Ir. Hery Budiyanto, MSA., PhD.
Munanto Haris, SST., MP.
Aries Boedi Setiawan, ST., MM.
Muhammad Iqbal Nur Budiyantoputra, S.Ars.
Ir. Hery Budiyanto, MSA., PhD.
Munanto Haris, SST., MP.
Aries Boedi Setiawan, ST., MM.
Muhammad Iqbal Nur Budiyantoputra, S.Ars.
GREENHOUSE BAMBU
UNTUK TANAMAN SAYUR HIDROGANIK
DENGAN LISTRIK TENAGA SURYA
SELARAS
Buku ini menyajikan berbagai teori tentang pertanian organik, bangunan greenhouse, sayur hidroganik dan aplikasinya dalam bentuk bangunan greenhouse untuk tanaman sayur dengan sistem hidroganik menggunakan energi surya fotovoltaik. Desain, pembuatan dan pemasangan greenhouse ini telah diaplikasikan di Kampung Bunga Grangsil Desa Jambangan Kabupaten Malang yang dilakukan oleh para penulis melalui Program Produk Teknologi yang didesiminasikan ke masyarakat Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi Tahun Anggaran 2019 berjudul “Inovasi Teknologi Hidroganik Dengan Tenaga Listrik Mandiri Fotovoltaik”. Pengabdian ini didanai oleh Kementerian Riset dan Teknologi / Badan Riset dan Teknologi Nasional. Diharapkan buku ini dapat menjadi inspirasi dan referensi bagi akademisi dan praktisi dalam program ketahanan pangan di Indonesia.
Ir. Hery Budiyanto, MSA., PhD.
Munanto Haris, SST., MP.
Aries Boedi Setiawan, ST., MM.
Muhammad Iqbal Nur Budiyantoputra, S.Ars.
GREENHOUSE BAMBU
UNTUK TANAMAN SAYUR
HIDROGANIK DENGAN
LISTRIK TENAGA SURYA
Layout Isi dan Sampul : Tim Penerbit Selaras Copyright 2020, Penerbit Selaras
Diterbitkan oleh :
Penerbit Selaras Media Kreasindo Perum. Pesona Griya Asri A-11 Malang 65154
E-mail : selaras_mediakreasindo@yahoo.co.id Anggota IKAPI
Sanksi Pelanggaran Pasal 22
Undang-Undang Nomor 19 Tahun 2002 Tentang Hak Cipta
:
1. Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak melakukan perbuatan sebagaimana dimaksud dalam Pasal 2 ayat (1) atau Pasal 49 ayat (1) dan ayat (2) dipidana dengan pidana penjara masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp 1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/ atau denda paling banyak Rp 5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah).
2. Barangsiapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (1) dipidana dengan penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).
Dilarang keras menerjemahkan, memfotokopi, atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari penerbit.
Penulis :
Ir. Hery Budiyanto, MSA., PhD. Munanto Haris, SST., MP. Aries Boedi Setiawan, ST., MM.
Muhammad Iqbal Nur Budiyantoputra, S.Ars.
ISBN : 978-602-6228-83-3
Hak Cipta dilindungi undang - undang
Jumlah : iv+63 Halaman Ukuran: 15,5 x 23 cm
Cetakan 1, Oktober 2020
GREENHOUSE BAMBU UNTUK TANAMAN SAYUR HIDROGANIK DENGAN LISTRIK TENAGA SURYA
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap puji dan syukur kepada Allah SWT atas berkat Rahmat dan HidayahNya sehingga buku ini bisa tersusun. Buku ini menyajikan teori dan aplikasi bangunan bambu untuk tanaman sayur hidroganik dengan listrik tenaga surya. Desain dan pembuatan bangunan ini telah diterapkan di Kabupaten Malang. Materi tulisan buku ini merupakan teknologi tepat guna hasil penelitian dan pengabdian yang penulis lakukan pada tahun 2019 yang didanai oleh Kementerian Riset dan Teknologi / Badan Riset dan Teknologi Nasional.
Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Kementerian RISTEK/BRIN yang telah mendanai penelitian dan pengabdian bangunan struktur bambu hingga hasilnya menjadi bahan utama buku ini.
2. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Merdeka Malang yang telah memfasilitasi kegiatan penelitian dan pengabdian kepada masyarakat.
3. Balai Besar Penelitian Pertanian Ketindan Malang yang telah memberikan data tentang sistem pertanian hidroganik.
4. Para dosen prodi Arsitektur dan Teknik Elektro Universitas Merdeka Malang atas dukungannya.
5. Kelompok Sadar Wisata (Pokdarwis) “Kampung Bunga Gangsil”, Kelompok Wanita Tani “Syakura Arum” dan PKK di Dusun Grangsil, Desa Jambangan, Kecamatan Dampit, Kabupaten Malang yang telah menginspirasi tersusunnya buku ini.
Sangat disadari bahwa masih banyak kekurangan pada buku ini, untuk itu diharapkan saran yang membangun agar tulisan ini dapat dimanfaatkan bagi yang membutuhkannya.
Malang, Oktober 2020
Hery Budiyanto Munanto Haris Aries Boedi Setiawan greenhouse
iii iv 1 3 3 4 5 25 32 43 43 44 48 49 49 53 56 56 57 58 58 58 60 DAFTAR ISI ... ... Bab I Pendahuluan
Bab II Kajian Literatur
Bab III Desain ...
BAB IV APLIKASI BANGUNAN GREENHOUSE BAMBU UNTUK TANAMAN SAYUR HIDROGANIK
DENGAN LISTRIK TENAGA SURYA ...
BAB V PENGUJIAN ... BAB VI KESIMPULAN ... DAFTAR PUSTAKA ... KATA PENGANTAR DAFTAR ISI ... ... 2.1 Ketahanan Pangan ... 2.2 Sentra Pertanian Perkotaan (Urban Farming) ... 2.3 Greenhouse ... 2.4 Pertanian Hidroganik ... 2.5 Pembangkit Listrik Tenaga Surya ... 3.1 Desain Skematik Sistem
3.2 Desain
3.3 Desain Bracket Energi Surya ...
4.1 Pembangunan ... 4.2 Sosialisasi dan Koordinasi ... 5.1 Uji Perbedaan Temperatur ... 5.2 Pengujian Energi Surya Fotovoltaik ... 6.1Kesimpulan ... 6.2 Rekomendasi ... Greenhouse Hidroganik Greenhouse ...
BAB I PENDAHULUAN
Pertanian merupakan sektor yang sangat penting bagi masyarakat Indonesia. Sektor pertanian merupakan sumber penghasilan bagi beberapa masyarakat, karena sebagian besar kawasan Indonesia merupakan lahan pertanian. Para petani biasanya menggunakan tanah untuk media tanam, namun seiring dengan perkembangan kota lahan pertanian banyak yang berubah menjadi lahan permukiman dan fasilitas kota lainnya sehingga lahan pertanian menjadi semakin sempit. Pertanian Perkotaan ( ) adalah bertani dengan memanfaatkan lahan sempit atau intensifikasi lahan, guna memenuhi kebutuhan sayuran dan buah segar sehari-hari bagi masyarakat pemukiman/perumahan di perkotaan (Pratiwi et al., 2017). Maka saat ini ada cara lain untuk memanfaatkan lahan sempit sebagai usaha untuk mengembangkan hasil pertanian, yaitu dengan cara bercocok tanam secara hidroganik.
Hidroganik berasal dari kata “Hidro” dan “Organik” yang didefinisikan sebagai sistem budidaya organik dengan memadukan sistem hidro dan sistem organik. Sumber nutrisi utama dari hidroganik ini diperoleh dari pupuk organik padat dan cair serta air kolam yang di- sebagai nutrisi tanaman. Terdapat 3 komponen penting dalam aplikasi hidroganik yaitu: 1) Kolam; 2) pupuk organik (sebagai media tanam); dan 3) rangkaian
( Udin, 2017).
Keuntungan cara bercocok tanam sistem hidroganik adalah: 1) Hasil dan kualitas tanaman lebih tinggi; 2) Lebih terbebas dari hama dan penyakit; 3) Penggunaan air dan pupuk lebih hemat; 4) Dapat untuk mengatasi masalah tanah; 5) Dapat untuk mengatasi masalah keterbatasan lahan (Budiyanto et al., 2019). Sedangkan keunggulannya adalah: 1) Tidak perlu
Urban Farming
treatment
pengolahan tanah; 2) Tidak perlu rotasi tanaman; 3) Hasil seragam; 4) Bersih 5) Hasil tinggi; 6) Tenaga kerja sedikit (efisien); 7) Lebih mudah dalam pemeliharaan; 8) Lebih mudah dalam mengganti tanaman baru; 9) Dapat merupakan tempat dan cara untuk memperbaiki mutu tanaman(Udin, 2017).
Di Jawa Timur, Sistem Hidroganik mulai dikembangkan oleh kelompok Usaha Bersama Mini Maxi yang membentuk perkumpulan “Bengkel Mimpi” di Desa Kanigoro, Kecamatan Pagelaran, Kabupaten Malang, kemudian banyak dipelajari dan disebarluaskan melalui pelatihan dan diseminasi di berbagai kota di Jawa maupun luar Jawa (Basiri, 2019). Program Diseminasi Teknologi Hidroganik dengan sumber listrik mandiri yang berasal dari pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) dilaksanakan di Kampung Bunga Grangsil, Desa Jambangan Kecamatan Dampit Kabupaten Malang. Masyarakat yang menjadi pelaku kegiatan adalah Kelompok Sadar Wisata (POKDARWIS) “Kampoeng Boenga Grangsil” dan Kelompok Wanita Tani “Syakura Arum” (Budiyanto et al., 2019).
BAB II
KAJIAN LITERATUR
2.1 Ketahanan Pangan
Ketahanan pangan memiliki lima unsur yang harus dipenuhi: (a) Berorientasi pada rumah tangga dan individu; (b) Dimensi waktu setiap saat pangan tersedia dan dapat diakses; (c) Menekankan pada akses pangan rumah tangga dan individu, baik fisik, ekonomi dan sosial; (d) Berorientasi pada pemenuhan gizi; dan (e) Ditujukan untuk hidup sehat dan produktif (Suharyanto, 2011). Salah satu aspek yang dapat mendorong peningkatan ketahanan pangan adalah pemanfaatan lahan pekarangan. Pemanfaatan pekarangan ataupun halaman rumah yang terbatas dapat mempunyai nilai tambah yang maksimal jika dilakukan secara tepat dan mempunyai konsep yang jelas. Lahan pekarangan yang ada umumnya belum dimanfaatkan untuk pemenuhan kebutuhan pangan, kalaupun dilaksanakan, masih bersifat sambilan atau mengisi waktu luang. Puspitasari (Sudarmo, 2018) menyatakan perlu dilakukan rancangan pemanfaatan pekarangan yang lebih komprehensif untuk mengoptimalkan peran lahan pekarangan sebagai penyangga ketahanan pangan rumah tangga. Pekarangan dengan keanekaragaman di dalamnya juga mempunyai potensi yang besar untuk menaikkan daya dukung lingkungan. Gerakan pertanian perkotaaan dapat menjadi tulang punggung dalam meningkatkan kemandirian masyarakat terutama menjaga ketahanan pangan dalam skala rumah tangga. Keterbatasan lahan yang sempit tersebut memunculkan pilihan bertani dengan sistem hidroponik.
Sistem ketahanan pangan di Indonesia secara komprehensif meliputi empat sub-sistem, yaitu: (1) ketersediaan pangan dalam jumlah dan jenis yang cukup untuk seluruh
penduduk, (2) distribusi pangan yang lancar dan merata, (3) konsumsi pangan setiap individu yang memenuhi kecukupan gizi seimbang, yang berdampak pada (4) status gizi masyarakat. Dengan demikian, sistem ketahanan pangan dan gizi tidak hanya menyangkut soal produksi, distribusi, dan penyediaan pangan ditingkat makro (nasional dan regional), tetapi juga menyangkut aspek mikro, yaitu akses pangan di tingkat rumah tangga dan individu serta status gizi anggota rumah tangga, terutama anak dan ibu hamil dari rumah tangga miskin. Meskipun secara konseptual pengertian ketahanan pangan meliputi aspek mikro, namun dalam pelaksanaan sehari-hari masih sering ditekankan pada aspek makro yaitu ketersediaan pangan. Agar aspek mikro tidak terabaikan, maka dalam dokumen ini digunakan istilah ketahanan pangan dan gizi.
FAO (Food and Agriculture Organization) menjelaskan Pertanian Perkotaan sebagai industri yang memproduksi, memproses, dan memasarkan produk pertanian, terutama memenuhi permintaan harian konsumen di dalam perkotaan, dengan metode produksi intensif, memanfaatkan dan mendaur ulang sumber daya dan limbah perkotaan untuk menghasilkan beragam tanaman kebutuhan pangan masyarakat Perkotaan (Lee-Smith et al., 2010). Council on Agriculture, Science and Technology (CAST) menyatakan Pertanian Perkotaan mencakup aspek kesehatan lingkungan, remediasi, dan rekreasi. Di berbagai kota, Pertanian Perkotaan menjadi pendukung aspek keindahan kota dan kelayakan penggunaan tata ruang yang berkelanjutan. Pertanian Perkotaan juga dilakukan untuk meningkatkan pendapatan atau aktivitas memproduksi bahan pangan untuk dikonsumsi keluarga, dan di beberapa tempat dilakukan untuk tujuan rekreasi dan relaksasi (Nasr, 1997).
Pertanian Perkotaan memberikan hasil yang optimal dengan fasilitas Greenhouse dan teknologi Hidroganik. Greenhouse meningkatkan perlindungan tanaman dari intensitas hujan, sinar matahari dan iklim mikro, serta mengoptimalkan pemeliharaan tanaman, pemupukan dan irigasi mikro, sehingga mampu meningkatkan produksi sayuran, buah dan bunga yang berkualitas tanpa tergantung dengan musim.
Rumah kaca atau greenhouse pada prinsipnya adalah sebuah bangunan yang terdiri atau terbuat dari bahan kaca atau plastik yang sangat tebal dan menutup diseluruh pemukaan bangunan, baik atap maupun dindingnya. Didalamnya dilengkapi juga dengan peralatan pengatur temperature dan kelembaban udara serta distribusi air maupun pupuk. Bangunan ini tergolong bangunan yang sangat langka dan mahal, karena tidak semua tempat yang kita jumpai dapat ditemukan bangunan semacam ini. Greenhouse biasanya hanya dimiliki oleh Perguruan Tinggi atau lembaga pendidikan, Balai Penelitian dan perusahaan yang bergerak dibidang bisnis perbenihan, bunga dan fresh market hortikultura. Namun di negara-negara pertanian yang sudah maju seperti USA, Australia, Jepang dan negara-negara Eropa sebagian besar tanaman hortikulturanya ditanam di rumah kaca. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan greenhouse di mancanegara sudah umum dilakukan. Bahkan mungkin sudah berpuluh tahun sebelum negara kita mengadopsi tekhnologi tersebut.
Rumah kaca/greenhouse yang digunakan di Indonesia sebagian besar digunakan untuk penelitian percobaan budidaya, percobaan pemupukan, percobaan ketahanan tanaman terhadap hama maupun penyakit, percobaan kultur jaringan, percobaan persilangan atau pemuliaan, percobaan hidroponik dan percobaan penanaman tanaman diluar musim oleh para 2.3 Greenhouse
mahasiswa , para peneliti, para pengusaha dan praktisi disemua bidang pertanian.
Pada awalnya pembuatan bangunan greenhouse di Indonesia dilatarbelakangi oleh kegiatan penelitian yang dilakukan lembaga penelitian maupun dunia pendidikan. Kegiatan penelitian yang dimaksud disini adalah kegiatan mencari jawaban atau mencari solusi / jalan keluar atau pemecahan terhadap suatu kasus. Sebagai contoh, bila kita ingin mencari uji ketahanan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit tertentu. Adanya greenhouse yang mampu menciptakan iklim yang bisa membuat tanaman mampu berproduksi tanpa kenal musim ini ternyata juga mampu menghindarkan dari serangan hama dan penyakit yang tidak diujikan. Selain itu dengan adanya greenhouse penyebaran hama dan penyakit yang diujicoba dapat dicegah . Hal ini berbeda dengan percobaan yang dilakukan di luar greenhouse dimana dalam waktu yang sangat singkat hama dan penyakit dapat cepat menyebar luas karena terbawa angin maupun serangga.
Manipulasi lingkungan ini dilakukan dalam dua hal, yaitu menghindari kondisi lingkungan yang tidak dikehendaki dan memunculkan kondisi lingkungan yang dikehendaki. Kondisi lingkungan yang tidak dikehendaki antara lain :
a) Ekses radiasi sinar matahari seperti sinar ultra violet dan sinar infra merah.
b) Suhu udara dan kelembaban yang tidak sesuai. c) Kekurangan dan kelebihan curah hujan.
d) Gangguan hama dan penyakit.
e) Tiupan angin yang terlalu kuat sehingga dapat merobohkan tanaman.
f) Tiupan angin dan serangga yang menyebabkan kontaminasi penyerbukan.
Sementara kondisi lingkungan yang dikehendaki antara lain : a) Kondisi cuaca yang mendukung rentang waktu tanam lebih
panjang.
b) Mikroklimat seperti suhu, kelembaban dan intensitas cahaya sesuai dengan kebutuhan pertumbuhan tanaman. c) Suplai air dan pupuk dapat dilakukan secara berkala dan
terukur.
d) Sanitasi lingkungan sehingga tidak kondusif bagi hama dan penyakit.
e) Kondisi nyaman bagi terlaksananya aktivitas produksi dan pengawasan mutu.
f) Bersih dari ekses lingkungan seperti polutan dan minimnya residu pestisida
g) Hilangnya gangguan fisik baik oleh angin maupun hewan.
Manfaat greenhouse dapat dijelaskan sebagai berikut :
Dunia pertanian kita masih demikian tergantungnya pada keadaan cuaca, bila terjadi perubahan musim, apalagi bila tidak terprediksi akan menyebabkan sulitnya menentukan jenis tanaman yang akan diproduksi. Jika musim hujan terlalu panjang akan menyebabkan banyaknya penyakit termasuk pembusukan akar. Jika musim terlalu kering akan menyebabkan tanaman kekurangan air, hama juga akan menyerang yang dapat menimbulkan kerugian. Demikian pula pada saat tertentu suatu komoditas sulit ditemui mengakibatkan harganya demikian tinggi, sementara pada waktu lain kebanjiran produk menyebabkan harga anjlok, sehingga kerugian segera tiba.
Untuk itu perlu sekali mengurangi ketergantungan pada lingkungan luar menggantikan dengan mikroklimat yang 2.3.1 Manfaat Greenhouse
diatur. Dengan demikian dapat dijadwalkan produksi secara mandiri dan berkesinambungan. Sehingga konsumen tidak perlu kehilangan komoditas yang dibutuhkan, juga kita tidak perlu membanjiri pasar denganb jenis komoditas yang sama yang menyebabkan harga anjlok.
Pada luasan areal yang sama tingkat produksi budidaya di dalam greenhouse lebih tinggi dibandingkan di luar greenhouse. Karena budidaya di dalam greenhouse kondisi lingkungan dan pemberian hara dikendalikan sesuai kebutuhan tanaman. Gejala hilangnya hara yang biasa terjadi pada areal terbuka seperti pencucian dan fiksasi, di dalam greenhouse diminimalisir. Budidaya tanaman seperti ini dikenal sebagai hidroponik.
Kondisi areal yang beratap dan lebih tertata menyebabkan pengawasan dapat lebih intensif dilakukan. Bila terjadi gangguan terhadap tanaman baik karena hama, penyakit ataupun gangguan fisiologis, dapat dengan segera diketahui untuk diatasi.
Ekses radiasi matahari seperti sinar UV, kelebihan temperatur, air hujan, debu, polutan dan residu pestisida akan mempengaruhi penampilan visual, ukuran dan kebersihan hasil produksi.
Dengan kondisi lingkungan yang terlindungi dan pemberian nutrisi akurat dan tepat waktu, maka hasil produksi tanaman akan berkwalitas. Pemasakan berlangsung lebih serentak, sehingga pada saat panen diperoleh hasil yang lebih seragam, baik ukuran maupun bentuk visual produk.
2. Meningkatkan hasil produksi
4. Meminimalisasi pestisida
5. Aset dan performance
6. Sarana agrowisata
Greenhouse yang baik selain dirancang untuk memberikan kondisi mikroklimat ideal bagi tanaman, juga memberikan perlindungan tanaman terhadap hama dan penyakit. Perlindungan yang umum dilakukan adalah dengan memasang insect screen pada dinding dan bukaan ventilasi di bagian atap. Insect screen yang baik tidak dapat dilewati oleh hama seperti kutu daun.
Pada beberapa greenhouse bagian pintu masuknya tidak berhubungan langsung dengan lingkungan luar. Ada ruang kecil, semacam teras transisi yang dibuat untuk menahan hama atau patogen yang terbawa oleh manusia. Pada lantai ruang ini juga terdapat bak berisi cairan pencuci hama dan patogen. Untuk pintu dapat ditambahkan lembaran PVC sheet.
Saat ini sangat biasa orang membangun greenhouse dengan sistem knock down. Dengan cara ini gren house bukanlah aset mati, manakala karena suatu hal ada perubahan kebijakan, maka struktur greenhouse tersebut dapat dipindahkan atau mungkin dijual ke pihak lain yang memerlukan dengan harga yang proporsional.
Dengan adanya greenhouse maka kesan usaha akan terlihat lebih modern dan padat teknologi. Hal ini tentunya akan meningkatkan performance petani atau perusahaan yang menggunakannya.
Greenhouse banyak juga digunakan sebagai ruang koleksi berbagai jenis tanaman bernilai tinggi. Di dalam greenhouse pengunjung dapat melihat berbagai jenis tanaman yang
menarik, bahkan langka, sehingga dapat menjadi daya tarik. Ada yang khusus mengkoleksi kaktus, anggrek atau berbagai jenis tanaman dengan suasana dibuat seperti di alam bebas. Di Indonesia greenhouse seperti ini banyak ditemukan di berbagai kebun raya dan tempat agrowisata.
Yang dimaksud dengan jenis greenhouse adalah pembedaan ragam greenhouse berdasarkan material dominan yang digunakan. Pembedaan ini akan membawa kita pada perbedaan biaya pembangunan dan umur pakai greenhouse. Semakin kuat dan awet material yang digunakan, akan semakin besar biayanya tetapi umur greenhouse akan lebih lama.
Untuk negara kita, greenhouse yang biasa digunakan dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu greenhouse bambu, greenhouse kayu dan greenhouse besi.
Greenhouse jenis ini umumnya dipakai sebagai greenhouse produksi. Greenhouse ini secara umum adalah jenis greenhouse yang paling murah biaya pembuatannya dan banyak dipakai oleh kalangan petani kita sebagai sarana produksi.
2.3.2 Jenis Greenhouse
Namun kelemahan dari ini adalah umurnya yang relatif pendek dan bahan materialnya dapat menjadi media timbulnya hama. Karena kekuatan struktur dan juga masalah biaya, maka bambu atapnya terbatas menggunakan plastik UV.
greenhouse
greenhouse
2. kayu
Lebih baik dari bambu adalah
dengan material kayu, terutama jenis kayu yang tahan air, seperti ulin dan bengkirai. Dibanding bambu umur pakai kayu biasanya lebih panjang dan kondisi sanitasi lingkungan lebih baik.
Beberapa jenis kayu, bagian dinding bawah dibuat dari pasangan bata yang diplester. Jenis
ini bahan atapnya sudah lebih bervariasi bisa plastik, polykarbonat, PVC ataupun kaca.
Greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse
3. besi.
Dari segi umur pakai dan kualitas, maka yang terbaik adalah yang menggunakan struktur besi, terlebih besi yang telah di treatment “ ”. Struktur yang baik akan mengurangi frekuensi perawatan; sehingga tidak terjadi stagnan kegiatan., walaupun pada keadaan tertentu perlu dilakukan sanitasi, tetapi sanitasi yang terjadwal
Dengan struktur yang kuat, maka berbagai jenis tambahan peralatan / optional dapat dipasangkan pada jenis greenhouse besi, sehingga penggunaan dapat dilakukan secara optimal.
greenhouse
hot dipped galvanist
greenhouse
Greenhouse
2.3.3 Tipe Greenhouse
Tipe dibedakan berdasarkan bentuk bangunan atau desainnya. Bentuk atau desain ini selain berpengaruh pada kekuatan struktur juga sangat berpengaruh pada kondisi mikroklimat di dalam .
Secara umum desain untuk daerah tropis berbeda dengan desain di daerah empat musim maupun sub tropis. Kecuali desain yang memang dibuat khusus seperti untuk penanaman planlet, induksi akar atau pembuatan stek.
Desain daerah tropis ditandai dengan banyaknya bukaan ventilasi. Karena problem utama dari di wilayah tropis adalah suhu udara yang terlalu tinggi akibat radiasi sinar infra merah. Sebaliknya pada daerah sub tropis maupun daerah empat musim desain lebih tertutup. Bukaan yang minimal ini dibuituhkan karena pada saat musim dingin udara hangat akibar radiasi infra merah dipertahankan tidak keluar. Jadi desain sebuah sangat penting untuk pertumbuhan tanaman. Bagaimana sebuah dapat memberikan lingkungan yang kondusif bagi pertumbuhan tanaman terletak pada desainnya.
Pada dasarnya dapat dibagi ke dalam 3 type, yaitu :
Tipe ini dari depan tampak seperti lorong setengah lingkaran. Kelebihannya adalah memiliki struktur sangat kuat. Atapnya yang berbentuk melengkung kebawah merupakan bentuk yang sangat ideal dalam menghadapi terpaan angin. Sementara struktur busur dengan kedua kaki terpendam ketanah memegang bangunan lebih kuat.
greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse 1. Tipe Tunnel
Kelemahan dari tipe ini adalah minimnya sistem ventilasi. Jika digunakan pada daerah tropis dibutuhkan alat tambahan
berupa atau untuk mengalirkan
dan menurunkan suhu udara di dalam .
tipe ini banyak digunakan di daerah tropis, dapat dikatakan tipe ini adalah tropical greenhouse. Keunggulan tipe ini pada ventilasi udara yang sangat baik. Banyak memiliki struktur bukaan, sehingga memberikan lingkungan mikroklimat yang kondusif bagi pertrumbuhan tanaman.
exhaust fan cooling system
greenhouse
Greenhouse
2. Tipe Piggy back
Selain memiliki keunggulan, banyaknya struktur bukaan juga merupakan kelemahan dari tipe ini. Pada daerah dengan
tiupan angin yang kuat tipe kurang
disarankan. Karena dengan banyaknya struktur terbuka menyebabkan struktur rentan terhadap terpaan angin. Selain itu dari segi biaya dengan penggunaan material atap sama, greeen house tipe ini relatif lebih mahal dibanding tipe lain karena penggunaan material struktur lebih banyak.
Desain tipe ini boleh dikatakan adalah campuran antara tipe tunnel dengan tipe piggy back. Dari desainnya terlihat tampak, bahwa tipe ini seakan – akan paduan ( ) antara tipe dengan tipe . Karena itu, maka tipe ini memeliki kelebihan dari tipe dan tipe
greenhouse piggy back
hybrid tunnel piggy back
greenhouse tunnel
3. Tipe Campuran (Single spandanMultispan)
piggy back
greenhouse (Single Span) greenhouse
(Multispan) greenhouse tunnel
piggy back
greenhouse type multispan
, yaitu strukturnya kuat tetapi tetap memiliki ventilasi yang maksimal.
Kelebihan lain dari tipe ini adalah beberapa unit dapat disatukan menjadi satu blok
besar dimana hal ini sulit dilakukan pada
tipe .
Dibandingkan tipe , selain struktur lebih kuat biaya pembuatan tipe campuran ini lebih hemat. Sehingga pada bidang kegiatan yang membutuhkan luas, maka
adalah tipe yang paling sesuai.
2.3.4 Bahan Penutup Greenhouse
Perlu diketahui pula bahwa sebagian besar tanaman yang dibudidayakan pada greenhouse membutuhkan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 400 – 700 nanometer (Photosynthetically Active Radiation). Hampir semua bahan
penutup greenhouse mampu menampung cahaya tersebut sesuai dengan panjang gelombang yang diinginkan tanaman. Bahan yang terbuat dari dan cenderung membuat cahaya menjadi tersebar, sementara bahan yang terbuat dari dan lebih cenderung meneruskan cahaya yang masuk secara langsung. Cahaya yang sifatnya menyebar tersebut memberikan keuntungan tersendiri bagi tanaman, dimana dia bisa mengurangi kelebihan cahaya pada daun-daun tanaman bagian atas dan memantulkannya pada daun-daun yang ada di bagian bawah sehingga penyebaran cahaya menjadi lebih merata.
Sebenarnya bentuk-bentuk tersebut bermacam-macam mulai dari bentuk sederhana dengan bahan yang paling murah sampai bentuk komplek yang dibentuk dari bahan penutup yang mahal. Adapun bahan penutup atap dapat menggunakan kaca maupun plastik. Bahan yang terbuat dari plastik juga tidak kalah dengan kaca dimana mempunyai kelebihan antara lain : tahan pecah, bentuknya bisa disesuaikan dengan bermacam design, dan sangat mudah digunakan. Beberapa tipe plastik yang biasa digunakan sebagai penutup greenhouse antara lain:
sangat tahan terhadap perubahan cuaca , tahan pecah serta sangat transparan. Penyerapan sinar yang berasal dari matahari lebih tinggi dibandingkan dengan bahan yang terbuat dari kaca. Penggunaan sebanyak dua lapis mampu menghantarkan sekitar 83 % cahaya dan mengurangi kehilangan panas sekitar 20-40% dibandingkan penggunaan 1 lapis. Bahan ini tidak akan menguning walaupun digunakan dalam waktu yang lama. Namun kekurangan dari bahan adalah : mudah terbakar,sangat mahal, dan sangat mudah tergores/tidak tahan gores.
Polyethylene fiberglass acrylic polycarbonate greenhouse Acrylic ultra violet acrylic acrylic 1. Acrylic
2. Polycarbonate
Polycarbonate
acrylic p o l y c a r b o n a t e
memiliki ciri-ciri : lebih tahan, lebih fleksibel, lebih tipis, serta lebih murah dibandingkan . Pe n g g u n a a n d u a l a p i s m a m p u menghantarkan cahaya sekitar 75-80 % dan mengurangi kehilangan panas sekitar 40% dibandingkan satu lapis. Namun bahan ini sangat mudah tergores, mudah memuai, gampang menguning, dan akan membuat lapisan kurang transparan dalam waktu satu tahun (meskipun kini hadir jenis baru yang tidak cepat menguning).
3. Fiberglass
Bahan ini memiliki sifat-sifat : lebih tahan lama, penampilannya menarik, harganya terjangkau dibandingkan kaca, serta FRP ini lebih tahan pengaruh perubahan cuaca. Bahan plastik ini mudah sekali dibentuk menjadi bentuk bergelombang maupun berupa lempengan. Meskipun demikian kekurangannya adalah bahan ini mudah memuai.
Reinforced Polyester
Gambar 9. Greenhousedengan PenutupFiberglass Reinforced Polyester
4.
Bahan ini sangat murah dibandingkan dengan bahan lainnya namun sifatnya hanya sementara (kurang tahan lama), bentuknya kurang menarik, serta membutuhkan penanganan maupun perawatan yang lebih intensif . Selain itu, bahan ini juga mudah sekali rusak oleh sengatan cahaya matahari, walaupun mampu bertahan minimal 1 – 2 tahun dengan perawatan lebih intensif. Dikarenakan bahan ini berupa lembaran lebar sehingga tidak membutuhkan kerangka yang lebih banyak dan bisa menghantarkan cahaya paling besar.
Polyethylene film
5. Polyvinyl cholride film polyethylene film greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse greenhouse polybag
Bahan ini mempunyai sifat penghantar emisi yang sangat besar untuk cahaya dengan panjang gelombang yang besar, dimana bahan ini mampu menciptakan temperatur udara yang cukup tinggi pada malam hari dan bisa berfungsi sebagai penghalang sinar ultra violet. Bahan ini lebih mahal dibandingkan dan cenderung mudah kotor, yang mana harus terus dilakukan pembersihan agar didapatkan penghantaran cahaya yang lebih baik.
Untuk model atap ada yang berbentuk melengkung dan ada yang berbentuk lancip. Tinggi dinding yang baik mencapai 6 sampai 9 meter, tergantung crop yang akan diproduksi atau tergantung pada tujuannya. Bahan dinding beserta atapnya dapat dari kaca maupun plastik yang tebal yang tidak mudah sobek dan cara pemasanganya dimulai dari atapnya dulu, kalau sudah selesai baru dinding. Pintu dari harus dibuat serapat mungkin sehingga tidak memberikan kesempatan bagi udara luar untuk masuk kedalam . Setelah dinding dan atap terpasang kaca atau plastik, kita dapat memasang sistem irigasi dengan menggunakan pipa secara sistematis yang dapat kita kendalikan, serta diberi bak pengontrol untuk mengontrol masuk dan keluarnya air dari dalam dan keluar dari . Untuk bagian dalam ada 2 jenis, yaitu diplester dengan semen, ini hanya untuk yang penanamannya menggunakan media pot atau plastik atau percobaan hydroponik tetapi ada juga yang dalamnya berupa tanah seperti yang ada dilahan persawahan, hal ini bertujuan untuk budidaya sayuran, buah-buahan dan bunga yang akan dibuat petakan atau bedengan. Bahkan bedengan ini ada juga yang diberi mulsa sama seperti tehnik budidaya tanaman pada umumnya. Tetapi dengan
greenhouse pengawasan terhadap tanaman baik temperature, kelembaban, kebutuhan air, kebutuhan hara bahkan pengendalian hama dan penyakitnya dapat dikontrol dengan sebaik-baiknya.
Gambar 11.Greenhousedengan PenutupPolyvinyl cholride film
2.4 Pertanian Hidroganik
2.4.1 Pemahaman tentang Hidroganik
2.4.2 Proses Pembuatan Instalasi Hidroganik
Hidroganik berasal dari kata “Hidro” dan “Organik” yang didefinisikan sebagai sistem budidaya organik dengan memadukan sistem hidro dan sistem organik . Sumber nutrisi utama dari hidroganik ini diperoleh dari pupuk organik padat dan air sebagai nutrisi tambahan.
Kelebihan Budidaya Hidroganik, antara lain: 1. Tidak perlu mengolah lahan
2. Tidak banyak gulma
3. Pengendalian hama lebih mudah 4. Tidak perlu penyemaian
5. Lebih hemat bibit 6. Perawatan mudah 7. Tidak perlu irigasi 8. Panen lebih mudah
9. Hasil panen lebih maksimal 1:4 10. Panen ikan
11. Tidak membutuhkan air banyak
12. Bisa dibuat disekitar rumah, di lahan kering, di atas bangunan dan halaman mall
13. Panen yang dihasilkan lebih sehat karena tidak menggunak pupuk kimia dan pestisida kimia
14. Dalam satu tahun bisa panen 4 kali
Proses pembuatan instalasi Hidroganik digambarkan sebagai berikut:
Contoh instalasi Hidroganik digambarkan sebagai berikut: Gambar 12. Pembuatan Instalasi Hidroganik
Sumber: (Basiri, 2019)
Gambar 13. Instalasi Padi Hidroganik Sumber: (Basiri, 2019)
2.4.3 Pupuk Organik Majemuk
Bahan Baku Pupuk Organik Majemuk
1.
Bahan baku pembuatan pupuk organik majemuk adalah: Tabel 1. Bahan Baku Pupuk Organik
*Jenis dekomposer harus mengandung 10 microba dan kandungan cfu/ml 105Sumber: (Basiri, 2019)
Gambar 14. Pembuatan Netpot dengan Gelas Mineral Sumber: (Basiri, 2019)
No. BAHAN JUMLAH
1 Kotoran Ayam 80 Kg
2 Kotoran Kambing 20 Kg
3 Urin Kelinci 10 Liter
4 Air Kelapa 5 Liter
5 Air cucian beras 5 Liter
6 Tetes 1 Liter
Mikro Organisme pada pupuk organik Majemuk adalah :
Genom bakteri gram positive berbentuk batang dan
anggota dari .Spesies (bergantung
pada oksigen) atau anaerobik fakultatif (memiliki kemampuan untuk menjadi aerobik atau anaerobik)
Menghasilkan senyawa yang menghambat bakteri yang merugikan
Menghasilkan protease untuk mengurangi limbah protein dari sisa makanan dan kotoran (kompos)
B a kte r i i n i d a pa t m e n g h a m ba t p e r t u m b u h a n mikroorganisme yang merugikan tanaman
Meningkatakan percepatan perombakan bahan organik Menghancurkan bahan organik seperti lonin dan selulosa serta menfermentasi tanpa menimbulkan senyawa beracun yang ditimbulkan dari pembusukan bahan organik
Bakteri ini dapat menekan pertumbuhan rusarium, yaitu 1. Bacilus Megathirium 2. Lactocbacilus sp 3. Sterptomyces 4. Azetobakter sp 5. Azosprilium 6. Pseudomas Flourencens 7. Aspergillus Niger 8. Pinicillium sp 9. Trichoderma Coningi 10. Metharizium Nisopleae 11. Rhizobium 1. Bacilus Megathirium
firmcutes aerob abliyant
2. Lactobacillus sp ? ? ? ? ? ? ?
mikroorganisme merugikan yang menimbulkan penyakit pada lahan / tanaman yang terus menerus ditanami.
Penguraian bahan organik atau kompos
Menghasilkan anti biotik As 1A yang mampu mencegah pertumbuhan penyakit layu pada tanaman
salah satu fungsi bakteri yang penting untuk menyediakan Nitrogen pada tanah dan tanaman
Mampu meningkatkan kesehatan tanaman akibat adanya penggunaan bahan kimia dengan cara menguraikan karbon / residu kimia
Bakteri yang hidup di daerah akar tanaman bakteri ini berkembangbiak terutama pada perpanjangan akar dan pangkal
Sumber energi yang mereka sukai adalah asam organik Fungsi nya mampu menambah nitrogen atmosfer dan memacu pertumbuhan tanaman
Sekelompok AIROB yang memanfaatkan oksigen sebagai penerima elektron (bakteri ini juga bisa tumbuh AN AIROB (tanah)
Melindungi akar dari inveksi patogen tanah dengan cara kolonisasi
Mengeluarakan senyawa yang mampu merangsang pertumbuhan dan perpanjangan pada akar
3. Sterptomyces 4. Azetobacter sp Rhizobakter INOKULON 5. Azospirilium 6. Psedomas Flourescens ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Mampu melarutkan fostot yang terikat oleh kalium
Mempercepat fermentasi
Fungsi utama memproduksi enzim dan asam organik (asam nitrat dan asam glukosa)
Genus dari fungsi yang sangat penting dalam lingkungan alam serta produk makanan dan obat
Beberapa anggota dari genus menghasilkan pinisillin , molekul yang digunakan sebagai anti biotik yang membunuh / menghentikan bakteri jahat
Dapat digunakan dalam pembuatan keju
dari ordo
memiliki ciri hifa bersepta dan membentuk badan spora yang disebut konodium
jamur ini menghasilkan sebuah
molekul yang digunakan sebagai antibiotik yang membunuh atau menghentikan pertumbuhan beberapa jenis bakteri didalam tubuh dan tanaman
Sebangsa jamur yang memiliki selulitik yang sangat aktif
Cendawan antagonis ini merupakan agon pengendali hayati yang menpunyai banyak mekanisme dalam menyerang dan merusak patogen makanan
Jamur yang tumbuh secara alami dalam tanah diseluruh dunia dan menyebabkan penyakit diberbagai serangan 7. Aspergillus Niger
estrogikata
8. Pinicillium sp
Genus fungi hypomycetes filum askomycota penicillium sp
Genus ascomycetous major
9. Trichoderma coningi
enzim
? ? ? ? ? ? M anisoplea 11. Rhizobium farebeae
dan spesies terkait untuk untuk dapat mengendalikan sejumlah hama seperti rayap , trip dll
Bakteri yang bersikap aerob merupakan penambah nitrogen yang hidup dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar logume , legumenuseae / disebut juga , merupakan tanaman berbunga yang di koros dengan keluaraga larang – larangan
Campurkan bahan organik padat menjadi satu Campurkan bahan organik cair kedalam satu wadah Siramkan ke media padat
Diamkan minimal 5 hari jika pupuk tidak berbau maka bisa digunakan
2. Cara pembuatan pupuk organik majemuk
Gambar 15. Proses Pembuatan Pupuk Organik Majemuk Sumber: (Basiri, 2019)
2.5 Pembangkit Listrik Tenaga Surya 2.5.1 Panel Surya (Fotovoltaik)
Fotovoltaik (biasanya disebut juga sel surya) adalah piranti semikonduktor yang dapat merubah cahaya secara langsung menjadi menjadi arus listrik searah (DC) dengan menggunakan kristal silicon (Si) yang tipis. Sebuah kristal silindris Si diperoleh dengan cara memanaskan Si itu dengan tekanan yang diatur sehingga Si itu berubah menjadi penghantar. Bila kristal silindris itu dipotong stebal 0,3 mm, akan terbentuklah sel-sel silikon yang tipis atau yang disebut juga dengan sel surya (fotovoltaik). Sel-sel silikon itu dipasang dengan posisi sejajar/seri dalam sebuah panel yang terbuat dari alumunium atau baja anti karat dan dilindungi oleh kaca atau plastik. Kemudian pada tiap-tiap sambungan sel itu diberi sambungan listrik. Bila sel-sel itu terkena sinar matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus listrik. Besarnya arus/tenaga listrik itu tergantung pada jumlah energi cahaya yang
Gambar 16. Pembuatan Media Tanam Hidroganik Sumber: (Basiri, 2019)
mencapai silikon itu dan luas permukaan sel itu. Pada dasarnya sel surya fotovoltaik merupakan suatu dioda semikonduktor yang bekerja dalam proses tak seimbang dan berdasarkan efek fotovoltaik. Dalam proses itu sel surya menghasilkan tegangan 0,5-1 volt tergantung intensitas cahaya dan jenis zat semikonduktor yang dipakai. Sementara itu intensitas energi yang terkandung dalam sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi besarnya sekitar 1000 Watt. Tapi karena daya guna konversi energi radiasi menja-di energi listrik berdasarkan efek fotovol-taik baru mencapai 25%, maka produksi listrik maksimal yang dihasilkan sel surya baru mencapai 250 Watt per m2 (Suryani et al., 2018). Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan kebutuhannya
Bentuk moduler dari panel surya memberikan kemudahan pemenuhan kebutuhan pemenuhan listrik untuk berbagai skala kebutuhan. komponen utama panel surya adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi. Modul fotovoltaik tersusun dari beberapasel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel.
2.5.2 Controller Regulator
Controller regulator adalah alat elektronik pada system Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik (PLTSF). Berfungsi mengatur lalu lintas listrik dari modul surya ke battery (apabila battery sdh penuh maka listrik dari modul surya tidak akan dimasukkan ke battery dan sebaliknya), dan dari battery/accu ke beban (apabila listrik dalam battery/accu tinggal 20-30%, maka listrik ke beban otomatis dimatikan.
Controller regulator (Pengontrol muatan) atau pengatur muatan pada dasarnya adalah pengatur tegangan dan / atau arus,
Gambar 17. Panel Surya
untuk menjaga baterai dari pengisian yang berlebihan. Ini mengatur tegangan dan arus yang datang dari panel surya dan pergi ke baterai. Sebagian besar panel “12 volt” menghasilkan sekitar 16 hingga 20 volt, jadi jika tidak ada regulasi, baterai akan rusak karena pengisian berlebih (Dunlop, 1997).
Pertanyaan yang jelas kemudian muncul - "mengapa panel tidak hanya dibuat untuk mengeluarkan 12 volt?" Alasannya adalah jika Anda melakukan itu, panel akan memberikan daya hanya ketika dingin, dalam kondisi sempurna dan sinar matahari penuh. Ini bukan sesuatu yang dapat Anda andalkan di sebagian besar tempat. Panel perlu memberikan tegangan ekstra sehingga ketika sinar matahari rendah di langit, atau Anda memiliki kabut tebal, tutupan awan, atau suhu tinggi, Anda masih mendapatkan beberapa output dari panel, sehingga panel harus mengeluarkan setidaknya 12,7 volt dalam kondisi kasus terburuk.(Osaretin & Edeko, 2015).
Fungsi utama dari pengontrol pengisian daya adalah untuk menjaga baterai pada kondisi pengisian daya setinggi mungkin. Pengontrol pengisian daya melindungi baterai dari pengisian berlebih dan memutus beban untuk mencegah pelepasan muatan yang dalam. Idealnya, charge controller langsung mengendalikan keadaan baterai. Pengontrol memeriksa status pengisian baterai antara pulsa dan menyesuaikan sendiri setiap kali. Teknik ini memungkinkan arus secara efektif “meruncing” dan hasilnya setara dengan pengisian “tegangan konstan”. Tanpa kontrol pengisian, arus dari modul PV akan mengalir ke baterai yang sebanding dengan radiasi, apakah baterai perlu diisi atau tidak. Jika baterai terisi penuh, pengisian yang tidak diatur akan menyebabkan tegangan baterai mencapai
2.5.3 Baterry
Berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh Panel Surya (Solar Panel) sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan elektronik dan peralatan lainnya yang membutuhkan listrik. Fungsi penyimpanan Baterai dalam sistem PV, antara lain (Manimekalai, 2013): a) Penyimpanan energi dan otonomi. Untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh array PV dan ke memasok energi ke beban listrik saat dan ketika dibutuhkan (selama waktu malam dan hari-hari non sinar matahari di musim dingin). b) Stabilisasi tegangan. Untuk memasok daya ke beban listrik pada tegangan yang stabil menekan fluktuasi tegangan dalam sistem PV dan melindungi peralatan dari kerusakan. c) Arus pasokan gelombang. Untuk memasok arus awal yang tinggi ke beban listrik seperti motor atau beban induktif lainnya. Kinerja PV sistem dengan penyimpanan
baterai tergantung pada desain baterai dan parameter operasi sistem. Jika baterai tidak dirancang untuk kondisi operasi, maka sistem PV lalu akan gagal bekerja sebelum waktunya.
Berfungsi merubah arus DC dari battrey menjadi arus AC, arus yang di hasilkan oleh sangatlah setabil, sehingga sudah tidak memerlukan alat setabilizer lagi, serta aman dan berproteksi tinggi.
Inverter daya DC ke AC, bertujuan untuk mentransformasikan daya DC secara efisien sumber ke sumber AC, mirip dengan daya yang akan tersedia di stopkontak listrik. Inverter digunakan untuk banyak aplikasi, seperti dalam situasi di mana sumber DC tegangan rendah seperti baterai, panel surya atau sel bahan bakar harus dikonversi sehingga perangkat dapat kehabisan daya AC. Salah satu contoh situasi seperti itu akan mengubah daya listrik dari aki mobil menjadi: laptop, TV atau .
Metode di mana daya DC tegangan dikonversi menjadi AC diselesaikan dalam dua langkah: , konversi daya DC 2.5.4 InverterAC
INVERTER
handphone Pertama Gambar 19. VRLA Battery
tegangan rendah ke sumber DC tegangan tinggi, dan langkah konversi sumber DC tinggi ke bentuk gelombang AC menggunakan modulasi pulsa lebar. Lain metode untuk menyelesaikan hasil yang diinginkan akan terlebih dahulu mengkonversi daya DC tegangan rendah ke AC, dan kemudian gunakan transformator untuk meningkatkan tegangan hingga 120 volt.
Dari berbagai DC/AC yang ada di pasaran saat ini, pada dasarnya ada dua bentuk AC yang berbeda output yang dihasilkan: gelombang sinus yang dimodifikasi, dan gelombang sinus murni
Gelombang sinus yang dimodifikasi dapat dilihat sebagai lebih banyak dari gelombang persegi dari gelombang sinus; melewati tegangan DC tinggi untuk jumlah waktu tertentu sehingga daya rata-rata dan tegangan rms sama seperti jika itu adalah gelombang sinus. Jenis inverter ini banyak lebih murah daripada inverter gelombang sinus murni dan karenanya merupakan alternatif yang menarik.
Inverter gelombang sinus murni, di sisi lain, menghasilkan output gelombang sinus yang identik dengan daya keluar dari outlet listrik. Perangkat ini mampu menjalankan perangkat yang lebih sensitif yang dimodifikasi gelombang sinus dapat menyebabkan kerusakan seperti: printer laser, komputer laptop, peralatan listrik, jam digital dan peralatan medis. Bentuk daya AC ini juga mengurangi suara yang terdengar di perangkat seperti fluorescent lampu dan menjalankan beban induktif, seperti motor, lebih cepat dan lebih tenang karena distorsi harmonik yang rendah.
kedua,
inverter
?
2.5.5 Bracket Bracket
Bracket
Bracket
atau kerangka penyangga sistem panel surya harus dirancang dengan tepat, jika kerangka dipasang dengan benar maka akan mendukung kebutuhan energi surya secara optimal dan melindunginya dari kegagalan akibat angin dan potensi bahaya cuaca lainnya. Sistem pemasangan juga memungkinkan untuk mengatur orientasi panel surya terhadap posisi matahari untuk memaksimalkan kinerja energinya.
biasanya terbuat dari baja atau aluminium, kebanyakan sistem pemasangannya dirancang untuk berbagai aplikasi, dan dapat menahan berbagai beban termasuk kemiringan bingkai, dipasang di atap yang datar atau dipasang di tanah. dapat disesuaikan untuk memenuhi ukuran dan spesifikasi instalasi PV, seperti serta gaya atap atau instalasi. Sistem pemasangan yang baik harus mudah dipasang, terbuat dari bahan yang berkualitas, bebas karat dengan perlindungan korosi yang cukup (seperti cat, galvanis) - dan harus secara efektif
2.5.6 Prinsip Kerja PLTSF
Dalam cahaya matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Ketika foton ini mengenai permukaan sel surya, elektron-elektronnya akan tereksitasi dan menimbulkan aliran listrik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip . Sel surya dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor; yang mengandung unsur silikon. Silikon ini terdiri atas dua jenis lapisan sensitif: lapisan negatif (tipe-n)3 dan lapisan positif (tipe-p). Sel surya ini mudah pecah dan berkarat jika terkena air. Karena itu sel ini dibuat dalam bentuk panel-panel ukuran tertentu yang dilapisi plastic atau kaca bening yang kedap air. Panel ini dikenal sebagai panel surya. Ada beberapa jenis panel surya yang dijual di pasaran. Jenis pertama, yang terbaik saat ini, adalah jenis monokristalin. Panel ini memiliki efisiensi5 12-14%. Jenis kedua adalah jenis polikristalin atau multikristalin, yang terbuat dari kristal silikon dengan efisiensi 10-12%. Jenis ketiga adalah silikon jenis , yang berbentuk film tipis. Efisiensinya sekitar 4-6%. Panel surya jenis ini banyak dipakai di mainan anak-anak, jam dan kalkulator. Yang terakhir adalah panel surya yang terbuat dari GaAs ( ) yang lebih efisien pada temperatur tinggi.
Listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung digunakan atau disimpan lebih dahulu ke dalam baterai. Arus listrik yang dihasilkan adalah listrik dengan arus searah (DC). Rangkaian panel-panel surya dapat didesain secara seri atau paralel, untuk memperoleh output tegangan dan arus yang diinginkan. Untuk memperoleh arus bolak balik (AC) diperlukan alat tambahan yang disebut inverter. Kemudian arus yang diperoleh dari inverter dapat menyuplai beban AC.
photoelectric
amorphous
BAB III DESAIN
3.1 Desain Skematik SistemGreenhouseHidroganik
Desain Skematik Pertanian Sayur Hidroganik dengan Energi Surya dapat dilihat pada gambar berikut
Pada desain skematik diperlihatkan sistem pengairan sebagai berikut: pengambilan air bersih menggunakan pompa air dalam ( ) kemudian disalurkan ke tangki air, dari tangka air disalurkan ke kolam ikan hidroganik. Dari kolam hidroganik air dipompakan ke pipa-pipa paralon tempat menumbukan sayur menggunakan pipa sirkulasi hidroganik. Sedangkan sumber tenaga listrik untuk kedua jenis pompa diambil dari inventer pada system pembangkit listrik tenaga surya.
Greenhouse
submersible
Gambar 23. Desain Skematik Greenhouse Pertanian Sayur Hidroganik dengan Energi Surya
Detail Sistem Hidroganik dapat digambarkan sebagai berikut:
Desain bentuk bangunan Pertanian Sayur Hidroganik dengan Energi Surya menggunakan bentuk
yang memudahkan masyarakat untuk membangunnya. Sedangkan struktur bangunan menggunakan bahan bambu, mengingat di kawasan pedesaan terdapat banyak tanaman bambu untuk konstruksi bangunan.
Pertanian sayur hidroganik ditempatkan dalam
yang struktur bangunannya menggunakan bambu. Bentuk bangunan menggunakan bentuk tunnel yang memudahkan masyarakat untuk membangunnya. Sedangkan struktur bangunan menggunakan bahan bambu, Gambar berikut memperlihatkan desain greenhouse berbentuk tunnel menggunakan struktur bambu dengan energi mandiri fotovoltaik. 3.2 Desain Greenhouse Greenhouse tunnel greenhouse Talang Tanaman sayur
Pipa paralon media tanam Gelas plastik berisi tanah humus media tanam sayur
Pipa dari pompa menuju paralon media tanam
Pipa air meuju kolam Kolam ikan Air Ikan
Pompa sirkulasi air
U N I T 1 U N I T 2 DENAH
Gambar 25. Denah Greenhouse
RENCANA ATAP
TAMPAK DEPAN
Gambar 28. Desain Ekstrior Bambu Untuk Pertanian Hidroganik Energi Surya
Greenhouse
Gambar 29. Desain Interior Bambu Untuk Pertanian Hidroganik Energi Surya
3.3 DesainBracketEnergi Surya
Panel surya
Dudukan panel surya Pipa baja Pipa baja Panel surya Pipa baja Controller, Battery dan Inverter Bagian-bagian bracket dan panel surya
Isometri energy surya fotovoltaik
BAB IV
APLIKASI BANGUNAN GREENHOUSE BAMBU UNTUK TANAMAN SAYUR HIDROGANIK DENGAN LISTRIK TENAGA
SURYA
4.1 Pembangunan
4.1.1 Pembuatan Greenhouse
Pembangunan dengan struktur bambu
dilaksanakan secara gotong royong oleh masyarakat dusun Grangsil dibantu mahasiswa Unmer Malang yang sedang melakukan Kuliah Kerja Nyata pada tahun 2019. Dibutuhkan waktu 15 hari untuk menyelesaikan pembangunan
dengan struktur bambu. Bahan bambu yang digunakan adalah jenis bambu petung dan bambu ori yang mudah didapatkan di sekitar Dusun Grangsil
greenhouse
greenhouse
4.1.2 Instalasi Hidroganik
Pemasangan instalasi hidroganik dengan bahan-bahan: rangka aluminium, pipa paralon, asbes gelombang, terpal; pelaksanaan dilakukan oleh masyarakat Jambangan dan mahasiswa KKN Unmer Malang dengan arahan oleh Tim Pengabdian Unmer Malang dan tenaga ahli hidroganik dari “Bengkel Mimpi. Pemasangan instalasi ini memerlukan waktu 6 hari.
4.1.3 Instalasi PLTS
Pemasangan instalasi PLTS antara lain: solar panel, , dan jaringan kabel menuju pompa air dan lampu penerangan dilakukan oleh Tim Pengabdian Unmer Malang dibantu oleh masyarakat Dusun Grangsil. Pemasangan dilaksanakan dalam waktu 2 hari.
bracket solar controller, battery, inverter,
4.2 Sosialisasi dan Koordinasi 4.2.1 Koordinasi
Diskusi berupa dan koordinasi dilakukan di lapangan tempat penanaman hidroganik dan di rumah Kepala Dusun Grangsil.
4.2.2 Workshop Pertanian Hidroganik
Workshop pertanian hidroganik meliputi: pemahaman tentang pertanian hidrogani, cara membuat media hidroganik, cara menanam dan memelihara tanaman hidroganik dilaksanakan di “Bengkel Mimpi” Desa Kanigoro, Kecamatan Pagelaran, Kabupaten Malang.
BAB V PENGUJIAN 5.1 Uji Perbedaan Temperatur
Hasil pengujian perbedaan temperatur antara diluar dan di dalam greenhouse ditunjukkan pada gambar berikut:
Terdapat perbedaan temperatur antara bagian luar dan dalam greenhouse, perbedaan tertinggi sebesar 7 derajad selsius pada jam 12.51 wib.
Gambar 38. Grafik Perbedaan Temperatur Luar dan Dalam Greenhouse
5.2 Pengujian Energi Surya Fotovoltaik
Hasil pengujian terhadap 2 panel surya masing-masing 2500 wp adalah sebagai berikut:
Terdapat korelasi atara kekuatan cahaya (lux) dengan voltase yang dihasilkan oleh panel surya. Pada cuaca cerah, 2 buah panel surya 500 WP dapat menghasilkan maksimum 40,8 volt, rata-rata 35,9 Volt, sedangkan ketika cuaca mendung arus menurun hingga 26,2 Volt. Energi listrik yang tersimpan di dalam 2 buah baterai (masing-masing 100 AH 12 volt menghasilkan listrik AC dengan tegangan konstan sebesar 22,2 Volt. sudah dapat digunakan untuk menggerakkan pompa air dalam (submersible) dengan daya 700 watt dan pompa air sirkulasi hidroganik masing-masing 38 Watt tegangan 220 Volt serta lampu penerangan baik di dalam
BAB VI KESIMPULAN 6.1 Kesimpulan
6.2 Rekomendasi
a. Prototipe Greenhouse dengan bentuk tunnel dan bahan struktur bambu merupakan satu pilihan bentuk bangunan yang indah, kokoh, dan nyaman digunakan untuk pertanian hidroganik. Pertanian hidroganik merupakan salah satu contoh upaya dalam mensukseskan program peningkatan ketahanan pangan dengan memanfaatkan lahan pertanian yang semakin sempit,
b. Pertanian hidroganik dengan energi mandiri tenaga surya merupakan contoh sistem pertanian yang sangat efisien dan penggunaan energi mandiri. Teknologi ini sangat sesuai untuk kebutuhan pertanian modern. Kebutuhan energi listrik untuk pompa air dan lampu penerangan dapat dipenuhi oleh 500 WP panel surya fotovoltaik, pada cuaca cerah menghasilkan arus listrik tegangan rata-rata 35,9 Volt, sehingga tidak memerlukan genset atau listrik PLN. Bangunan greenhouse hidroganik energi mandiri ini dapat menjadi prototip secara luas sebagai bangunan greenhouse yang cepat bangun dengan energi mandiri.
a. Prototipe Greenhouse Pertanian Hidroganik energi listrik mandiri tenaga surya dapat didupikasi dalam skala yang lebih luas.
b. Penelitian lanjutan dapat dilakukan pada sistem otomatisasi/sensor di beberapa bagian untuk memudahkan operasional hidroganik, antara lain untuk pengaturan waktu pemberian pakan ikan dan sirkulasi air. c. Penelitian lanjutan juga dapat dilakukan pada
pemanfaatan bambu sebagai pengganti pipa paralon untuk pertanian hidroganik
DAFTAR PUSTAKA Basiri. (2019). Edukasi Pertanian Hidroganik Padi.
Budiyanto, H., Haris, M., Setiawan, A. B., Sonalitha, E., & Iqbal, M. (2019). Teknologi greenhouse hidroganik dengan tenaga listrik. Seminar Nasional Infrastruktur Berkelanjutan Era R e v o l u s i I n d u s t r i 4 . 0 , 2 , 6 . https://ejournal.itn.ac.id/index.php/semsina/article/view/22 20
Dunlop, J. P. (1997). Batteries and Charge Control in Stand-Alone Photovoltaic Systems Batteries and Charge Control in Stand-Alone Photovoltaic Systems Fundamentals and Application. http://www.fsec.ucf.edu/en/publications/pdf/FSEC-CR-1292-01.pdf
Lee-Smith, D., Mougeot, L., Levenston, M., Mann, P., Brown, K., & Kaufman, J. (2010). On the past and the future of the urban agriculture movement: Reflections in tribute to Jac Smit. Journal of Agriculture, Food Systems, and Community D e v e l o p m e n t , 1 ( 2 ) , 1 7 – 3 9 . https://doi.org/10.5304/jafscd.2010.012.009
Manimekalai, P. (2013). An Overview of Batteries for Photovoltaic ( PV ) Systems. International Journal of Computer Applications ( 0 9 7 5 – 8 8 8 7 ) , 8 2 ( 1 2 ) , 2 8 – 3 2 . http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1. 401.7780&rep=rep1&type=pdf
Nasr, J. (1997). Urban agriculture: food, jobs and sustainable cities. In Urban Agriculture (2001st ed., Vol. 34, Issue 11, pp. 34-6355-34–6355). The Urban Agriculture Network, Inc. https://doi.org/10.5860/choice.34-6355
Osaretin, C. A., & Edeko, F. (2015). Design and implementation of a solar charge controller with. Journal of electrical and e l e c t r o n i c e n g i n e e r i n g , 1 2 ( 2 ) , 4 0 – 5 0 . https://www.researchgate.net/publication/303683238_Des ign_And_Implementation_Of_A_Solar_Charge_Controller_ With_Variable_Output
Pratiwi, Y. I., Ali, M., Setiawan, M. I., Budiyanto, H., & Sucahyo, B. S. (2017). Urban Agriculture Technology to Support Urban Tourism. ADRI International Journal Of Agriculture, 1(1), 5 7 – 6 0 . h t t p : / / e j o u r n a l . p -adri.org/index.php/ijag/article/view/142
Sudarmo, A. P. (2018). Pemanfaatan pertanian secara hidroponik untuk mengatasi keterbatasan lahan pertanian di Daerah Perkotaan. In A. Lilik Aslichati, Tutisiana, Adi Suryanto (Ed.), Seminar Nasional Pengabdian Kepada Masyarakt Universitas Terbuka (pp. 1–8). Universitas Terbuka.
Suharyanto, H. (2011). Ketahanan Pangan Heri Suharyanto * A b s t r a k . S o s i a l H u m a n i o r a , 4 ( 2 ) , 1 8 6 – 1 9 4 . http://iptek.its.ac.id/index.php/jsh/article/view/633/355 Suryani, A., Fadhillah, A. P., Saichu, & Mubarok, H. (2018). Instalasi
Pembangkit Listrik Tenaga Surya Dos & Don ’ ts (B. Ramadhani (ed.); 1st ed.). Deutsche Gesellschaft für I n t e r n a t i o n a l e Z u s a m m e n a r b e i t ( G I Z ) G m b H . http://ebtke.esdm.go.id/post/2018/08/31/2007/buku.pan duan.instalasi.pembangkit.listrk.tenaga.surya
Udin, A. (2017). BBPP Ketindan Kembangkan Sayuran Organik D e n g a n H i d r o g a n i k . B B P P K e t i n d a n , 1 . http://www.swadayaonline.com/ar tikel/377/BBPP- Ketindan-Kembangkan-Sayuran-Organik-Dengan-Hidroganik/
Buku ini menyajikan berbagai teori tentang pertanian organik, bangunan greenhouse, sayur hidroganik dan aplikasinya dalam bentuk bangunan greenhouse untuk tanaman sayur dengan sistem hidroganik menggunakan energi surya fotovoltaik. Desain, pembuatan dan pemasangan greenhouse ini telah diaplikasikan di Kampung Bunga Grangsil Desa Jambangan Kabupaten Malang yang dilakukan oleh para penulis melalui Program Produk Teknologi yang Di Desiminasikan Ke Masyarakat Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi Tahun Anggaran 2019 berjudul “Inovasi Teknologi Hidroganik Dengan Tenaga Listrik Mandiri Fotovoltaik”. Pengabdian ini didanai oleh Kementerian Riset dan Teknologi / Badan Riset dan Teknologi Nasional. Diharapkan buku ini dapat menjadi inspirasi dan referensi bagi akademisi dan praktisi dalam program ketahanan pangan di Indonesia.
Ir. Hery Budiyanto, MSA., PhD. Adalah dosen Prodi Arsitektur Universitas Merdeka Malang. Pendidikan S1 dan S2 Arsitektur ditempuh di Institut Teknologi Bandung dan Pendidikan S3 Urban & Regional Planning ditempuh di Universiti Teknologi Malaysia. Penelitian tentang Bangunan Greenhouse Sayur Hidroganik dengan Energi Surya dilakukan pada tahun 2019. Penulis
Munanto Haris, SST.,MP. adalah Widyaiswara di Balai Besar Pelatihan Pertanian Ketindan, Malang, D4 lulusan Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian dan S2 Ilmu Pertanian Universitas Brawijaya. Pernah bertugas di Balai Informasi Penyuluhan (BIP) Provinsi Jambi, dan di Balai Besar Pelatihan Binuang, Kalimantan Selatan. Tugas tambahan lain sebagai Asesor Kompetensi Penyuluhan Pertanian sejak tahun 2012 dan Pengurus Inti Perhimpunan Penyuluh Pertanian (PERHIPTANI) Wilayah Jawa Timur sejak tahun 2015. Ahli di bidang Penyuluhan Pertanian dan Pemberdayaan Masyarakat Pertanian
Aries Boedi Setiawan, ST., MM adalah dosen Teknik Elektro Universitas Merdeka Malang. S1 Teknik Elektro Universitas Brawijaya dan S2 Magister Manajemen Universitas Merdeka Malang. Berbagai penelitian telah dilakukan dalam bidang Energi Surya Fotovoltaik.
Muhammad Iqbal Nur Budiyantoputra, S.Ars. Adalah lulusan S1 Arsitektur di Universitas Merdeka Malang. Saat ini sedang menempuh studi S2 Prodi Arsitektur dan sedang melakukan penelitian Tesis Desain berjudul “Rumah Sakit Darurat Bencana dengan Struktur Tiup”
