AC vs DC: Sebuah pertarungan dalam metode penyaluran daya

Pernahkah mendengar kisah Nikolai Tesla dikerjai Thomas Alfa Edison? Ya, sejarah ini terjadi ketika Edison meminta Tesla memperbaiki kinerja generator DCnya. Edison menjanjikan US$50rb untuk pekerjaan itu. Tesla menghabiskan waktu setahun untuk menyelesaikannya. Namun setelah pekerjaan itu selesai, Edison ingkar janji dan dengan enteng berkata:  Tesla, you don't understand our American humor. Entah apa yang keluar dari mulut Tesla dengan jawaban seperti itu... mungkin nama binatang se-kebunbinatang keluar semua :D.

Tesla jadi jengkel dan tidak bekerja lagi dg Edison. Dia memilih partner lain: George Westinghouse. Bersama Westinghouse, Tesla mewujudkan idenya untuk membuat generator AC. Sejak itu, sekitar 1880an, dimulailah pertarungan antara sistem AC dan sistem DC untuk metode penyaluran daya. Sistem AC diusung Westinghouse dan sistem DC diusung Edison.  

Edison menawarkan metode penyaluran daya listrik dengan sistem DC. Pada saat itu, sistem DC mempunyai kelebihan dibanding sistem AC:

• Manajemen energi dengan baterei
• Dengan baterei memungkinkan untuk melakukan manajemen beban sehingga  mengurangi rating generator/ kabel distribusi untuk aplikasi pada total energy yang sama.
• Saat generator mengalami gangguan, baterei bisa dioperasikan sebagai sumber energi.
• kWh meter hanya bisa beroperasi pada sistem DC.
• Belum ada motor AC, sehingga beban motor hanya bisa dioperasikan pada sistem DC.

Di saat yang sama sistem DC mempunyai keterbatasan:

• Sistem penyaluran menggunakan tegangan rendah, sehingga memerlukan ukuran kabel yang besar. Secara ekonomi tidak menguntungkan.
• Keterbatasan dalam menaikkan atau menurunkan tegangan karena keterbatasan teknologi saat itu. Konversi tegangan dilakukan dengan sistem motor generator set sehingga efisiensi pengoperasian menjadi rendah.
• Keterbatasan jangkauan penyaluran karena drop tegangan relatif besar (akibat arus di kabel distribusi besar) sehingga mempengaruhi kualitas layanan.

Sedangkan sistem AC menawarkan penyaluran daya dengan tegangan relatif lebih tinggi dibanding sistem DC. Dengan cara itu rugi daya pada saluran bisa diminimalisir, drop tegangan lebih kecil dan ukuran kabel distribusi lebih kecil dibanding sistem DC. Dengan sistem ini maka jangkauan layanan bisa lebih luas. 

Pada akhir 1887, Tesla mendemonstrasikan sistem AC yang terdiri dari generator, transformer, kabel, beban lampu dan beban motor. Di masa itu beban hanya berupa lampu dan motor, belum ada TV, komputer apalagi Megatron :). Demo itu sukses, dan banyak orang yakin bahwa sistem AC jauh lebih menjanjikan dibanding dengan sistem DC, meskipun saat itu sistem DC telah banyak digunakan.   

Tapi Edison belum menyerah. Sekitar 1900an, dia melakukan black campaign bahwa sistem AC lebih berbahaya dibanding DC. Bahkan melakukan lobby ke badan legislative (DPR) agar sistem DC disetujui.  He he baru sadar ternyata DPR sebagai penentu kebijakan penting juga diikutkan dalam urusan seperti ini ;) . Salah satu terpidana mati menjadi percobaan untuk menunjukkan sistem AC bersifat mematikan. Namun percobaan itu justru menghasilkan kesimpulan sebaliknya karena hasil akhirnya terpidana ‘hanya’ luka parah. Westinghouse yang di-black campaign-i mengomentari kejadian itu: "They would have done better using an axe.":D
Setelah black campaign itu gagal, sistem AC makin diminati. Westinghouse mendapat tawaran untuk membangun pembangkit listrik di air terjun Niagara. Bersama perusahaannya, Westinghouse Electric Company, Westinghouse  menggunakan  paten Tesla untuk membangun sistem AC dengan frek 60Hz. Sejak saat itu dan sampai saat ini sistem AC memenangkan pertarungan.

Supergrid DC untuk penyaluran daya listrik North Africa-Europe-Middle East

Bagaimana peluang sistem DC untuk penyaluran di masa depan? 

Situasi telah berubah. Teknologi kian maju. Semua kendala-kendala sistem DC telah terselesaikan. Saat ini sebagian besar beban listrik disuplai tegangan DC, seperti komputer, televisi, lampu hemat energi, kompor listrik dll. Bahkan sistem DC menjadi salah satu alternatif penyaluran daya saat sistem AC dirasa tidak menguntungkan [1]. Beberapa peneliti  menggunakan sistem DC untuk layanan yang menuntut kualitas super [2]. Layanan kualitas super biasa digunakan pada aplikasi yang menuntut anti-pemadaman dan sensitif terhadap gangguan seperti sistem pada Bank, Militer, Bandara dll.  Di saat yang sama, sebagian besar renewable energy lebih mudah dikonversikan ke energi listrik dalam bentuk tegangan DC dan disalurkan dengan sistem Microgrid [3]. Dr Taufik, profesor Indonesia yang berkarya di AS mencoba merancang DC House. Prinsipnya, rumah tersebut menggunakan arus listrik DC, bukan AC seperti yang biasa digunakan. "Arus DC ini memiliki kelebihan karena efisiensinya lebih tinggi. Kalau dalam arus AC, banyak energi yang terbuang selama ditransfer," ungkapnya. Dengan arus tersebut, efisiensi bisa ditingkatnya dari 5 hingga 10 persen yang berujung pada lebih hematnya listrik [4]. Dengan kenyataan ini, tidak menutup kemungkinan sistem DC akan berjaya lagi. 
Kita tunggu saja pemenang pertarungan selanjutnya antara AC dan DC.

Mudah-mudahan bermanfaat dan Selamat Bekerja!

Referensi

[1]"Solar power from Saharan sun could provide Europe's electricity, says EU" http://www.guardian.co.uk/environment/2008/jul/23/solarpower.windpower
[2]H. Kakigano, Y. Miura, and T. Ise,"  Low Voltage Bipolar Type DC Microgrid for Super High Quality Distribution," IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 25, No.12, pp. 3066 - 3075, 2010. 
 [3]Li Zhang, Tianjin Wu, Yan Xing, Kai Sun, and Josep.M Gurrero,“Power Control of DC Microgrid Using DC Bus Signaling,“ Proc. of IEEE Twenty-Sixth Annual Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), pp. 1926 - 1932, 2011.
[4] "Menuju Revolusi Sistem Kelistrikan", http://sains.kompas.com/read/2010/12/17/13410810/
Menuju.Revolusi.Sistem.Kelistrikan

[5] War of Currents, Wikipedia.