.
Pendekatan pola konsumsi energi dan gaya hidup masyarakat menengah tersebut selanjutnya dikaitkan ke dalam pokok bahasan utama yaitu penggunaan modul fotovoltaik untuk permukiman massal. Artinya jika kebutuhan energi yang dibutuhkan satu keluarga (unit hunian) cukup besar maka dibutuhkan modul fotovoltaik yang besar pula. Masalah yang ditimbulkan kemudian adalah keterbatasan ‘lahan’ untuk menggelar modul fotovoltaik tersebut. Ada satu hal yang positif jika ingin menerapkan modul fotovoltaik dari sebuah paradigma keluarga ibukota yang super sibuk, (ayah dan ibu bekerja) yaitu beban energi yang mereka gunakan lebih banyak di malam hari. Jika diasumsikan satu blok unit hunian memiliki keadaan seperti itu maka dapat dipakai dua sumber energi yaitu sumber energi konvensional untuk malam hari dan modul fotovoltaik untuk siang hari.
Pendekatan berikutnya pada pola konsumsi energi dan gaya hidup masyarakat menengah bawah. Pola konsumsi masyarakat menengah bawah dalam penggunaan energi listrik lebih kepada hal-hal yang ‘penting’, dikarena biasanya mereka mengkonsumsi listrik untuk unit rumah dengan beban listrik yang rendah. Penggunaan energi listrik yang berlebihan akan menyebabkan tambahan pengeluaran biaya bulanan. Mereka akan memasak (menanak nasi) tanpa rice cooker, mencuci pakaian tanpa mesin cuci, apalagi untuk pengkondisian udara mereka paling hanya memakai kipas angin kecil bukan AC yang mereka gunakan. Penerangan bagi mereka juga secukupnya, semaksimal mungkin menggunakan cahaya matahari pada siang hari untuk penerangan.
Keadaan diatas dapat diilustrasikan sebagai berikut yaitu pada kondisi sebuah keluarga yang dikelompokkan dalam masyarakat dimana suami bekerja, istri adalah ibu rumah tangga dan anak lebih dari tiga orang. Kegiatan sehari-hari pada keluarga seperti ini adalah suami bekerja pada siang hari sehingga tidak berada di rumah, istri sebagai ibu rumah tangga menghabiskan waktu untuk pekerjaan-pekerjaan di rumah kadang membantu suami dengan berdagang. Jika sudah selesai bekerja kegiatan yang dilakukan biasanya adalah menonton acara TV. Anak-anak pergi ke sekolah dan baru berada di rumah pada siang harinya, terkadang sesampai di rumah dilanjutkan lagi dengan bermain di luar rumah. Salah satu ilustrasi tersebut cukup mewakili keadaan sebuah keluarga yang ‘umum’ kita temukan. Kita bisa melihat bagaimana pola konsumsi energi mereka. Jika kita asumsikan kelurga tersebut masuk dalam kelompok menengah bawah berarti penggunaan konsumsi energi pada ilustrasi keluarga tersebut tidak ‘berlebihan’. Mereka akan menggunakan energi listrik untuk sekedar penerangan pada malam hari, tidak menggunakan mesin cuci atau rice cooker. Penggunaan energi listrik terbesar kemungkinan hanya digunakan untuk televisi karena sebagai alat hiburan dan mereka akan memanfaatkan sebesar-besarnya sirkulasi udara alami untuk penghawaan, menghindari sebisa mungkin untuk tidak memakai kipas angin.
Ilustrasi berikutnya adalah keluarga pasangan baru yang belum mempunyai anak pada kelompok menengah atas. Pasangan tersebut bekerja pada siang hari dan kembali pada sore hari menjelang malam. Karena itu dapat diasumsikan penggunaan energi listrik hanya pada malam hari saja. Tetapi sebagian besar dari kelompok masyarakat ini adalah orang-orang yang berpendidikan, karena itu kemungkinan untuk mengkonsumsi barang-barang yang membutuhkan energi listrik cukup besar, misalnya menggunakan rice cooker untuk memasak, televisi dan alat hiburan yang lain, mesin cuci, komputer, dan minimal menggunakan kipas angin untuk mengkondisikan udara. Pada kondisi seperti ini dapat dikatakan mereka menggunakan energi paling minimal pada siang hari pada hari kerja dan menggunakan energi cukup besar malam harinya.
Dari dua buah ilustrasi kehidupan seperti diatas kita dapat mengetahui seberapa besar tingkat konsumsi energi dan seperti apa gaya hidup mereka dalam pemakaian barang-barang sekunder yang membutuhkan energi. Kelompok masyarakat menengah atas yang rata-rata berpendidikan ternyata lebih besar dalam mengkonsumsi energi listrik. Keadaan ini merupakan sebuah permasalahan yang akan dibahas kemudian yang berhubungan dengan penggunaan SESF dan disain unit hunian.
Kemudian setelah kita berbicara mengenai pola konsumsi energi pada kelompok masyarakat berikut ilustrasinya, kita aka berbicara bagaimana menerapkan SESF pada sebuah disain unit hunian massal (rumah susun atau flat) dengan menempatkan kelompok masyarakat seperti apa yang dapat ‘berintegrasi’ kedalam unit hunian tersebut. Pertanyaannya menjadi unit hunian semacam apa yang dapat menghemat enegi dan dapat disuplai dengan menggunakan SESF dan akan lebih baik jika suplai energi tersebut mandiri dalam arti setiap pembangkit energi akan mensuplai komunitasnya sendiri yang mungkin nantinya akan dapat merubah pola konsumsi energi pada masyarakat.
Unit hunian seperti yang sedikit dijabarkan dalam sebuah pemodelan diatas dapat menjadi acuan untuk uraian kedepan tetapi tidak semua dari pemodelan diatas dapat secara gamblang diterapkan pada disain unit hunian disini. Bertitik tolak pada kelompok masyarakat mana yang terbesar yang membutuhkan permukiman, maka kita dapat melihat kebutuhan akan ruang pada unit bangunannya. Kemudian jika kita ingin agar dapat memenuhi semua kelompok masyarakat maka akan ada sedikit ‘tawar menawar’ yang tidak mengurangi esensi dari pemikiran ini. Esensinya adalah unit hunian pada bangunan ini harus melihat sisi ekologisnya agar dapat semaksimal mungkin menyediakan sendiri energi listriknya melalui penggunaan fotovoltaik. Ukuran unit bangunan dengan panjang 7,6 m dan lebar 6,4 m atau dengan luas lebih dari 48 m persegi atau bisa kita sebut dengan tipe 48 seperti yang diusulkan oleh V. Badescu dari Polytechnic University of Bucarest dapat kita pakai sebagai acuan khususnya untuk unit keluarga yang telah memiliki anak sebagai prioritas. Sebagai acuan dari tipe unit bangunan massalnya dapat kita pakai pembanding adalah flat Pulo Mas. Memang sedikit agak teknis pendekatan seperti ini, tetapi penulis hanya ingin memberikan sedikit gambaran dari uraian-uraian diatas.
Flat Pulo Mas, satu blok huniannya memiliki 4 unit hunian per lantai yang terdiri dari 4 lantai, ini berarti satu blok flat memiliki 16 unit hunian. Jika kita masukkan tipe unit 48 seperti uraian sebelumnya maka kita akan mendapatkan ukuran luas bangunan 48 m2 X 4 = 192 m2 , kemudian kita tambahkan dengan sirkulasi 20% maka akan mendapatkan luasan adalah 230,4 m2. Kita asumsikan lay out letak unit hunian sama dengan flat Pulo Mas yaitu saling berhadapan dua unit, yang salah satu sisinya memiliki panjang 2 X 7,6 m = 15,2 m dan sis berikutnya adalah 15,15 m. Ada dua bentuk atap yang dapat diusulkan untuk digunakan; pertama adalah atap datar, dengan atap datar berati kita memiliki luasan sel fotovoltaik minimal seluas 230,4 m2 (tanpa teritisan). Kekurangan atap datar ini adalah hanya mendapatkan cakupan sudut jatuhnya sinar surya yang efektif kecil. Karena itu untuk mengoptimumkan jatuhnya sinar surya pada atap datar kita dapat menambahkan sedikit mekanisme dimana peletakan sel fotovoltaik pada sebuah rangka yang dapat diatur kemiringannya mengikuti sudut jatuhnya sinar surya sepanjang hari. Kedua adalah model atap pelana; atap pelana mempunyai dua sisi miring yang berlawanan. Untuk dapat menangkap sinar surya seefektif mungkin maka kita meletakkan bangunan sedemikian rupa dengan sisi atap menghadap barat dan timur. Di sini kita menggunakan bahan penutup atapnya adalah sel fotovoltaik itu sendiri. Luasan sel fotovoltaik masing-masing sisi dapat kita hitung secara kasar dengan kemiringan sudut 25 derajat dan teritisan sejauh 1 meter pada masing-masing sisinya adalah 160,82 meter persegi. Masing-masing luasan yang didapat dari perhitungan untuk menggelar sel fotovoltaik tersebut dari setiap bentuk atap itulah yang menjadi sistem pembangkit energi listrik masing-masing blok hunian atau untuk luasan meter persegi yang di dapat setiap blok harus mensuplai 16 unit hunian.
Sama saja jika ingin diterapkan pada bangunan rumah susun, yang seandainya setiap lantainya terdiri dari 8 sampai 10 unit hunian dengan 4 lantai dan tipe yang sama (T 48), ini berarti satu blok rumah susun harus mensuplai energi listrik untuk 32 – 40 unit hunian. Penentuan unit hunian per lantai dan banyaknya lantai harus mempertimbangkan faktor kepadatan. Walaupun luasan atapnya lebih besar dari tipe flat karena rumah susun umumnya memanjang, tetapi unit hunian yang harus disuplai cukup banyak. Untuk itu harus diadakan perhitungan yang labih detail apakah penggunaan sel fotovoltaik yang diletakan sebagai bahan penutup atap mampu mensuplai dalam skala yang lebih besar.
Letak bangunan disamping harus memperhatikan garis edar matahari juga mempertimbangkan arah angin (Frick, Heinz 1998). Arah angin ini akan berhubungan langsung dengan pengkondisian udara pada tiap-tiap unit hunian yang dapat mencegah sekecil mungkin penggunaan AC dan kipas angin apabila dirancang dan dihitung secara baik. Desain unit hunian harus memiliki ventilasi yang cukup dan baik (silang akan lebih baik) untuk dapat mengoptimalkan pemanfaatan angin, begitu juga bukaan-bukaan yang didisain sedemikian rupa akan dapat mengoptimalkan pemanfaatan sinar surya untuk penerangan terutama di siang hari. Karena Indonesia hanya mengalami dua musim saja tanpa musim dingin, maka unit hunian yang direncanakan tidak perlu memakai sistem pemanas seperti yang dimodelkan oleh V. Badescu dari Polytechnic University of Bucarest di atas, sehingga pemakaian bahan-bahan bangunannyapun tidak perlu yang mudah menyerap dan menyimpan panas. Mungkin yang diperlukan disini yaitu bahan-bahan yang tidak mudah menyerap panas (kalor) tetapi cukup ‘ramah’ lingkungan. Ini sisi lain yang merupakan pekerjaan para ahli bahan bangunan atau para ‘pengembang’ ilmu pengetahuan dan teknologi agar dapat bersama-sama memikirkan atau menyumbangkan inovasi baru sehingga turut ‘mencegah’ pengurasan energi yang tak terbarukan.
Ada sisi yang bertolak belakang yang sempat disinggung diatas yaitu penggunaan alat memasak/menanak nasi. Penggunaan rice cooker atau kompor listrik dan panggunaan kompor konvensional yang dapat berupa kompor gas atau kompor minyak tanah. Disatu sisi pemborosan energi listrik, disisi lain ‘pemborosan’ barang tambang (minyak bumi). Karena itu kembali harus ada intervensi teknologi yang memungkinkan penggunaan barang (alat-alat rumah tangga) yang tidak boros energi listrik tetapi mempunyai daya yang sama, seperti alat-alat rumah tangga dengan watt kecil dan tetap sedapat mungkin menghindari inovasi barang yang berbasis bahan tambang takterbarui. Karena itu kembali lagi kita kepada pola konsumsi masyarakat tetapi disini adalah pola konsumsi barang. Harus dari diri sendirilah kesadaran itu timbul untuk mengkonsumsi barang yang hemat energi (listrik). Tetapi mungkin apabila kita harus menempati suatu komunitas tertentu dalam hal ini adalah permukiman dengan energi listrik yang terbatas, maka secara langsung karena faktor ‘tekanan’ dari luar tersebut kita dapat merubah pola mengkonsumsi barang dari yang boros energi menjadi yang hemat, dan dapat memilah-milah prioritas penggunaan barang, misalnya jika TV sedang menyala maka kipas angin tidak menyala. Memang kelihatannya ada ‘hak-hak’ kita yang dicabut sebagai manusia yang bebas akan tetapi dengan demikian kita turut andil dalam kelangsungan hidup bumi ini, walaupun hanya sekecil itu yang kita lakukan. Pemerintahpun dan kalanganan pengusaha pemilik pabrik seharusnya turut mendukung situasi tersebut misalnya dengan menjual barang-barang yang hemat enegi (listrik) dengan harga yang relatif murah dan terjangkau oleh semua kelompok masyarakat.
Lantas seperti apa atau kelompok masyarakat yang bagaimana yang dapat menempati permukiman seperti itu. Memang akan terbayang begitu mahalnya investasi permukiman seperti itu dan untuk waktu dekat cukup jauh dari ‘pengakomodasian’ permukiman para urban yang setiap tahun mengalami kenaikan. Tetapi jika berpikir jauh kedepan maka gagasan tersebut seharusnya bukanlah mimpi atau cerita fiksi dimana nantinya terlihat sebuah kota dengan sel-sel fotovoltaik digelar diamana-mana seperti melihat hamparan metal, sangat futuristik sekali. Boleh jadi kemungkinan imajinasi seperti itu berkembang dalam isi kepala seorang seniman.
Menjawab pertanyaan diatas, sebenarnya kelompok masyarakat dari dua kelompok yang diilustrasikan tersebut dapat menempati atau menjadi penghuni permukiman seperti itu. Hanya saja keterbatasan yang dimiliki permukiman tersebut (terbatasnya listrik misalnya) jangan menjadi tekanan masyarakat untuk memilih tinggal atau menjadi penghuni. Untuk menghilangkan tekanan tersebut mungkin pemerintah harus turut mengintervensi dengan memberikan kemudahan-kemudahan melalaui kebijakan-kebijakan baik terhadap masyarakat sebagai penghuni maupun para pengembang. Para pengembang sebagai pemilik modal memang mempunyai andil cukup besar perananannya dalam penyediaan hunian, karena itu memang harus bersama-sama pemerintah memikiran hal tersebut dalam hal ini alternatif penyediaan energi. Ada hubungan positif dimana kenaikan jumlah unit hunian akan menaikan kapasitas energi (listrik), dalam hal ini kita tidak melihat pertumbuhan industri, atau mungkin dapat dibagi untuk permukiman dapat disuplai energi fotovoltaik atau hibrida sedangkan untuk industri masih dipakai yang lama. Unit-unit pengembang teknologi yang independen atau yang tidak beserta pihak-pihak universitas dapat menjadi mitra untuk pengembangan teknologi ini (fotovoltaik) dan menjawab permasalahan ini.
Penggunaan fotovoltaik dalam hal ini komponen pembentuknya masih menggunakan bahan-bahan yang mungkin persediaanya terbatas seperti yang telah diuraikan diatas, sehingga cukup dilematis karena disatu sisi kita ingin mengurangi bahan-bahan yang tak terbarukan untuk mengahilkan energi tetapi di sisi lain penggunaan teknologi ini ‘memerlukan’ bahan-bahan yang tak terbarukan juga. Bahan-bahan pembentuk teknologi ini juga mempunyai umur yang artinya suatu ketika dapat menjadi sampah yang mungkin tidak dapat didaur ulang atau dipakai kembali untuk bentuk yang lain.
Sel surya berpotensi menjadi sumber energi yang besar dalam masyarakat berkelanjutan. Namun kita telah lihat bahwa beberapa sel thin film yang efisien dan relatif terjangkau harganya dapat menemui hambatan yang besar dari sumber daya jika sel-sel tersebut digunakan dalam skala besar sedangkan teknologi lainnya seperti Si tanpa Ge dan silikon polikristalin tak memiliki hambatan tersebut. Karena teknologi thin film berdasarkan pada unsur yang langka maka haruslah menciptakan intensif ekonomi, dan juga kelembagaan dan teknologi yang menyediakan daur ulang dan penggunaan yang tinggi.dari perspektif ini akanlah menarik bila kita membandingkan antara sistem yang tersentralisasi dalam skala besar dengan sistem desentralisasi yang terdiri dari unit-unit kecil. Akhirnya ekspansi penggunaannya dapat ditingkatkan dengan kemajuan teknologi dan peningkatan efisiensi.
