Alpen Steel | Renewable Energy

Rubrik ini adalah kumpulan artikel tentang energi yang di-upload oleh para member kami. Semoga bermanfaat bagi pengunjung yang ingin: mencari kumpulan referensi tentang energi, mengetahui seluk beluk tentang energi terbarukan secara khusus, mengaplikasikan energi terbarukan dilingkungannya. 

Teknologi energi adalah teknologi yang terkait dengan bidang-bidang mulai dari sumber, pembangkitan, penyimpanan, konversi -energi dan pemanfaatannya untuk kebutuhan manusia. Sektor kebutuhan utama yang paling besar dalam jumlah untuk massa mendatang adalah sektor kelistrikan dan sektor transportasi. Sumber energi dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu energi terbarukan dan energi tak terbarukan. Dalam pembangkitan energi beberapa sistem pembangkitan yang telah digunakan untk memenuhi kebutuhan energi didunia, seperti: pembangkit listrik tenaga air /PLTA, pembangkit listrik tenaga surya/PLTS, pembangkit listrik tenaga uap dan gas/PLTU,PLTG, pembangkit listrik panas bumi/PLTP, pembangkit listrik tenaga angin/bayu/PLTB, pembangkit listrik tenaga gelombang laut/PLTGL, dan pembangkit listrik tenaga nuklir/PLTN. Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas.



~ Pemanfaatan Sel Surya Secara Nasional

Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Nasional


Teknologi Surya
(Solar Technology)
  • Matahari (Surya) adalah sumber energi yang dijumpai dalam sistem galaxi, yang menghasilkan energi sepanjang usia Matahari.
  • Energi Surya adalah salah satu jenis dari Energi Terbarukan (Renewable Energy).
  • Teknologi masa kini memanfaatkan Energi Surya dari 2 sifatnya:
    - Dari intensitas panas-nya (Solar Thermal)
    - Dari intensitas (iradiasi) cahaya-nya yang mengandung element yang disebut ‘photon’. ( Solar Photo-Voltaic / Solar PV)
  • Sistem Solar PV menghasilkan listrik aliran satu arah ( Direct Current / DC) dengan tegangan 12 V.
  • Aliran dapat dirubah menjadi dua arah (Alternate Current / AC) dengan tegangan 220-230 V.

SOLAR PHOTOVOLTAIC (SOLAR PV)
  • Tenaga Listrik PV dihasilkan melalui komponen yang disebut Solar Cell (Sel Surya) yang dibuat dari bahan baku silicon.
  • Besarnya (kapasitas) tenaga listrik yang dihasilkan oleh Solar Cell tergantung dari luas cell yang digunakan untuk “menampung” cahaya matahari, diukur dalam “irradiasi optimal per m2”
  • Solar Cell pembangkit listrik surya disusun secara sistematis dalam ukuran-ukuran tertentu, yang disebut Panel Surya ( Solar Panel / Module).
  • Penerapan Teknologi PV yang pertama (sampai sekarang) adalah untuk menyuplai tenaga listrik untuk satelit yang mengorbit di angkasa luar.
  • Sejak 70-an Teknologi PV diterapkan untuk membangkitkan tenaga listrik untuk keperluan rumah tangga dan industri.
Aplikasi Sistem Solar Pv Untuk Perumahan (Shs)


Aplikasi Solar PV untuk perumahan disebut SOLAR HOME
SYSTEM (SHS), terdiri dari:
  • Aplikasi Mandiri ( Stand Alone Application), dipasang pada setiap rumah/mesjid/gereja/gedung dan menghasilkan listrik untuk dipakai sendiri.
  • Aplikasi Terkoneksi Jaringan (Grid Connected Application) dipasang dalam ukuran yang relatatif besar dalam format ‘sentral’ Listrik yang dihasilkan disalurkan ke jaringan listrik yang telah ada. Konsumen memperoleh listrik dari jaringan.
Contoh Aplikasi Mandiri



PLTS DI INDONESIA (sampai 1997)
  • Pengenalan Teknologi Surya melalui program militer 1970’s.
  • Proyek PLTS pertama dimulai oleh BPPT, Desa Sukatani, Sukabumi 1988.
  • Proyek Sukatani dinyatakan sukses, dilanjutkan dengan program serupa (sasaran 1 juta rumah di desa) melalui dana Banpres, Ausaid, USAID, Novem, Bavarian State Matching Fund, PKT, PPLT dsb, 1989 - 1996;
  • PLTS diperoleh dari bantuan international atau dibeli dengan APBN/APBD, dan  pelaksanaan oleh perusahaan swasta dan LSM;
  • Umumnya  PLTS diberikan kepada masyarakat secara 100 % hibah, distribusi/instalasi oleh  swasta atau LSM (jumlah terbatas);
  • Sasaran “Proyek 1 Juta Rumah “ jauh dari tercapai dan proyek tidak dilanjutkan a.l. akibat krisis moneter 1998-200.

PLTS DI INDONESIA (2000 – sekarang )
Kalangan pemerhati PLTS menilai Proyek tidak berhasil antara lain karena:
  • Sangat rentan terhadap ketersediaan dana dari Pemerintah atau Donor;
  • Distribusinya cenderung tidak adil/merata karena keterbatasan dana;
  • Pelaksanaan distribusi tidak disertai dengan pelayanan “purna instalasi”, tidak ada jaminan keberlanjutan sistim;
  • Tidak mendidik masyarakat untuk mandiri (tidak menimbulkan rasa ‘memiliki’);
  • Tidak mendorong/menghambat proses komersialisasi PLTS yang mampu menjadikan PLTS sebagai komoditas, sebagaimana listrik konvensional (PLN);
  • Pelaksanaan proyek menjadi ajang KKN ditingkat Pusat maupun Daerah;
  • Dari kaca mata bisnis PLTS,  sistem distribusi melalui “proyek”  tidak melahirkan bisnis yang berkesinambungan (sustainable), karena tergantung dari ada tidaknya dana untuk     “proyek”.

PROGRAM SOLAR HOME SYSTEM GEF/ THE WORLD BANK
  • Program BPPT &GEF/World Bank (‘97 – Feb‘01 & Maret‘01- Des’3). Tujuan: mendorong komersialisasi PLTS.
  • Disediakan commercial loan sebesar US$ 20 juta disertai grant GEF US$ 24 juta dengan target 200,000 unit SHS, kapasitas rata-rata 50Wp per unit;
  • Satuan ‘grant’ sebesar US$2 per Wp, disalurkan melalui dealer PLTS yang diseleksi ketat oleh World Bank Project Support Group SHS;
  • Loan dibatalkan GOI (krisis ekonomi), program dilanjutkan dengan ‘subsidi GEF’ US$ 2 per Wp;
  • Program diterapkan di 4 Propinsi ( Lampung, Jawa Barat, Banten dan Sulawesi Selatan);
  • Dealer PLTS yang terlibat ada 5.

GEF/’WORLD BANK PROGRAM (2001-2003)
Pelaksanaan Program tidak berhasil karena berbagai alasan:
  • Keterbatasan para Dealer dalam menyediakan modal dan manajemen yang memadai untuk   membangun jaringan distribusi dan membiayai penjualan secara kredit pada masyarakat pedesaan, menyebabkab:
  • Jumlah penjualan tidak mampu membiayai terbentuknya service center di banyak desa;
  • Sistim yang terpasang tidak mendapat servis penjualan yang memadai.
  • Pendapatan petani turun karena cuaca (musim kering atau banjir), sehingga tidak mampu membayar cicilan tepat waktu;
  • Tidak ada lembaga keuangan yang berminat dalam pembiayaan PLTS di pedesaan;
  • Proyek PLTS pemerintah(APBN/APBD) dan jaringan PLN masuk ke daerah penjualan dealer pada hal kredit belum lunas.

Situasi saat ini:
  • Beberapa perusahaan masih aktif dalam distribusi PLTS di pedesaan.
  • Aktivitas utama bisnis PLTS (retail) berada di Propinsi Lampung, Jawa Barat, Sumatra Selatan, Jambi, Bengkulu,Sulawesi Selatan, dan didaerah lain seperti Bangka Belitung, Bali, NTB, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara, Sumatra Utara, Riau, aktivitas bisnis ritel baru dalam tahap permulaan.
  • Proyek pengadaan PLTS untuk hibah 100% masih tetap diadakan di hampir seluruh Daerah (Tk I/II), dengan dana APBN/APBD. Praktek ini potensial menjadi penghambat bagi perkembangan bisnis PLTS yang berkelanjutan.
  • Tidak ada lagi program bantuan GEF/WB ( diakhiri pada tanggal 30  September 2003), sehingga harga PLTS terpaksa harus dinaikkan sesuai dengan harga international.
  • BRI akan memulai pilot project (uji coba 2004-2006) pembiayaan PLTS melalui skim KUPEDES, dengan sistem jaminan dari SOLAR DEVELOPMENT FOUNDATION (SDF).

Hambatan Distribusi PLTS
  • Biaya/harga pengadaan (investasi) PLTS tinggi;
  • Target sasaran: rakyat yang belum dilayani PLN, mereka yang berpendapatan sangat rendah, tinggal di daerah terpencil, kondisi infrastruktur minim;
  • Biaya distribusi dan pelayanan tinggi;
  • Harapan Konsumen melebihi kemampuan teknologi PLTS, karena cara pandang konsumen sangat dipengaruhi oleh sifat listrik konvensional (PLN);
  • Banyak pihak, termasuk lembaga keuangan melihat Listrik sebagai produk ‘konsumtif’ dan menganggapnya sebagai “infrastruktur” dan bukan “komoditas”;
  • Pengetahuan dan kesadaran masyarakat tentang peranan PLTS dalam memberikan energi listrik alternatif ramah lingkungan terbatas;
  • Beberapa Instansi Pemerintah melaksanakan proyek PLTS tahunan dengan pendekatan proyek (bukan program), caranya beragam yang seringkali bertabrakan dengan bisnis perusahaan swasta yang menjual secara kredit;
  • Kebijakan Nasional yang jelas dan komprehensif pemanfaatan PLTS (bandingkan dengan negara-negara yang telah berhasil memanfaatkannya :Srilanka, Kenya dll) belum ada;

Kondisi Listrik Nasional Saat Ini
Suplai Listrik                : Kekurangan di hampir seluruh daerah
Pemanfaatan Energi Terbarukan    : Sangat terbatas
Kualitas Listrik               : Tegangan kurang stabil/sering gangguan
Ketersediaan Dana Pembangunan : Terbatas,
Investasi Listrik di Pedesaan        : ROI Negatif (bukan prioritas bagi perusahaan yang   kondisi   
                    keuangan bermasalahan seperti PLN)

Jumlah RT Tanpa Listrik        : 17-20 juta ( 40% atau lebih)

Kemudahan Memperoleh               : Sulit di daerah “marginal”, biayanya sering tidak transparan
                            dan relatif tinggi.
Harga Pemakaian            : Cenderung meningkat seiring dengan dihapuskannya subsidi 
      BBM/listrik.

Pengalaman Beberapa Negara  Srilanka, Bangladesh, Kenya
  • Pemerintah nya menetapkan target jangka panjang, menengah dan tahunan pengurangan Rumah Tangga tanpa listrik yang dapat dilayani PLTS;
  • Ditunjuk instansi yang menjadi koordinator
  • Pendekatan program dan kebijakan subsidi ditentukan;
  • Subsidi Pemerintah di tetapkan (subsidi terarah, yang mendapatkan memang yang berhak);
  • Subsidi Global (yang selalu tersedia) dicari.
Kebijakan yang Diusulkan
  • Hentikan praktek/pendekatan “proyek” dalam pendistribusian PLTS, melalui hibah 100% (gratis);
  • Susun kebijakan Nasional dengan sasaran yang jelas, dan komprehensif  pemanfaatan PLTS sebagai komponen Penyediaan Energi Listrik Nasional.
  • Tunjuk Instansi pemerintah sebagai koordinator program PLTS;
  • Tunjuk lembaga resmi yang independen, bersih KKN untuk memonitor pelaksanaan program PLTS Nasional dan memberi masukan pada Pemerintah;
  • Salurkan dana (APBN/APBD/Pengurangan subsidi BBM) untuk memberikan ‘kemudahan” (subsidi terarah) bagi masyarakat kurang mampu guna memperoleh PLTS;
  • Akses dana Internasional yang tersedia dalam rangka advokasi ‘energi hijau’ untuk menambah besarnya subsidi harga PLTS;
  • Perlu diadakan standardisasi kwalitas PLTS Nasional;
  • Dorong, bila perlu beri insentif, lembaga keuangan, terutama perbankan, untuk menyediakan pembiayaan dengan biaya wajar kepada masyarakat yang ingin memiliki PLTS;
  • Tingkatkan pengetahuan dan kesadaran dikalangan Birokrasi dan Legislatif tentang peran strategis teknologi PLTS.

PLTS dilihat dari Perspektif Gender
Target Konsumen PLTS: Masyarakat didaerah yang belum Dilayani Listrik
PLN. Umumnya rumah terpencil, pendapatan rendah, kondisi infrastruktur
minim, penerangan dengan Lampu minyak tanah.

PLTS dapat …..
  • Meningkatkan Kualitas hidup masyarakat:
  • Memberikan penerangan (lampu), dg kualitas lebih baik, sehingga  jam belajar dan beraktifitas lebih panjang;
  • Membukakan akses pada informasi (radio, TV, internet);
  • Memberikan akses pada sumber air minum dan pertanian (surya untuk pompa air);
  • Menciptakan bisnis baru didesa (jadi distributor/service center yang mampu dilakukan oleh Koperasi Wanita/Nelayan/Tani/Desa), LSM;
  • Menciptakan Lapangan Kerja  di desa (penjualan dan service center memerlukan banyak tenaga lokal);
  • Menciptakan Tenaga Teknisi di desa.
Yani Witjaksana
okakarya:  TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN: Ditinjau Dari Perspektif Gender Di Indonesia
Yogyakarta, 25 - 26 Januari 2005
 

~ Energi Matahari dengan Berbagai Aplikasinya

Berbagai Aplikasi Energi Matahari

Potensi Solar

 Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya:

  • Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.
  • Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi.
  • Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari.
  • Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.
  • Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun.

Selain itu energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini. Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada makluk yang sanggup hidup di bumi.

Energi Panas Matahari sebagai Energi Alternatif

Energi panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi negara-negara yang terletak di khatulistiwa termasuk Indonesia, dimana matahari bersinar sepanjang tahun. Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa energi matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000 TerraWatt sedangkan yang dimanfaatkan masih sangat sedikit.

Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu:

  1. Pemanasan ruangan
  2. Penerangan ruangan
  3. Kompor matahari
  4. Pengeringan hasi pertanian
  5. Distilasi air kotor
  6. Pemanasan air
  7. Pembangkitan listrik

Pemanasan Ruangan

Ada beberapa teknik penggunan energi panas matahari untuk pemanasan ruangan, yaitu:

  • Jendela

Ini merupakan teknik pemanasan dengan menggunakan energi panas matahari yang paling sederhana. Hanya diperlukan sebuah lubang pada dinding untuk meneruskan panas matahari dari luar masuk ke dalam bangunan. Ada jendela yang langsung tanpa ada kacanya dan ada yang menggunakan kaca. Untuk mendapatkan panas yang optimal maka pada jendela dipasang kaca ganda. Biasanya di daerah-daerah empat musim dinding/tembok bangunan diganti dengan kaca agar matahari bebas menyinari dan menghangatkan ruangan pada saat musim dingin.

  • Dinding Trombe(Trombe Wall)

trombleDinding trombe adalah dinding yang diluarnya terdapat ruangan sempit berisi udara. Dinding bagian luar dari ruangan sempit tersebut biasanya berupa kaca. Dinding ini dinamai berdasarkan nama penemunya yaitu Felix Trombe, orang berkebangsaan Perancis.

Prinsip kerjanya adalah permukaan luar ruangan ini akan dipanasi oleh sinar matahari, kemudian panas tersebut perlahan-lahan dipindahkan kedalam ruangan sempit. Selanjutnya panas di dalam ruangan sempit tersebut akan dikonveksikan ke dalam bangunan melalui saluran udara pada dinding trombe.

  • Greenhouse

greenhouseTeknik ini hampir sama dengan dinding trombe hanya saja jarak antara dinding masif dengan kaca lebih lebar, sehingga tanaman bisa hidup di dalamnya.

Prinsip kerja greenhouse juga serupa dengan dinding trombe. Panas masuk melalui kaca ke dalam greenhouse lalu dikonveksikan ke dalam bangunan untuk menghangatkan ruangan atau menjaga suhu rungan tetap stabil meskipun pada waktu siang atau malam hari.

Penerangan Ruangan

Adalah teknik pemanfaatan energi matahari yang banyak dipakai saat ini. Dengan teknik ini pada siang hari lampu pada bangunan tidak perlu dinyalakan sehingga menghemat penggunaan listrik untuk penerangan. Teknik ini dilaksanakan dengan mendesain bangunan yang memungkinkan cahaya matahari bisa masuk dan menerangi ruangan dalam bangunan.

Kompor Matahari

Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu bakar.

kompor_surya

Untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.

Pengeringan Hasil Pertanian

Hal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya. Berbeda dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan bahan bakar fosil maupun menggunakan listrik.

Distilasi Air

destilasiCara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25mm hingga 50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian menguap, sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang lebih dingin. Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan embunan mengalir karena gaya berat menuju ke saluran penampungan yang selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan.

Pemanasan Air

Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini memerlukan biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk memanaskan digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan pemanas air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak memerlukan biaya bahan bakar.

pemanas_air

Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di dalam terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang berada di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan persediaan air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar kembali ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang dihasilkan kurang dari yang diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki penyimpan panas untuk dipanaskan kembali.

Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor surya plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.

Pembangkitan Listrik

solar_generationPrinsipnya hampir sama dengan pemanasan air hanya pada pembangkitan listrik, sinar matahari diperkuat oleh kolektor pada suatu titik fokus untuk menghasilkan panas yang sangat tinggi bahkan bisa mencapai suhu 3800 C. Pipa yang berisi air dilewatkan tepat pada titik fokus sehingga panas tersebut diserap oleh air di dalam pipa. Panas yang sangat besar ini dibutuhkan untuk mengubah fase cair air di dalam pipa menjadi uap yang bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi yang di hasilkan ini kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar turbo generator untuk menghasilkan listrik.

parabolik

Ada dua jenis kolektor yang biasa digunakan untuk pembangkitan listrik yaitu kolektor parabolik memanjang dan kolektor parabolik cakram.

parabolik

Kolektor Parabolik Memanjang

parabolik1

Kolektor Parabolik Cakram

Di California, Amerika Serikat, alat ini telah mampu menghasilkan 354 MW listrik. Dengan memproduksi kolektor ini secara massal, maka harga satuan energi matahari ini di AS, sekitar Rp 100/KWh lebih murah dibandingkan energi nuklir dan sama dengan energi dari tenaga pembangkit dengan bahan baku energi fosil.(Ivan A Hadar, 2005).

Di India dengan area seluas 219.000 meter persegi maka kolektor mampu menghasilkan listrik sebesar 35-40 MW dengan rata-rata intensitas penyinaranya adalah sebesar 5.8 KWH per meter persegi per hari.(Gordon Feller).

Kita dapat juga membangkitkan listrik langsung dari energi surya, yaitu dengan menggunakan photovoltaic. Alat ini terbuat dari bahan semikonduktor yang sangat peka dalam melepaskan elektron ketika terkena panjang gelombang sinar matahari tertentu. Akan tetapi alat ini masih sangat mahal dan efisiensinya masih sangat rendah, yaitu sekitar 10%.

Pembangkitan listrik berdasarkan perbedaan tekanan pada gas juga bisa dilakukan, yaitu dengan menggunakan chimney. Ini sebuah sistem tower yang terdiri turbin gas dan jalinan kaca tertutup yang luas untuk memerangkap panas matahari.

Prinsipnya: sinar matahari akan menembus kaca dari alat ini kemudian memanaskan gas yang terperangkap di bawah kaca. Gas suhu tinggi ini akan memasuki tower tertutup yang tingginya bisa mencapai 1000 meter vertikal. Oleh karena perbedaan suhu gas pada permukaan bumi dan 1000 meter diatas permukaan bumi, maka gas akan mengalir ke atas melalui tower ini. Aliran gas/udara tersebut akan memutar turbin gas. Skema sederhana dapat dilihat pada gambar dibawah.

chimney

Keuntungan dan Kerugian Energi Panas Matahari

Keuntungan dari penggunaan energi panas matahari antara lain:

  • Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
  • Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya baik bagi manusia maupun lingkungan.
  • Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan dapat mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
  • Pembanguan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki nilai ekonomis.

Kerugian dari penggunaan energi panas matahari antara lain:

  • Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga panas matahari tidak efektif digunakan pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
  • Pada musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air di dalamnya membeku.
  • Membutuhkan lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk pertanian, perumahan, dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi matahari sangat rendah.
  • Lapisan kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan penglihatan, misalnya penerbangan.
  • Sistem hanya bisa digunakan pada saat matahari bersinar dan tidak bisa digunakan ketika malam hari atau pada saat cuaca berawan.
  • Penyimpanan air panas untuk perumahan bukan merupakan masalah, tetapi penyimpanan uap air pada pembangkit listrik memerlukan teknologi yang sulit.
Oleh : Thomas Ari Negara
 

~ Pengembangan Bioenergi Ramah Lingkungan

Kini Saatnya Pengembangan Energi Hijau

ENERGI fosil khususnya minyak bumi, merupakan sumber energi utama dan sumber devisa negara. Krisis BBM baru-baru ini menunjukkan cadangan energi fosil yang dimiliki Indonesia terbatas jumlahnya. Fakta menunjukkan konsumsi energi terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Terbatasnya sumber energi fosil menyebabkan perlunya pengembangan energi terbarukan dan konservasi energi yang disebut pengembangan energi hijau.

Yang dimaksud dengan energi terbarukan di sini adalah energi non-fosil yang berasal dari alam dan dapat diperbaharui. Bila dikelola dengan baik, sumber daya itu tidak akan habis. Di Indonesia pemanfaatan energi terbarukan dapat digolongkan dalam tiga kategori. Yang pertama adalah energi yang sudah dikembangkan secara komersial, seperti biomassa, panas bumi dan tenaga air. Yang kedua, energi yang sudah dikembangkan tetapi masih secara terbatas, yaitu energi surya dan energi angin. Dan yang terakhir, energi yang sudah dikembangkan, tetapi baru sampai pada tahap penelitian, misalnya energi pasang surut.

Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya dengan radiasi harian matahari rata-rata 4,8 kWh/m. Untuk memanfaatkan potensi energi surya ada dua macam teknologi yang sudah diterapkan, yaitu energi surya fotovoltaik dan energi surya termal.

Fotovoltaik

Energi surya fotovoltaik dihasilkan dengan mengubah energi matahari menggunakan sel surya yang terdiri dari rangkaian panel unsur semikonduktor, misalnya lapisan unsur silikon yang tipis. Lempengan silikon itu dipasang dengan posisi sejajar dalam sebuah panel yang terbuat dari aluminium atau baja antikarat dan dilindungi oleh kaca atau plastik. Lempengan silikon itu kemudian dirangkaikan secara seri menggunakan kisi-kisi kabel penghantar arus listrik. Bila sel surya itu terkena matahari maka pada lapisan silikon terjadi pemisahan elektron dari atom silikon sehingga dibangkitkan arus listrik.

Berbeda dengan energi surya termal, sel fotovoltaik tergantung pada jumlah energi cahaya yang mencapai lapisan semikonduktor dan luas permukaan sel. Ketergantungan pada jumlah energi matahari yang menyinari sel inilah merupakan kelemahan sumber energi surya fotovoltaik. Untuk mengatasi kekurangan ini, peneliti Amerika telah menciptakan modul fotovoltaik yang secara otomatis bergerak mengikuti arah matahari. Setiap modul dilengkapi komputer yang memperhitungkan posisi matahari di lokasi sel surya. Analisa tersebut diteruskan pada motor penggerak yang mengatur posisi sel surya sehingga mendapat penyinaran matahari secara optimal.

Butuh Lahan Luas

Efisiensi sel surya fotovoltaik komersial berkisar antara sepuluh sampai 17 persen. Artinya, hanya 10 sampai 17 persen energi matahari yang diubah menjadi arus listrik. Untuk menghasilkan energi dalam skala besar diperlukan lahan yang luas. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Fotovoltaik terbesar di dunia saat ini berada di Jerman. Sebanyak 38.000 modul sel fotovoltaik tersebar di atas lahan seluas 24 hektar yang dapat mengasilkan daya listrik sebesar enam megawatt. Jumlah ini mencukupi kebutuhan listrik 4.000 rumah tangga Jerman dalam setahun.

Saat ini, kendala dalam penggunaan sistem surya fotovoltaik adalah harga panel surya yang masih tinggi. Hal ini dapat diatasi misalnya dengan mengganti lapisan semikonduktor dengan unsur yang lebih kompetitif. Sedangkan keuntungan pembangkit energi surya fotovoltaik adalah dalam pembangkitan listrik tidak dihasilkan emisi CO2 atau gas berbahaya lainnya. Selain itu, Pembangkit Listrik Tenaga Surya untuk kebutuhan individu dapat dikembangkan di daerah yang terpencil sekalipun.

Energi Surya Termal

Energi surya termal menggunakan tenaga matahari untuk menghasilkan listrik secara tidak langsung. Salah satu caranya adalah dengan pemanasan rangkaian pipa secara langsung. Atau dengan menggunakan cermin untuk memfokuskan sinar matahari pada pipa berisi cairan penghantar panas seperti misalnya minyak sintetis. Cara lain dengan mengatur cermin mengelilingi menara yang di puncaknya terdapat tabung kolektor cahaya matahari. Sinar matahari yang dipantulkan terfokus pada satu titik dan memanaskan cairan dalam tabung tersebut. Energi panas yang dihasilkan dalam kedua proses ini menggerakkan turbin uap yang pada akhirnya akan menghasilkan listrik.

Efisiensi kerja energi surya termal mencapai 30 persen. Sama dengan energi surya fotovoltaik, pembangkit listrik tenaga surya termal tidak menghasilkan emisi CO2. Sementara kelemahannya adalah pembangkit listrik ini hanya dapat digunakan pada siang hari karena membutuhkan penyinaran langsung matahari. Pemanfaatan energi surya termal yang bersifat komersial belum tersebar luas. Pembangkit Listrik Surya Termal pertama di Eropa akan dibangun di Spanyol.

Energi Biomassa

Energi biomassa berasal dari bahan organik dan sangat beragam jenisnya. Sumber energi biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, peternakan atau bahkan sampah. Energi dari biomassa dapat digunakan untuk menghasilkan panas, membuat bahan bakar dan membangkitkan listrik.

Teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari pembakaran langsung dan konversi biomassa menjadi bahan bakar. Hasil konversi biomassa ini dapat berupa gas Biomassa, bio ethanol, bio diesel dan bahan bakar cair.

Yang tengah ramai dibicarakan adalah pengembangan bio ethanol dan bio diesel. Kedua bahan bakar dari biomassa ini dalam jangka panjang diharapkan dapat menjadi pengganti bahan bakar minyak.

Energi Bio Ethanol

Bio ethanol dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan dengan kandungan hidrokarbon tinggi. Proses fermentasi biomassa seperti misalnya sampah tebu atau singkong racun menghasilkan ethanol. Ethanol ini dapat digunakan sebagai substitusi sebagian ataupun keseluruhan bahan bakar bensin. Bila dicampur dengan bensin, ethanol dapat menaikkan angka oktan pada bahan bakar. Angka oktan pada bahan bakar mesin menunjukkan kemampuan menghindari terbakarnya campuran udara-bahan bakar sebelum waktunya. Angka oktan yang tinggi secara langsung akan meningkatkan efisiensi kerja mesin modern. Keuntungan lain penggunaan ethanol sebagai bahan bakar adalah rendahnya emisi gas berbahaya hasil pembakaran daripada pembakaran buang bensin.

Energi Bio Diesel

Bio diesel dihasilkan dari minyak nabati, lemak hewani, ganggang atau bahkan minyak goreng bekas. Biodiesel dapat digunakan sebagai zat aditif diesel untuk mengurangi emisi gas buang. Atau juga dapat digunakan sepenuhnya sebagai bahan bakar kendaraan. Kelemahan penggunaan biodiesel atau ethanol murni sebagai bahan bakar kendaraan adalah perlu modifikasi pada mesin karena ethanol dan biodiesel antara lain akan bereaksi dengan karet dan plastik konvensional. Salah satu kerugian lain bila ethanol dan biodiesel diproduksi dalam skala besar adalah meningkatkan beban lingkungan karena adanya perkebunan mono kultur atau perkebunan dengan satu jenis tanaman. Hal ini dapat mengurangi produktivitas tanah dan menggangu keseimbangan ekosistem.(Tiksna/dw-world.de-12)

 

~ Kenapa ! ! ! menggunakan tenaga matahari/ surya?

 

Kenapa menggunakan tenaga matahari/ surya?

 

solar cell system

Indonesia memiliki karunia sinar matahari. Hampir di setiap pelosok Indonesia, matahari menyinari sepanjang pagi sampai sore. Energi matahari yang dipancarkan dapat diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan panel sel surya (solar cells).

Pembangkit listrik tenaga surya adalah ramah lingkungan, dan sangat menjanjikan. Sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan pembangkit listrik menggunakan uap (dengan minyak dan batubara).

Perkembangan teknologi dalam membuat panel sel surya yang lebih baik dari tingkat efisiensi, pembuatan aki yang tahan lama, pembuatan alat elektronik yang dapat menggunakan Direct Current, adalah sangat menjanjikan.

Pada saat ini penggunaan tenaga matahari (solar cells) masih dirasakan mahal karena tidak adanya subsidi. Listrik yang kita gunakan saat ini sebenarnya adalah listrik bersubsidi. Bayangkan pengusahaan/ penambangan minyak tanah, batubara (yang merusak lingkungan), pembuatan pembangkit tenaga listrik uap, distribusi tenaga listrik, yang semuanya dibangun dengan biaya besar.

Kelebihan penggunaan listrik tenaga surya:
* Energi yang terbarukan/ tidak pernah habis
* Bersih, ramah lingkungan
* Umur panel sel surya panjang/ investasi jangka panjang
* Praktis, tidak memerlukan perawatan
* Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia

Panel surya sebagai komponen penting pembangkit listrik tenaga surya, mendapatkan tenaga listrik pada pagi sampai sore hari sepanjang ada sinar matahari. Umumnya kita menghitung maksimun sinar matahari yang diubah menjadi tenaga listrik sepanjang hari adalah 5 jam. Tenaga listrik pada pagi - sore disimpan dalam baterai, sehingga listrik dapat digunakan pada malam hari, dimana tanpa sinar matahari.

Karena pembangkit listrik tenaga surya sangat tergantung kepada sinar matahari, maka perencanaan yang baik sangat diperlukan. Perencanaan terdiri dari:

  • Jumlah daya yang dibutuhkan dalam pemakaian sehari-hari (Watt).
  • Berapa besar arus yang dihasilkan panel surya (dalam Ampere hour), dalam hal ini memperhitungkan berapa jumlah panel surya yang harus dipasang.
  • Berapa unit baterai yang diperlukan untuk kapasitas yang diinginkan dan pertimbangan penggunaan tanpa sinar matahari. (Ampere hour).

Dalam nilai ke-ekonomian, pembangkit listrik tenaga surya memiliki nilai yang lebih tinggi, dimana listrik dari PT. PLN tidak dimungkinkan, ataupun instalasi generator listrik bensin ataupun solar. Misalnya daerah terpencil: pertambangan, perkebunan, perikanan, desa terpencil, dll. Dari segi jangka panjang, nilai ke-ekonomian juga tinggi, karena dengan perencanaan yang baik, pembangkit listrik tenaga surya dengan panel surya memiliki daya tahan 20 - 25 tahun. Baterai dan beberapa komponen lainnya dengan daya tahan 3 - 5 tahun.

Beberapa komponen dari pembangkit listrik tenaga surya (cara kerjanya dapat dibaca di Instalasi Listrik Tenaga Surya):

Kesimpulan orang menggunakan panel sel surya (solar cells) karena:

  • Ingin berkontribusi pada lingkungan
  • Tidak mau tergantung pada PLN
  • Daerah terpencil, tenaga listrik
 

~ Sumber Energi Yang Tak Terbatas Dari Surya

Sinar Matahari, Sumber Energi tak Terbatas

Ada kenyataan yang sulit dibantah, setengah dari 220 juta jiwa penduduk negeri ini belum menikmati penerangan listrik. Banyak alasan yang menjadikan demikian. Mulai dari ketidakmampuan pemerintah menyediakan jaringan listrik, hingga harga yang sulit terjangkau oleh warga. Sistem penerangan paling murah yang mungkin dimiliki masyarakat daerah terpencil adalah lampu cempor atau patromaks dengan bahan bakar minyak tanah.

Mengingat besarnya investasi yang harus dikeluarkan untuk membangun jaringan sistem kabel, PLN kini mulai menempuh cara baru, yakni mengembangkan PLTS (pembangkit listrik tenaga surya). PLTS lebih diperuntukkan bagi warga desa yang belum tersentuh jaringan listrik. Pertimbangannya, meski dari sisi biaya investasi masih relatif tinggi, namun jika dibandingkan dengan membangun jaringan kabel, pengembangan PLTS lebih memungkinkan.

Segala kebutuhan

Di luar negeri, pemanfaatan energi surya melalui sistem photovoltaic sudah berlangsung lama dan banyak digunakan untuk berbagai keperluan. Di Indonesia, pengembangannya sudah dilakukan pada tahun 1980-an. Penerapan pertama pemanfaatan energi surya oleh Lembaga Elektronika Nasional (LEN) yang juga diresmikan oleh Presiden Soeharto di lakukan di Kec. Sukatani, Kab. Purwakarta pada 1989. Hanya, dalam perjalanannya, kebijakan pemanfaatan energi surya seperti setengah hati. Alasannya klise, skala kegiatan yang kurang ekonomis, sementara biaya investasi yang dibutuhkan sangat besar.

Ke depan, dengan kondisi topograpi wilayah yang dimiliki Indonesia, untuk menjangkau masyarakat di daerah terpencil, pengembangan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) tampkanya akan menjadi sebuah tuntutan yang tak bisa ditawar. Selain sumber energinya (matahari) begitu melimpah sehingga pemanfaatannya tak terbatas, PLTS relatif lebih mudah dipasang dan dipelihara, ramah lingkungan, tahan lama, dan tak menimbulkan radiasi elektromagnetik yang berbahaya bagi kesehatan. Selain itu, PLTS bisa digunakan untuk segala kebutuhan, seperti penerangan rumah tangga, pompa air, atau telekomunikasi.

Bukan itu saja. Berdasarkan hasil perhitungan Dr. Mulyo Widodo, dosen Teknik Mesin ITB yang juga penemu sistem penerangan listrik tenaga surya Solare, total biaya yang dikeluarkan pengguna PLTS relatif lebih murah daripada menggunakan energi listrik PLN dan lampu minyak tanah. Dengan menghitung biaya investasi awal, nilai depresiasi terhadap umur instalasi tiap tahun, dan biaya operasional per hari, rata-rata biaya per bulan yang harus dikeluarkan pengguna PLTS Solare SP-4 dengan 4 titik penerangan hanya mencapai Rp 7.000,00. Sedangkan rata-rata biaya yang harus dikeluarkan pengguna PLN 450 Watt Rp 32,083,33 per bulan dan lampu minyak tanah dengan empat titik penerangan Rp 14,133,33 per bulan.

Memang, dibandingkan dengan kualitas penerangan yang dihasilkan lampu TL, penerangan lampu LED masih kalah terang. Namun, jika dibandingkan dengan lampu cempor, lampu LED jelas lebih baik. “Lagi pula tidak seimbang membandingkan kualitas penerangan lampu LED dari PLTS dengan yang dihasilkan listrik PLN. Janganlah mengukur itu semua dengan kacamata orang kota. Lihatlah manfaatnya bagi penduduk yang puluhan tahun tak pernah menikmati penerangan listrik,” kata Mulyo.

Cukup sederhana

Cara kerja PLTS cukup sederhana. Pancaran sinar matahari ditangkap oleh sebuah panel dan diubah menjadi energi listrik. Energi itu disimpan dalam sebuah baterai (aki) yang bisa digunakan sebagai sumber penerangan pada malam hari atau saat tak ada sinar matahari. Kemampuan energi yang dapat dibangkitkan oleh sebuah panel surya sangat bergantung kepada kondisi radiasi sinar matahari. Sistem PLTS adalah sistem arus searah (DC) sehingga peralatan yang digunakan harus disesuaikan dengan arus searah tegangan nominal 12/24 volt.

Besar kecilnya energi yang dihasilkan dari radiasi sinar matahari akan sangat ditentukan oleh seberapa kuat pancaran sinar, lebar dan kualitas bahan panel surya penerima sinar. “Ada beberapa jenis panel surya, dari yang kualitasnya paling baik dan harganya mahal hingga yang biasa-biasa saja dan murah. Yang paling baik itu monokristal, harganya mahal dan biasa digunakan oleh lembaga strategis. Yang banyak di pasaran adalah polikristal,” jelas Gusrilizon, salah seorang ahli sistem tenaga surya PT LEN Industri.

Berdasarkan hasil perhitungan Mulyo Widodo, dalam kondisi peak atau posisi matahari tegak lurus, sinar matahari yang jatuh di permukaan panel surya di Indonesia seluas 1 meter persegi setara dengan daya 1.000 watt atau 900 watt. Dengan bahan panel surya yang monokristal dan poli-kristal, sistem photovoltaic bisa mengkonversi daya sebesar 900-1000 watt itu menjadi energi listrik sebesar 17 %. Jadi, dalam kondisi pancaran sinar yang peak (cerah dan posisi matahari tegak lurus dengan permukaan panel penerima), satu panel surya seluas 1 meter persegi akan menghasilkan daya sebesar 170 watt.

Dengan rumus tersebut, akan mudah menentukan berapa luas bahan panel surya dibutuhkan untuk menghasilkan daya listrik sesuai kebutuhan. Atau sebaliknya, dari rumus itu juga bisa menentukan berapa besarnya daya listrik yang dihasilkan dari sebuah bahan panel surya dengan ukuran tertentu. Faktor inilah yang menjadikan sistem tenaga surya masih relatif mahal karena struktur biaya PLTS masih didominasi oleh harga panel surya. Makin besar dan luas panel surya, energi yang dihasilkan memang makin besar, namun harga yang harus dibayar juga makin mahal.

Dalam aplikasinya, PLTS bisa dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Mulai dari sistem penerangan rumah tangga (solar home system), lampu penerangan jalan (solar street lamp), wartel satelit tenaga surya (solar satellite public phone), pembangkit listrik tenaga hibrida (hybrid solar diesel), hingga system pompa air tenaga surya (solar pumping system). Di samping itu, bisa juga digunakan untuk para nelayan, penerangan di bagan apung atau tancap, puskesmas terpencil, penerangan pos keamanan, camping dan kegiatan outdoor, hingga sistem pengisian baterai radio komunikasi di lapangan.

Saat ini, selain PT LEN Industri yang merupakan lembaga milik pemerintah, perusahaan swasta yang bergerak dalam pengembangan PLTS adalah Solare Indonesia. Dua perusahaan tersebut menghasilkan produk dengan segmen pasar berbeda. Produk buatan LEN umumnya berukuran relatif besar, minimal 50 WP untuk skala rumah. Telah terpasang lebih dari 250 kWP yang terdiri dari hampir 50.000 unit PLTS yang tersebar di berbagai pelosok tanah air. Khususnya di daerah-daerah terpincil di Kawasan Timur Indonesia (KTI).

Berbeda dengan LEN yang masih ditujukan untuk skala besar, PT Solare Indonesia mengembangkan sistem penerangan PLTS berskala kecil dengan target rumah-rumah penduduk dengan ukuran lebih kecil dan harga relatif terjangkau. Pada sistem Solare terdapat dua komponen yang “dibuang” yakni inventer dan sistem kontrol baterai atau battery control unit (BCU) sehingga harganya relatif lebih murah. Selain itu, jenis lampu yang digunakan bukanlah lampu TL, tetapi LED (light emitting diode) yang lebih awet. PT LEN sendiri masih menggunakan konfigurasi PLTS konvensional dengan jenis lampu TL.

“Sistem Solare sangat sederhana dan mudah digunakan. Ini adalah teknologi tepat guna yang dirancang sangat simpel dan aplikatif untuk masyarakat pedesaan atau siapa pun yang menggunakannya,” jelas Anton S. Tirto, Direktur Citra Surya Utama, distributor Solare. Produk Solare sudah digunakan di berbagai tempat seperti Kampung Cigumentong (Sumedang) dan daerah translok Kertajati (Majalengka) bersama dengan produk LEN. Selain itu, digunakan pula di Nanggroe Aceh Darussalam (NAD) dan Nias, serta sejumlah tempat lain di tanah air.

Terlepas dari adanya dua perbedaan antara dua produk, tetap saja keduanya memberi andil sangat besar dalam membantu memutus keterisolasian penduduk negeri ini yang belum terjamah. Keduanya memang berbeda karena filosofi yang menjadi dasar bagi kedua perusahaan itu juga berbeda. Justru, dari perbedaan spesifikasi itu pula, bisa dicapai nilai ekonomis dan efisiensi penggunaan PLTS.

Untuk sistem penerangan rumah-rumah penduduk yang jarak antarrumah berjauhan, sistem Solare lebih cocok. Apalagi jika dikaitkan dengan faktor harga. Sedangkan untuk daerah-daerah dengan rumah penduduk terkonsentrasi dan jarak antarrumah tak berjauhan, pembangkit listrik tenaga hibrida (PLTH) atau hybrid solar diesel (HSD) buatan LEN lebih cocok.

HSD adalah salah satu alternatif sistem PLTS, yakni dengan mengombinasikan antara energi matahari dengan diesel/generator sel (genset) sehingga menghasilkan energi listrik yang lebih efektif dan efisien. Pada sistem ini, satu sistem PLTH bisa menghasilkan energi listrik yang dibagi-bagi ke rumah-rumah penduduk. Saat ini, sudah ada 14 lokasi di Indonesia yang menggunakan hybrid solar diesel, yakni 8 unit di Sulawesi Tengah dan 6 unit di Sulawesi Tenggara. “Di Indramayu juga ada, tapi tak terurus,” kata Gusrilizon.

Harus diakui, peibangunan PLTS masih butuh investasi besar. Maklum saja, beberapa komponen mulai dari panel surya, aki, hingga lampu LED masih harus didatangkan dari luar negeri. Padahal, seperti diakui Gusrilizon dan Mulyo Widodo, para pakar Indonesia sudah mampu membikin sendiri. Apalagi sejumlah bahan baku, seperti silica untuk pembuatan panel surya, juga tersedia melimpah di tanah air.

“Untuk skala laboratorium kita (LEN) sudah mampu bikin sendiri panel surya. Yang jadi persoalan adalah belum bisa mencapai skala efisiensi karena kita tak punya pabrik untuk menghasilkan secara missal,” kata Gusrilizon. (Muhtar IT/”PR”)

 

 

 
Halaman 423 dari 983
PageRank  Hit Counters
free counters
Alpen Steel Facebook