Artikel blog ini mengkaji keterbatasan sistem AC yang telah mendominasi sektor tenaga listrik selama 130 tahun dan mengeksplorasi mengapa DC kembali mendapatkan perhatian.
Pada akhir abad ke-19, ketika listrik pertama kali ditemukan, umat manusia berada di persimpangan sejarah, membutuhkan penetapan standar untuk pasokan daya. Jelas bahwa listrik akan menjadi sumber daya untuk industri dan rumah tangga, dan sistem tenaga di masa depan akan ditentukan oleh bagaimana listrik ini disuplai secara efisien. Dua jenius yang berselisih selama periode kritis ini adalah Edison, yang menganjurkan arus searah (DC), dan Tesla, yang mendukung arus bolak-balik (AC). Edison berpendapat bahwa daya harus disuplai melalui arus searah (DC), di mana arah dan besarnya arus tetap konstan, sementara Tesla bersikeras pada arus bolak-balik (AC), di mana arah dan besarnya berubah secara periodik. Persaingan mereka melampaui sekadar debat teknis; itu adalah pilihan penting yang akan menentukan metode pasokan daya dan cara hidup umat manusia. Proses ini memicu diskusi mendalam tentang keuntungan dan kerugian dari berbagai metode transmisi daya.
Kegigihan Edison pada arus searah (DC) terkait erat dengan penemuannya, bola lampu pijar. Bola lampu pijar membutuhkan tegangan stabil dan aliran arus konstan, sehingga daya arus searah sangat cocok. Edison mendukung arus searah, menekankan hubungannya yang tak terpisahkan dengan penemuannya. Namun, secara teknis, arus searah mengalami kehilangan daya yang signifikan ketika ditransmisikan jarak jauh. Tesla, di sisi lain, mendukung sistem arus bolak-balik (AC), yang dapat memecahkan masalah efisiensi dalam transmisi jarak jauh. Kehilangan daya merupakan masalah utama pada saat itu, dan AC memiliki keunggulan signifikan dalam mengurangi kerugian pada jarak jauh karena tegangan dapat dengan mudah dinaikkan menggunakan transformator. Akibatnya, sistem AC Tesla akhirnya menang, dan saat ini, arus AC umum digunakan melalui transformator dan stopkontak.
Namun, belakangan ini, upaya untuk beralih kembali ke arus searah (DC) muncul di berbagai tempat, menantang status arus bolak-balik (AC) sebagai metode pasokan daya standar selama lebih dari 130 tahun. Apa yang mungkin mendorong perubahan ini?
Sama seperti seseorang membungkuk atau meregangkan tubuh untuk menghindari rintangan, listrik juga mengubah alirannya ketika menemui hambatan dalam suatu rangkaian. Hambatan adalah penghalang yang menghambat aliran listrik dalam suatu rangkaian, dan menyebabkan sebagian energi listrik hilang. Mengurangi hambatan ini selama transmisi daya merupakan tantangan penting untuk meningkatkan efisiensi. Dalam sistem arus searah (DC), hambatan ini tetap konstan. Namun, dalam sistem arus bolak-balik (AC), arah arus berubah secara periodik, menghasilkan hambatan tambahan. Ini disebut reaktansi, dan kehilangan daya yang dihasilkan dikenal sebagai daya reaktif. Daya reaktif termasuk dalam arus tetapi merupakan daya berlebih yang tidak dapat digunakan secara praktis sebagai sumber energi. Meskipun ini bukan masalah utama untuk jarak transmisi pendek, seiring bertambahnya jarak, hambatan dan reaktansi saluran meningkat, menyebabkan daya reaktif meningkat dan efisiensi transmisi menurun. Dengan kata lain, sistem AC dapat menjadi tidak efisien untuk transmisi jarak jauh.
Selain itu, di luar jumlah kehilangan daya selama transmisi, metode transmisi daya secara ekonomis juga sangat penting. Saat menggunakan AC, besarnya arus dan tegangan terus berfluktuasi, sehingga memerlukan pertimbangan desain untuk semua kemungkinan variasi. Sebaliknya, sistem DC memiliki arus yang mengalir dalam arah konstan, mengurangi kompleksitas desain dan menurunkan biaya peralatan dan instalasi. Lebih lanjut, reaktansi—fenomena yang unik untuk AC—tidak ada dalam sistem DC, sehingga DC relatif lebih stabil dan cocok untuk transmisi berkapasitas tinggi. Dari perspektif ini, sistem DC memiliki potensi untuk mengirimkan daya secara lebih stabil dan ekonomis.
Teknologi Arus Searah Tegangan Tinggi (HVDC) muncul sebagai solusi baru yang didorong oleh kemajuan teknologi. Metode ini mengubah daya AC tegangan tinggi yang dihasilkan di pembangkit listrik menjadi DC menggunakan peralatan konversi untuk transmisi, kemudian mengubahnya kembali menjadi AC di sisi penerima menggunakan konverter untuk digunakan.
Meskipun mengkonversi tegangan DC itu sendiri sulit, perangkat semikonduktor seperti **thyristor** atau IGBT kini dapat menghasilkan tegangan DC tinggi. Sistem DC stabil karena arah arus konstan, sehingga menghilangkan reaktansi. Selain itu, sistem ini tidak memiliki daya reaktif, sehingga lebih efisien daripada sistem AC.
Teknologi HVDC, dengan berbagai keunggulan tersebut, telah dimanfaatkan di berbagai bidang. Di Korea Selatan, sejak akhir tahun 1990-an, kabel bawah laut telah menghubungkan Pulau Jeju ke Jindo dan Haenam, memungkinkan transmisi daya DC. Di Eropa, interkoneksi jaringan listrik nasional sedang membangun sistem pasokan listrik di seluruh benua. Selain itu, teknologi ini sangat cocok untuk mentransmisikan daya dari ladang angin lepas pantai, suatu bentuk energi terbarukan, sehingga memungkinkan pasokan listrik yang stabil.
Tentu saja, karena jaringan listrik berbasis AC telah dibangun selama 130 tahun terakhir, mengubahnya menjadi DC dalam jangka pendek menghadirkan tantangan yang signifikan. Selain itu, masalah seperti harmonik yang muncul saat mengkonversi AC tegangan tinggi ke DC harus diatasi agar dapat dikomersialkan. Namun demikian, jika masalah-masalah ini diatasi melalui penelitian dan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, sistem DC akan menjadi teknologi inti untuk jaringan listrik yang ramah lingkungan dan efisien dalam waktu dekat.
Meskipun Edison kalah dalam Perang Arus 130 tahun yang lalu karena keterbatasan sistem DC, saat ini, dengan teknologi canggih, pasokan daya DC sedang diteliti ulang, yang secara efektif menandai awal dari pembalasan Edison.
