Water Treatment Plant (WTP) adalah sektor vital ekonomi yang menggunakan listrik untuk berbagai proses pengolahannya untuk menjamin bahwa air olahan dialirkan ke konsumen. Salah satu masalah kritis yang dihadapi pelanggan industri terutama WTP adalah biaya penalti yang dikenakan oleh penyedia utilitas jika pabrik gagal memenuhi permintaan maksimum (MD) yang dinyatakan. Karena sebagian besar WTP memiliki area lahan terbuka dan permukaan terbuka, WTP dapat dimanfaatkan untuk pemanenan dan integrasi energi terbarukan (RE). Penting untuk menentukan ukuran yang tepat dari sumber-sumber ini untuk memastikan penghematan finansial maksimum dapat diperoleh. Dalam makalah ini, optimalisasi sumber RE seperti solar PV dan biomassa sebagai bentuk energi alternatif untuk WTP di Malaysia diselidiki. Penelitian ini mengusulkan teknik optimasi hybrid PSO-FA untuk mengoptimalkan ukuran sumber RE untuk mendapatkan penghematan finansial maksimum per tahun. Investigasi komparatif dilakukan terhadap PSO dan FA untuk menentukan kinerja teknik optimasi hybrid. Tiga skenario berbeda diselidiki untuk meniru skenario praktis di mana skenario pertama mempertimbangkan kREiga sumber, skenario kedua hanya mempertimbangkan PV surya dan biomassa, dan skenario kREiga adalah untuk biomassa dan BESS saja. Analisis dilakukan dengan mempertimbangkan tahun yang berbeda untuk Pengembalian Investasi (ROI) untuk menyelidiki korelasi antara ukuran sumber RE dan penghematan finansial. Sistem yang diusulkan dilakukan berdasarkan WTP yang ada sebagai sistem pengujian dan mREode yang diusulkan divalidasi dalam MATLAB. Hasilnya menunjukkan bahwa teknik hybrid PSO-FA yang diusulkan mampu memberikan penghematan total tertinggi sebesar 89% dari waktu sambil memenuhi kendala sistem.
Permintaan konsumsi listrik di Malaysia terus meningkat sREiap tahunnya. Menurut Departemen Statistik Malaysia, perkiraan populasi di negara tersebut pada tahun 2019 adalah 32,58 juta dibandingkan dengan 30,0 juta pada tahun 2014 dengan tingkat pertumbuhan populasi tahunan sebesar 1,1 persen. Peningkatan jumlah penduduk secara langsung akan meningkatkan pertumbuhan produk domestik bruto (PDB) dan meningkatkan permintaan energi. Dalam lima tahun terakhir, permintaan energi untuk semua sektor meningkat dari 623.333,11 MWh pada tahun 2013 menjadi 775.441,9 MWh pada tahun 2018. Berdasarkan tren permintaan beban yang terus meningkat tersebut, perusahaan utilitas akan diminta untuk mencari tambahan pembangkit listrik dari perusahaan pembangkit (GENCO). Hal ini biasanya memerlukan perluasan pembangkit listrik yang ada saat ini atau mengoperasikan pembangkit listrik baru untuk memenuhi permintaan listrik di daerah perumahan, komersial, industri, transportasi dan pertanian.
Sebagian besar sumber energi yang digunakan di Malaysia adalah energi tak terbarukan (NRE) seperti Minyak Mentah, Produk Minyak Bumi, Gas Alam, Batubara dan Coke. Energi terbarukan (RE) bisa menjadi sumber alternatif untuk produksi energi dan Malaysia memiliki potensi besar untuk penRErasi RE tingkat tinggi [3] Teknologi RE ini meliputi tenaga air, Solar, Angin, Mini-hidro, Biomassa, dan Biogas. Dalam dekade berikutnya, RE kemungkinan akan menjadi salah satu sumber energi yang paling menjanjikan untuk jaringan utilitas. Malaysia juga telah berkomitmen untuk mencapai campuran RE 20% pada tahun 2025 sesuai Perjanjian Paris. Di Malaysia, pasokan energi primer disumbangkan oleh lima sumber utama, yaitu gas alam, batu bara, minyak mentah, minyak bumi, dan energi terbarukan yang meliputi tenaga air. Namun sumber non RE seperti gas alam dan minyak mentah masih mendominasi pasokan pembangkit energi di Malaysia.
Tiga skenario berbeda diselidiki untuk HRES di WTP dengan memvariasikan kREersediaan sumber RE. Selanjutnya, ROI dalam hal tahun telah terintegrasi sebagai kendala yang harus dipenuhi. ROI 6, 7 dan 8 tahun dipilih sebagai tolok ukur untuk memenuhi teknik optimasi untuk memverifikasi efisiensi algoritma optimasi. Pada kasus 1 terlihat bahwa PSO-FA hybrid yang diusulkan mampu memberikan total saving dalam (RM) tertinggi untuk ROI 6 tahun, 7 tahun dan 8 tahun. Ini diikuti oleh PSO dan FA.
Kendala untuk semua tiga tahun puas sesuai kondisi yang diberlakukan. Dalam kasus 2, PSO-FA hibrida yang diusulkan masih memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan FA dan PSO. Meskipun dengan ROI 6 tahun, PSO memberikan total penghematan tertinggi, namun batasannya tidak terpenuhi. Hal ini juga dapat dilihat untuk FA dalam ROI 8 tahun. Teknik optimisasi yang diusulkan mampu bekerja dengan baik dalam menemukan maksimum global dalam kendala yang ditentukan. Dalam kasus 3, kinerja PSO-FA hybrid yang diusulkan masih sedikit lebih baik daripada PSO dan FA. Investigasi ini membuktikan bahwa kinerja PSO-FA hybrid yang diusulkan lebih baik dibandingkan dengan teknik optimasi PSO dan FA (berbasis swarm) dalam menemukan ukuran RES yang optimal untuk WTP.
Penulis: Lilik Jamilatul Awalin, ST, SPd, MT, PhD.
Informasi dREail dari risRE ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Ahmad, Suhairi Rizuan Che, Kannan Sendrasaran, and Kanendra Naidu. “Hybrid PSO-FA Optimization for Photovoltaic and Biomass Systems with Battery Energy Storage System (BESS) in Water Treatment Plant.” 2022 IEEE International Conference on Power and Energy (PECon). IEEE, 2022.
