Air adalah salah satu kebutuhan dasar manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari dari kebutuhan untuk minum & masak, keperluan sanitasi, dan untuk kebutuhan yang menunjang agrobisnis dan proses produksi.
Ketersediaan air yang memenuhi syarat untuk memenuhi kebutuhan masyarakat tersebut di atas, sering menjadi masalah, terutama pada daerah yang sumber air permukaannya sangat terbatas, atau air bawah tanahnya sangat dalam.
Meskipun teknologi dan peralatan pompa untuk memperoleh air telah tersedia dan mudah diperoleh, tetapi pada daerah-daerah tertentu, ketersediaan tenaga penggerak pompa sering menjadi kendala, misalnya karena ketiadaan jaringan listrik PLN atau pada daerah yang sudah mampu menyediakan generator set (genset) tetapi sulit mendapat suplai BBM. Saat ini Teknologi Listrik Tenaga Surya (Solar Energi Sistem) menjadi primadona yang disinyalir dapat mengatasi hambatan tersebut di atas. Di wilayah tropis, cahaya matahari dapat diperoleh secara cuma-cuma sepanjang tahun, di mana saja, di tempat terpencil sekalipun. Jadi pemanfaatan Teknologi Listrik Tenaga Surya untuk menggerakkan pompa air sangatlah ideal.

Pompa air tenaga surya banyak diaplikasikan pada proyek pengadaan air bersih dan pengadaan air untuk pengairan sawah.

PENJELASAN SISTEM

Pada gambar di di atas, dapat dilihat skema Solar Water Pump System (Pompa Air Tenaga Surya). Dimana pompa mendapat pasokan energi langsung dari panel surya untuk memompa air hingga ketinggian (Head) dan jarak yang diperlukan.

Pada waktu pagi hingga sore hari dimana intensitas cahaya matahari cukup, secara otomatis pompa akan bekerja. Setelah sore hari saat cahaya matahari terus berkurang hingga berhenti (malam hari), pompa otomatis akan berhenti bekerja. Demikian seterusnya setiap pagi hingga sore pompa akan bekerja rata-rata 8 jam per hari untuk mengisi reservoir sesuai dengan kapasitas yang diperlukan.

Tidak direkomendasikan untuk menyimpan energi listrik dalam battery (akumulator), tetapi direkomendasikan menyimpan air dalam tangki penampung / tandon air (reservoir).

Untuk membangun Sistem Pompa Air Tenaga Surya dengan desain dan anggaran yang tepat, diperlukan survey lokasi yang intensif guna mengukur jarak dan ketinggian (head) mulai dari sumber air, tangki penampung (reservoir), hingga daerah pelayanan serta kapasitas yang dibutuhkan untuk mensuplai area pelayanan (masyarakat pengguna).

Survey ini sangat diperlukan agar tidak terjadi kesalahan dalam perhitungan desain yang sangat berpengaruh terhadap nilai investasi yang diperlukan.

Secara garis besar, hal-hal yang harus diperhatikan dalam membangun suatu sistem pengadaan air yang menggunakan teknologi ini adalah sebagai berikut :

• Sumber air, dapat berupa sumur bor, sumur dangkal, atau mata air. Apabila sumber air tersebut harus melalui proses pengolahan/treatment, maka instalasi pengolahan harus dihitung nilainya.
• Instalasi Pompa Air Tenaga Surya, terdiri dari : panel surya, pompa, dan panel kontrol
• Tangki penampung utama (reservoir), berupa tangki Fiberglass atau PE dengan kapasitas besar yang ditempatkan pada ketinggian tertentu, sehingga dapat mengalir ke wilayah/area pelayanan dengan sistem gravitasi.
• Jaringan Distribusi, adalah jaringan pipa (PVC/HDPE/Steel) guna menyalurkan air dari tangki penampung ke area pelayanan/rumah penduduk
• Area Pelayanan, dapat berupa tangki penampung dengan kapasitas lebih kecil dari tangki penampung utama atau dapat juga langsung disalurkan ke rumah-rumah dengan dilengkapi water meter (seperti halnya sistem pelayanan PDAM).

SPESIFIKASI POMPA

Berdasarkan pada caranya ‘memompa air”, terdapat beragam jenis pompa di pasaran, yaitu: Pompa centrifugal (paling umum digunakan), Pompa Peristaltic (membrane), Piston Pump, Jet Pump, Rotary Load Pump, dan Helical Rotor Pump.
Produk pompa air merk LORENTZ yang banyak diaplikasikan Type Centrifugal & Type Helical Rotor. Kedua type tersebut adalah type Submersible (Rendam/celup).
Lorentz Pump Centrifugal Type adalah yang paling banyak diaplikasikan, kelebihannya adalah mampu memompa air dengan debit yang besar, tetapi tidak direkomendasikan untuk head yang tinggi.
Lorentz Pump Type Helical Rotor adalah produk pompa Lorentz yang unik, yakni berupa rotor tunggal berbentuk helix yang berputar unik pada rongga stator karet. Rotor diputar langsung oleh motor melalui flexishaft yang terbuat dari bahan titanium atau stainless steel.
Kelebihan dari Type Helical Rotor adalah sebagai berikut:

• Rotor, stator, dan flexishaft tidak akan tersumbat oleh kotoran,
• Memiliki daya tahan terhadap air payau, air berpasir, air berlumpur, cairan kental, cairan bersuhu tinggi, dan bahan kimia tertentu.
• Penggunaan flexishaft akan membuat efisien putaran motor, tidak perlu pelumasan sambungan, mudah dipasang/dilepas, menekan biaya pemeliharaan, dan sangat andal,
• Walaupun rotor berputar pelan, air tetap mengalir dan stabil. Hal ini tidak akan diperoleh pada pompa air centrifugal yang mensyaratkan tingkat putaran minimum tertentu agar air dapat mengalir.

Tetapi kelemahannya adalah tidak direkomendasikan untuk pemompaan dengan debit air yang besar.

KEUNGGULAN SISTEM

Perbandingan nilai investasi dan biaya operasional sistem pompa listrik biasa dengan sistem pompa air tenaga surya (PATS), dapat dilihat dari chart di bawah ini:

• Pompa listrik biasa dengan nilai investasi rendah, tetapi memerlukan biaya operasional setiap bulannya yang kian lama kian membesar.
• Dari beberapa proyek pengadaan air bersih yang menggunakan pompa listrik konvensional, rata-rata kelangsungan sistem tersebut paling lama bertahan beroperasi adalah 4 s/d 6 bulan saja. Hal tersebut terjadi karena akibat rendahnya kemampuan dan kesadaran pihak pengelola dan pengguna sarana tersebut.
• Sistem pompa air tenaga surya (PATS) hanya memerlukan energi sinar matahari untuk operasionallnya, jadi untuk selamanya tidak memerlukan biaya sepeser pun guna membayar tagihan listrik.
• Pompa Air Tenaga Surya(PATS) akan tetap beroperasi meskipun cuaca mendung atau hujan sekalipun. Hal ini hanya berpengaruh terhadap debit.
• Sistem Pompa Air Tenaga Surya dibuat dengan sistem operasional otomatis, jadi tidak memerlukan operator khusus untuk mengoperasikan pompa ini.
• Pemeliharaan sistem berkala hanya dilakukan terhadap kebersihan permukaan modul surya dan jaringan pipa.

CONTOH PERHITUNGAN PERENCANAAN SISTEM

Aplikasi Sistem Pompa Air Tenaga Surya TIDAK MENGGUNAKAN  baterai sebagai cadangan energi.  Aplikasi ini menggunakan  tandon air yang banyak untuk menyimpan energi berupa air.

Contoh ilustrasi :

Di satu wilayah (Desa/Dusun) akan dipasang sistem pompa air tenaga surya, maka didapat data-data sebagai berikut :

Sebelum menentukan jenis pompa dan kebutuhan jumlah solar cell, ada beberapa hal yang harus diperhatikan  adalah selisih ketinggian antara sumber air sampai dengan tandon air atau yang pada umumnya kita kenal dengan istilah HEAD POMPA

Dengan berpatokan kepada Head tersebut, maka kita dapat menentukan jenis pompa dan berapa jumlah solar cell yang akan dipasang, sehingga dapat memenuhi kebutuhan air di wilayah tersebut.

Merujuk kepada tabel di bawah ini :

Maka terdapat beberapa jenis pompa berdasarkan kemampuan memompa air dengan ketinggian tertentu.

Sebagai contoh di wilayah tersebut di atas, bahwa HEAD POMPA yang terukur adalah  20 meter.

Dari hasil kalkulasi data lapangan, maka spesifikasi /jenis pompa yang sesuai dengan kebutuhan (60 m3/hari dengan Head 20 meter), adalah  :