Prof Dr Dra Mardlijah MT, guru besar Matematika ITS, bersama prototipe solar tracker T2FSMC karyanya

Kampus ITS, ITS News – Di tengah maraknya isu krisis energi terutama listrik saat ini, Indonesia dengan segala potensinya sebenarnya sangat berpeluang menghasilkan energi alternatif yang lebih efisien dan berkelanjutan. Prof Dr Dra Mardlijah MT, guru besar Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) ke-135 melalui penelitiannya, mengupayakan terbentuknya sistem yang lebih efisien untuk mengeksplorasi energi terbarukan.

Mardlijah mengaku bahwa keprihatinannya terhadap bauran penggunaan energi telah dirasakannya sejak tahun 2009 silam. Sementara itu, sebagai ahli dalam matematika terapan, Mardlijah pun tekun melakukan penelitian mulai dari melakukan beberapa simulasi hingga berakhir seperti sekarang, menghasilkan satu prototipe solar tracker satu sumbu yang dirancang berdasarkan perhitungan matematis.

“Matematika terapan itu merupakan cabang matematika yang memiliki peranan memberikan alternatif solusi untuk permasalahan nyata yang dekat dengan kehidupan,” kata guru besar kelahiran Malang itu. Dalam hal ini, Mardlijah mengaplikasikan perhitungan matematis untuk memodifikasi solar panel yang pada umumnya masih memunculkan chattering saat sliding mode control (SMC) dipasangkan.

SMC yang dimaksud merupakan kontroler solar tracker yang bekerja bukan secara konvensional sesuai sistem kontroler Proportional Integral Derivative (PID). Penelitian-penelitian yang sudah ada menunjukkan, solar panel akan dapat menyerap energi dari sinar matahari secara masif saat posisi antara sumber (matahari) adalah tegak lurus dengan bidang panel.

Namun, lanjut Mardlijah, sangat disayangkan bila chattering masih menjadi efek samping penggunaan SMC sebagaimana yang terjadi bila menggunakan PID. Oleh karena itu, meskipun PID berbentuk lebih sederhana secara konstruksi, masih perlu dilakukan peningkatan kerja kontroler sehingga error yang terjadi antara referensi dan keluaran sistem dapat diminimalisir lebih jauh.

Prototipe solar tracker dengan T2FSMC gagasan Prof Dr Dra Mardlijah MT, guru besar Matematika ITS

“Jika pada PID dilakukan penentuan konstanta proporsional, integral, dan derivatif untuk itu, lebih lanjut yang saya kembangkan adalah metode yang memanfaatkan firefly algorithm,” papar Mardlijah yang dikukuhkan secara resmi sebagai guru besar ITS pada 31 Maret lalu.

Tujuan diterapkannya algoritma firefly pada penelitian yang dilakukan Wakil Dekan Fakultas Sains dan Analitika Data (FSAD) ini adalah guna mendapatkan fungsi dan gain scale terbaik dalam penentuan nilai atau posisi yang diinginkan dalam waktu sesingkat mungkin. Penentuan ini didasarkan pada nilai Integral Time Absolute Error (ITAE) supaya terwujud sudut solar tracker yang diharapkan.

Algoritma tersebut adalah bentuk optimalisasi kontroler Type 1 Fuzzy Sliding Mode Controller (T1FSMC). Hasilnya, terciptalah Tipe 2 FSMC (T2FSMC) yang bekerja lebih baik pada kontrol penggerak panel surya. “Hal itu kami ketahui setelah melakukan tahap simulasi dan membandingkan metode yang kami inovasikan dengan metode konvensional,” urainya.

Potret kinerja solar tracker gagasan gubes ITS Prof Dr Dra Mardlijah MT memperlihatkan voltage output hasil tangkapan sinar matahari pada posisi tertentu

Sebelumnya, lanjut perempuan berkacamata ini, solar tracker berbasis kontroler konvensional PID masih memunculkan fenomena chattering dan belum mampu mengakomodasi adanya gangguan atau perubahan parameter pada sistem. Sekarang, T2FSMC yang dikembangkan telah mampu mengurangi fenomena chattering sebanyak yang dapat dilakukan dan mengatasi gangguan yang timbul (robust).

Keunggulan lainnya disebutkan oleh Mardlijah, metode yang dikembangkannya berhasil menunjukkan performa yang lebih baik jika dilihat dari besarnya voltage serapan yang dilihat pada baterai dari alat yang ada. Sebagai bentuk inovasi lanjutan yang dilakukannya, Mardlijah juga mengolaborasikan FSMC dengan T2FSMC yang dikenai logika kontrol Interval Type 2 Fuzzy Logic Controller (IT2FLC) pada solar tracker.

“Akan tetapi, tentu implementasi inovasi ini tidak akan mudah berjalan sebagaimana yang diharapkan tanpa kolaborasi dengan peneliti lain,” tutur lulusan pendidikan doktoral Sistem Kontrol ITS ini. Ia pun mengungkapkan adanya kerja sama yang dijalinnya sejak memulai penelitian ini, di antaranya dengan rekan satu fakultas Prof Dr Subiono MS yang membantu pada proses analisis sistem dan karakteristik sistem dalam bentuk state space.

Potret prototipe solar tracker gagasan guru besar ITS Prof Dr Dra Mardlijah MT saat diuji coba di lapangan

Ucapan terimakasih juga dihaturkannya kepada dosen-dosen dari Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS) yang mau diajak berkolaborasi dan membantu proses produksi prototipe hasil gagasannya. “Supaya ke depannya pengembangan bisa selaras kami lakukan bertahap, bukan hanya dari segi metodenya,” imbuhnya.

Kepedulian Mardlijah terhadap sekitar, terkhusus di bidang energi, tidak hanya berfokus pada solar energy. Perempuan kelahiran 14 Januari 1967 itu juga melihat banyaknya potensi mikroalga di Indonesia yang dapat dilirik sebagai alternatif bioenergi. Sebagai matematikawan sekaligus anggota dari Pusat Studi Energi, ia telah melakukan penelitian di bidang ini dan melakukan analisa model dan optimasi pertumbuhan mikroalga sebagai upaya lain mengatasi krisis energi.

Mardlijah berharap, kepekaan dan ketekunannya selama ini bisa diimplementasikan dan membawa manfaat bagi umat manusia. Sebagaimana sekarang ini, Mardlijah juga tengah melanjutkan penelitian metode lain yang diprediksi dapat mewujudkan solar tracker dua sumbu. “Sehingga, daya serap solar panel dapat bertambah lebih cepat,” lanjutnya.

Untuk itu, agar prototipe hasil penelitiannya dapat diimplementasikan dan dikembangkan lebih banyak lagi, Mardlijah memohon dukungan untuk melakukan analisa dan kajian lanjutan yang membahas aspek-aspek lain yang berhubungan dengan studi kelayakan ide solar tracker miliknya. (HUMAS ITS)

Reporter: Kafa ‘Aisyana Ni’mah