## Potensi Electronic Tree Based On Solar Cell and Microalgae
Alviansyah Oktario Pratama 1) , Ade Rohdiana 1) , Rahma Rosaliana Saraswati 1)
1 Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta
2 Fakultas MIPA, Universitas Negeri Jakarta
Email : rahma.rosaliana@gmail.com

## Abstrak
Indonesia  merupakan  negara  yang  memiliki  berbagai  jenis  sumber  daya  energi  dalam  jumlah  yang  cukup melimpah. Letak Indonesia yang berada pada daerah khatulistiwa, maka wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama 10 - 12 jam dalam sehari. Potensi sumber energi matahari di Indonesia sebagai sumber energi listrik alternatif sangat perlu dimanfaatkan mengingat, total intensitas penyinaran rata-rata 4,5 kWh per meter persegi perhari, matahari bersinar berkisar 2000 jam per tahun, sehingga tergolong kaya sumber energi matahari. Data  Ditjen  Listrik  dan  Pengembangan  Energi  pada  tahun  1997,  kapasitas  terpasang  listrik  tenaga  surya  di Indonesia mencapai 0,88 MW dari potensi yang tersedia 1,2 x 109 MW. Di sisi lain, Indonesia memiliki salah satu kekayaan laut yang bersifat mikroskopis yaitu mikroalga Nannochloropsis sp. Mikroalga Nannochloropsis sp. memiliki biomasa 0,05 kali biomasa tumbuhan laut lainnya, namun kemampuannya menyerap CO2 sama dengan tumbuhan darat. Mikroalga Nannochloropsis sp. dapat menyerap CO2 yang digunakan sebagai bahan fotosintesis  dan  menghasilkan  O2  yang  disumbangkan  ke  udara.  Pada  saat  ini  dengan  begitu  melimpahnya kekayaan alam dan sumber energi di Indonesia namun hanya 5% yang dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Padahal  visi  Indonesia  pada  tahun  2025  pemanfaatan  energi  terbarukan  harus  mencapai  23%.  Tujuan  dari penulisan ini adalah untuk memanfaatkan sumber kekayaan alam mikroalga Nannochloropsis sp. dan sumber energi  matahari  sebagai  solusi  ruang  terbuka  publik  ramah  lingkungan.  Mengingat  ruang  tebuka  publik khususnya diperkotaan masih sangat sedikit. Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan ini adalah studi literatur dari berbagai sumber bacaan seperti buku, skripsi, jurnal, internet, dan bahan bacaan lainnya. Setelah melakukan studi literatur didapat sebuah konsep ruang terbuka publik ramah lingkungan ET, BASO CAMIC (Electronic  Tree,  Based  On  Solar  Cell  and  Microalgae)  dengan  energi  matahari  sebagai  sumber  energinya. Ruang  terbuka  publik  ini  terlihat  seperti  pohon  yang  memiliki  fitur  anatar  lain;  Charger  HP/Laptop,  Lampu malam hari, Free WIFI, dan tentunya dapat menghasilkan O2. Selain sebagai ruang terbuka publik konsep ini juga berpotensi sebagai solusi pengurangan emisi CO2 di industri atau perkotaan. Dengan konsep ini diharapkan bisa mewujudkan Pembangunan Nasional Menuju Indonesia Emas 2025.
Kata Kunci: Elektronik, Mikroalga, Pohon .

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara yang memiliki berbagai  jenis  sumber  daya  energi  dalam jumlah yang cukup melimpah. Letak Indonesia yang  berada  pada  daerah  khatulistiwa,  maka wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama  10  -  12  jam  dalam  sehari.  Potensi sumber  energi  matahari  di  Indonesia  sebagai sumber  energi  listrik  alternatif  sangat  perlu dimanfaatkan  mengingat,  total  intensitas penyinaran rata-rata 4,5 kWh per meter persegi perhari,  matahari  bersinar  berkisar  2000  jam per  tahun,  sehingga  tergolong  kaya  sumber energi  matahari.  Data  Ditjen  Listrik  dan Pengembangan  Energi  pada  tahun  1997, kapasitas  terpasang  listrik  tenaga  surya  di
Indonesia mencapai 0,88 MW dari potensi yang tersedia 1,2 x 109 MW (Indyah, 2015).
Di  sisi  lain,  Indonesia  juga  memiliki  salah satu  kekayaan  laut  yang  bersifat  mikroskopis yaitu mikroalga Nannochloropsis sp. Mikroalga Nannochloropsis  sp. memiliki biomasa  0,05  kali  biomasa  tumbuhan  laut lainnya, namun kemampuannya menyerap CO2 sama  dengan  tumbuhan  darat.  Mikroalga Nannochloropsis sp. dapat menyerap CO2 yang digunakan  sebagai  bahan  fotosintesis  dan menghasilkan  O2  yang  disumbangkan  ke udara.  Secara  tidak  langsung  pengguanaan mikroalga Nannochloropsis sp. sebagai emisitor  CO 2 .  dapat  mengurangi  pemanasan globa.    Pada  saat  ini  dengan  begitu melimpahnya  kekayaan  alam  dan  sumber
energi  di  Indonesia  namun  hanya  5%  yang dimanfaatkan  sebagai  energi  terbarukan. Padahal  visi  Indonesia  pada  tahun  2025 pemanfaatan energi terbarukan harus mencapai 23% (Kementrian PPN, 2017).
Pemanfaatan  kedua  potensi  diatas  dapat diaplikasikan  sebagai  fitur  utama  dalam membangun ruang terbuka publik yang kreatif, inovatif dan nyaman. Mengingat sedikit sekali ruang  terbuka  publik  utamanya  di  kota-kota besar  menjadikan  tantangan  bagi  masyarakat dan  pemerintah  untuk  membangun  ruang terbuka  publik  yang  bisa  dimanfaatkan  oleh semua  orang.  Ruang  terbuka  publik  telah menjadi  bagian  mendasar  dari  masyarakat selama  berabad-abad.  Ini  berfungsi  sebagai pengaturan  bagi  individu  untuk  beristirahat, bertemu  dan  bertukar  pikiran.    Ruang  terbuka publik  perkotaan  memiliki  kualitas  yang  unik dalam  potensinya  untuk  menawarkan  tempat untuk interaksi sosial terjadi antara kaum urban. Ruang  terbuka  publik  seperti  taman  kota kadang-kadang  bisa  menjadi  lokasi  untuk perilaku  anti-sosial,  tetapi  juga  bisa  menjadi lokasi bagi anak-anak untuk bermain, dan untuk jalan-jalan  menyenangkan  dan  interaksi  yang tidak  direncanakan.  Ruang  publik  dapat menyimpan  banyak  peristiwa  dan  ini  dapat berkisar  dari  pertemuan  sosial  untuk  kegiatan ekonomi.Sebuah  indikator  yang  baik  kualitas dalam  kaitannya  dengan  ruang  frekuensi penggunaan  oleh  orang-orang.  Di  mana  orang berkumpul,  lebih  banyak  orang  akan  ingin bergabung dan ruang publik dapat merangsang interaksi  melalui  kehadiran  musik,  seni, makanan, dan diskusi (Agus, 2013).
Berdasarkan latar belakang diatas terciptalah  sebuah  gagasan  yang  diaharapkan bisa  menjadi  solusi  dari  permsalahan  tersebut. Electronic  Tree  Based  On  Solar  Cell  and Microalgae adalah  perwujudan  ruang  terbuka publik yang kreatif, inovatif, dan nyaman untuk semua golongan masayrakat dengan memanfaatkan  sel  surya  sebagai  sumber energinya  dan  mikroalga Nannochloropsis  sp. sebagai fitur utama yang dapat mengemisi CO 2 dan  menghasilkan  O 2 serta  fitur  fitur  lainnya yang  bermanfaat  untuk  dipakai  oleh  semua orang  seperti charger,  wifi, dan  lampu penerangan malam hari. Pemanfaatan sel surya dan  mikroalga Nannochloropsis  sp. sebagai langkah  nyata  pengoptimalan  sumber  daya alam  di  Indonesia  demi  mewujudkan  visi Indonesia Emas 2025

## 2. METODE PENELITIAN
3.1. Metode Penulisan
Dalam melakukan penulisan ini, dibutuhkan informasi-informasi  yang  dapat  ditujukan untuk  memperkuat  objek  yang  dibahas. Informasi  tersebut  dikumpulkan  dari  berbagai sumber dan nantinya  akan menjadi bukti yang akurat  terhadap  hasil  pembahasan.  Informasi ini  akan  diolah  menjadi  sebuah  data.  Ada berbagai  cara  dilakukan  untuk  mengumpulkan data,  diantaranya  melalui  studi  literatur. Metode  yang  digunakan  dalam  penulisan  ini adalah studi literatur dengan mencari referensi teori  yang  relevan  dengan  permasalahan  yang ditemukan.
3.2. Teknik Pengumpulan Informasi
Data  yang  digunakan  dalam  penulisan  ini adalah data sekunder. Data sekunder merupakan  data  pendukung  yang  bersumber dari  literatur  maupun  referensi-referensi  yang ada. Dalam penulisan ini penulis mengumpulkan  data  dari  berbagai  literatur seperti artikel ilmiah, jurnal, internet, buku, dan bahan  bacaan  lainnya  yang  berkaitan  dengan konsep dan permasalahan yang dibahas.
3.3. Teknik Pengolahan Informasi
Data yang telah diperoleh dari studi literatur kemudian  di  pilih  sesuai  kebutuhan  guna menyelesaikan permasalahan yang ada. Pengolahan data ini dilakukan dengan mengaitkan data - data yang ada dengan objek gagasan  sehingga  diperoleh  konsep  gagasan yang bisa memecahkan permasalahan.
3.4. Perancangan Alat
Pada  pembuatan  bagian  atas  alat    ini dilakukan dengan cara mendesain layout bagian atas  untuk  penempatan  panel  surya  dan  juga rangka  untuk  perletakan  panel  surya  dengan menggunakan aplikasi Blender . Setelah komponen komponen tersebut selesai didesain, maka dilakukan penggabungan desain dan juga penyesuaian ukuran untuk membuat rancangan akhir  Berikut  adalah  desain  pada  alat  bagian atas
Pada  bagian  batang  terdapat  fotobioreaktor mikroalga Nannochloropsis  sp. fotobioreaktor tersebut  mempunyai  beberapa  bagian  utama yaitu tabung yang terbuat dari kaca berdiameter 40 cm, pompa air, selang, pipa PVC ukuran 3/4 inci, air  stone ,  tabung  udara,  sensor  O2  dan CO2.  Fotobioreaktor  akan  di  simpan  pada bagian  batang  dari  pohon  elektronik  ini  Pada bagian ini juga terdapat sensor CO 2 dan O 2 yang dikendalikan oleh Arduino Uno guna memonitoring  kondisi  CO 2 dan  O 2 .  Berikut adalah desain dari fotobioreaktor oksigen:
Gambar 2. Bagian batang
Tempat  duduk  didesain  menggunakan aplikasi Blender. Dibuat  senyaman  mungkin agar  masyarakat  merasa  betah  menggunakan ruang  terbuka  publik  ini.  Pada  bagian  ini terdapat  fasilitas charging supaya  masyarakat yang membawa alat elektronik seperti handphone dan laptop bisa  melakukan pengisian daya. Berikut adalah desainnya :
Gambar 3. Bagian tempat duduk

## 3. ANALISIS DAN SINTESIS
4.1. Analisis Permasalahan Tahap  pertama  untuk  mengembangkan suatu  sistem  adalah  dengan  menganalisis masalah.  Setelah  melakukan  studi  litertur mengenai  permasalahan  yang  dibahas  didapat beberapa masalah diantaranya :
1. Indonesia  kekurangan  energi  baru terbarukan
2. Indonesia  mempunyai  potensi  alam yang  banyak  namun  baru  sedikit  yang dimanfaatkan  sebagai  energi  baru terbarukan
3. Pemanasan  global  terus  meningkat akibat dari meningkatnya produksi gas CO 2
4. Kota  -  kota  besar  mempunyai  sedikit ruang terbuka publik
4.2. Gagasan Kreatif
Perancangan  desain  alat Elektronic  Tree dilakukan  dengan  menggunakan software blender. Hasil rancangan tersebut bisa dilihat di
Bab 3 pada sub bab erancangan alat. Sedangkan hasil analisisnya sebagai berikut.
4.2.1. Pembahasan Analisis Panel Surya
Pada  pembuatan  rancangan  ini  dilakukan dengan  cara  mendesain  layout  bagian  atas pohon untuk penempatan panel surya dan juga rangka  untuk  perletakan  panel  surya  dengan menggunakan aplikasi Blender . Setelah komponen komponen tersebut selesai didesain, maka dilakukan penggabungan desain dan juga penyesuaian ukuran untuk membuat rancangan akhir.  Dibawah  ini  adalah  desain  akhir rancangan  perletakan  panel  surya  setelah dilakukan  beberapa  kali  desain  dalam  proses pengerjaannya.  Dengan  rancangan  tersebut didapatkan  jumlah  panel  yang  dapat  dipasang adalah sebanyak 9  buah.
Di bawah ini adalah gambar rancangan awal rangka  untuk  penempatan  sebanyak  9  lembar panel  surya.  Pada  perancangan  rangka  ini, komponen  utama  yang  digunakan  adalah  besi siku  berukuran  50x50x4  mm  yang  digunakan sebagai frame panel surya, dan juga besi hollow berukuran  40x60x2  mm  yang  digunakan sebagai  kaki-kaki  dari  rangka  tersebut. Komponen-komponen tersebut kemudian dirakit  dengan  menggunakan  sambungan  mur dan baut
Data  di  bawah  ini  adalah  tabel  rata-rata radiasi matahari perbulan untuk daerah Jakarta yang diambil dari situs resmi NASA (National Aeronautics  and  Space  Administration).  Dari tabel di bawah ini, dapat dilihat bahwa insolasi matahari  setiap  bulannya  berbeda-beda.  Dan insolasi  matahari  tertinggi  adalah  pada  bulan Agustus,  yaitu  sebesar  5,03  [kWh/m2/day]. Dan  insolasi  matahari  terendah  adalah  pada bulan Februari yaitu sebesar 2,67
[kWh/m2/day]. Dan rata-rata insolasi mataharai
dalam setahun adalah sebesar 3.96 [kWh/m2/day].
Tabel  1 .  Rata-Rata  Radiasi  Normal  Matahari  per  Bulan untuk Daerah Jakarta per Periode 22 Tahun (Juli 1983  - Juni 2005) [kWh/m2/day]
Jan Feb   Mar   Apr   May   Jun Jul
Aug   Sep   Oct Nov   Dec Rata- rata 2.84   2.67   3.38   3.92   4.44   4.7 4.98   5.03   4.86   4.07   3.4 3.2 3.96
Daya  output  yang  dihasilkan  dari  panel surya  tersebut  dapat  dihitung  berdasarkan spesifikasi  panel  surya  yang  digunakan,  dan juga dengan menggunakan persamaan :
PG = AG x S x t x η PG  =  1,94  [m2]  x  312  panel  x  3,96 [kWh/m2/hari] x 0,15 PG = 359,54 [kWh/hari] PG = 131.232,1 [kWh/tahun] Keterangan: A = Luas panel surya S = Rata-rata insolasi matahari t = Lama penyinaran matahari η = Efisiensi panel surya
4.2.2. Pembahasan  Analisis  Fotobioreaktor mikroalga Nannochloropsis sp.
Fotobioreaktor mempunyai beberapa bagian
utama,  yaitu  tabung  kaca  berdiameter  40  cm, pompa air, selang, pipa PVC ukuran ¾ inci, air stone,  tabung  udara,  sensor  O2  dan  CO2. Kapasitas  sistem    ini  mampu  menampung hingga  18  liter.  Namun,  kultur  hanya  10  L, dengan  perbandingan  air  laut  :  mikroalga (10:1).
Tabung  kaca  berfungsi  sebagai  wadah kultur  Nannochloropsis  sp.  material  akrilik tembus  pandangan  dengan  ketebalan  20  mm dengan  diberi  tutup  kaca  kedap  udara, pemilihan bahan kaca dikarenakan kaca mampu meneruskan  cahaya  dengan  baik,  sehingga memungkinkan proses fotosintesis yang terjadi menjadi  lebih  besar,  hal  ini  berbanding  lurus dengan penghasilan O2. Bahan kaca juga tidak mengandung bahan yang berbahaya (Setiawan, 2006).
Sehingga,  mikroalga  tidak  terkontaminasi bahan-bahan  atau  senyawa  lain  dari  wadah kultur.  Selang  berfungsi  sebagai  penghantar udara  dari  tabung  udara  menuju  akuarium (inlet),  sedangkan  pipa  PVC  berfungsi  untuk mengalirkan  udara  dari  akuarium  ke  tabung udara (outlet) untuk kemudian dibaca kadar O2 dan CO2 per satuan jam oleh sensor CO2 dan O2.  Alat hasil perancangan mampu atau layak
digunakan sebagai wadah kultur Nannochloropsis sp.
Sensor dirakit dengan penguat sinyal analog dengan  menggunakan  lm324  yang  didukung dengan  tegangan  6V  untuk  proses  heating (untuk sensor CO2). Sementara rangkaian push botton sensor O2 dan sensor CO2 pada arduino uno dengan memasangkan port analog sebagai input sistem, kemudian rangkaian lcd 16x2 with i2c  pada  port  digital  sebagai  output  sistem. Seluruh rangkaian menggunakan kabel jumper (male to female). Pembuatan program monitoring  kadar  CO2  dan  O2  pada  arduino IDE,  kemudian  di  upload  program  ke  arduino uno board dengan diberi tegangan pada sistem menggunakan  power  supply  switching  2A 12vdc  agar  stabil  arusnya.  Pengamatan  kadar O2 dan CO2 dapat diamati melalui lcd 16x2. Menurut  penelitian  Husni  Falah,dkk  kadar
CO2 dan O2 pada tabung sebelum dihubungkan ke  sistem  fotobioreaktor  yaitu  3%  dan  17%. Berikut  data  pengamatan  serapan  CO2  dan produktivitas O2
Tabel 2 Pembacaan Kadar CO2 dan Produktivitas O2
per Jam
Berdasarkan  data  diatas,  dapat  dihitung selisih kadar CO2 diawal dan CO2 diakhir, dan kadar  O2  diawal  dan  O2  diakhir.  Berikut perhitungannya:
• Kadar CO2 =  (rata-rata  awal  – rata-rata akhir)
= (2,17 – 3) x 100%
= -0,83 x 100%
= -83% (berkurang sebanyak 83%)
• Kadar O2 = (17,83 – 17)
= 0,83 x 100%
= 8,3% (bertambah sebanyak 83%) Catatan: pengalian 100% dikarenakan CO2 dan  O2  dalam  tabung  vacum,  masing-masing dianggap 100%
Berdasarkan  perhitungan  diatas,  dapat diketahui bahwa Nannochloropsis sp. memiliki
kemampuan  menyerap  CO2  dari  tabung vacuum  sebanyak  83%  dan  kemampuan memproduksi O2 sebanyak 83%.
4.2.3. Pembahasan Keseluruhan
Dengan Menggabungkan kedua fitur diatas serta  fitur  tambahan  lainnya,  Ruang  terbuka publik  kreatif,  inovatif,  dan  ramah  lingkungan yang  berbentuk  menyerupai  pohon  dapat terwujud. Berikut adalah desain akhirnya :

## Gambar 4.1. Design ET BASO CAMIC

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  studi  literatur  ini maka  dapat  disimpulkan  bahwa  ruang  terbuka publik Elecronic  Tree bisa  dibuat  dengan menggunakan  Panel  Surya  sebagai  sumber energinya dan fotobioreaktor mikroalga Nannochloropsis sp. sebagai penghasil oksigen. Ruang terbuka public ini akan sangat berguna  bagi  masyarakat  karena  dapat digunakan sebagai tempat berteduh, berkumpul,  diskusi,  dan  kegiatan  postif lainnya.  Selain  itu  ruang  terbuka  puklik  ini ramah lingkungan karena dapat mengemisi CO 2 dan menghasilkan O 2 sehingga dapat mengurangi  polusi  udara  dan  pemanasan global.

## REFERENSI
Riffan, Muhammad.
2012. Optimasi
Pemanfaatan  Energi  Listrik  Tenaga
Matahari  di  Jurusan  Teknik  Elektro
Universitas Brawijaya. UB. Malang.
Ramadhan,
S.G. 2016.
Perencanaan
Pembangkit Listrik Tenaga Surya Di Atap
Gedung  Harry  Hartanto  Universitas Trisakti. Universitas Trisakti. Jakarta.
Yuwono,  Budi.  2005. Optimalisasi  Panel  Sel
Surya  Dengan  Menggunakan  Sistem Pelacak Berbasis Mikrokontroler AT89C51. Universitas  Sebelas  Maret. Surakarta. Nurdyahstuti, Indyah. 2015. Analisis Pemanfaatan  Energi  Pada  Pembangkit Tenaga Listrik Di Indonesia. Jakarta.
Kementrian  PPN.  2017. Visi  Indonesia  2045.
Universitas Indonesia. Depok.
Fadhli. 2010. Rancang Bangun Inverter 12v Dc Ke 220v Ac Dengan Frekwensi 50hz  Dan Gelombang Keluaran Sinusoidal. Universitas Indonesia. Depok.
Adityawan,  Eki.  2010. Studi  Karakteristik Pencatuan  Solar  Cell  Terhadap  Sistem
Penyimpanan  Energi  Batere. Universitas
Indonesia. Depok.
Agus  dkk. Ruang  Terbuka  Kota. Universitas
Gunadarma. Depok.