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.



~ Pengembangan Energi Terbarukan: Belajar dari Keberhasilan India

Pengembangan Energi Terbarukan: Belajar dari Keberhasilan India

Belajar (berkaca) dari keberhasilan orang lain adalah salah satu upaya menuju keberhasilan dan mandiri. Kalimat tersebut sangat tepat jika ditujukan bagi pengembangan energi terbarukan di Indonesia yang hingga kini masih seperti berjalan di tempat.

Pertanyaannya kemudian siapa yang bisa dijadikan media pembelajaran untuk mengembangkan energi terbarukan di negeri yang sangat kaya dan bervariasi akan sumber daya energi terbarukan? Jawabannya adalah India, negara dengan penduduk terbanyak kedua di dunia sekitar lebih dari satu miliar.

Penulis tertegun, juga mungkin banyak dari peserta yang hadir pada Roundtable Discussion on Institutional Mechanism for Developing and Financing Rural Electrification Projects in Indonesia pada 29 Agustus lalu, setelah melihat dan mendengarkan pemaparan dari delegasi India mengenai keberhasilan Program Energi Pedesaan melalui pemanfaatan energi terbarukan di negeri satu miliar penduduk tersebut.

Keberhasilan itu tidak mudah diperoleh negara berkembang mana pun, termasuk dalam komunitas commonwealth itu. Tidak hanya luasnya objek (masyarakat) yang perlu diberikan akses energi, dan keberadaan energi terbarukan itu sendiri yang secara normatif harga energi yang dihasilkan hingga saat ini masih terlalu mahal dibandingkan dengan energi konvensional, apalagi terhadap yang disubsidi.

Kemudian pertanyaan berikutnya adalah kenapa India bisa berhasil dengan kondisi seperti itu?

Secara singkat, jawabannya adalah karena India mengembangkan energi terbarukan dengan fokus dan sungguh-sungguh. Fokus karena India, dengan sumber daya energi terbarukan yang relatif banyak dan bervariasi, bertekad untuk menjelmakan kekayaan alamnya menjadi sumber daya.

Untuk menggawanginya, maka Pemerintah India perlu mengadakan jabatan menteri yang khusus mengurusi energi terbarukan atau disebut Ministry of non-Conventional Energy Sources. Di bawah komando Kementrian Sumber Energi Non-konvensional inilah pengembangan energi terbarukan dilakukan secara sistematis, komprehensif, dan integratif.

Serta yang tak kalah pentingnya (paling ditunggu dunia usaha) adalah adanya regulasi dalam bentuk kebijakan nasional yang strategis dalam mendukung terciptanya peluang penelitian dan pengembangan serta berusaha dalam sektor energi terbarukan.

Sungguh-sungguh dalam mengembangkan energi terbarukan terwujud dengan adanya keterpaduan yang dilakukan oleh semua lembaga terkait (stakeholder) telah mampu membentuk sinergi yang baik. Keterpaduan sinergi lembaga-lembaga itu juga secara bertahap telah mampu menempatkan posisi energi terbarukan tidak hanya memperkuat ekonomi rakyat maupun mereduksi kemiskinan masyarakat desa.

Berfungsinya lembaga-lembaga penelitian dan pengembangan (R&D) di bidang teknologi energi terbarukan, seperti Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Badan Penelitian dan Pengembangan Teknologi (BPPT), dan lembaga-lembaga penelitian di perguruan tinggi di Indonesia, terbukti melahirkan mahakarya mandiri yang tidak hanya berani mengembangkan, tetapi juga dengan bangga menggunakan teknologi energi terbarukan buatan sendiri (indigenous technology).

Hal tersebut berhasil menginisiasi bermunculannya pusat-pusat studi di bidang energi terbarukan seperti Advance R&D Centers and Institute Set Up, Alternate Hydro Energy Center, Center for Wind Energy Technology, dan NIRE yang tidak lain menjadi salah kunci keberhasilan implementasi energi terbarukan di India.

Lebih jauh, kebijakan peraturan yang dikeluarkan Pemerintah India melalui Kementrian Sumber Daya Terbarukan Non-konvensional mampu menghadirkan iklim yang tidak hanya memayungi swasta, tetapi juga masyarakat sebagai bagian integral dari stakeholder di bidang energi. Misalnya, peneliti program energi Pelangi, sebuah LSM yang bergerak di bidang lingkungan, perubahan iklim, dan isu energi terbarukan. di mana masyarakat dilibatkan mulai dari perencanaan hingga monitoring dan evaluasi.

Beberapa teknologi energi terbarukan tersebut telah sejajar dengan teknologi negara-negara maju seperti USA, Jerman, Denmark, Swedia, dan Jepang.

Biogas plants adalah teknologi energi terbarukan yang paling maju di India dan merupakan salah satu desain yang menjadi rujukan dunia selain Cina. Disain dan teknologi biogas India menempati tempat kedua di dunia dalam jumlah pembangkit biogas.

Pembangkit listrik tenaga angin (wind power) yang selama ini kita kenal melalui produksi negara-negara Eropa, seperti Denmark, Swedia, dan Jerman, ternyata juga telah dikuasai teknologinya dan diproduksi, baik untuk kepentingan dalam negeri India maupun untuk pasar ekspor dan berhasil menempati urutan kelima dunia.

Adapun untuk pembangkit listrik tenaga matahari (solar Photovoltaic/solar PV), India secara berurutan menempati posisi kelima dunia dalam hal memproduksi sendiri peralatan solar PV dan urutan keempat dalam hal pemanfaatannya.

Tabel 1 berikut ini memperlihatkan potensi energi terbarukan di India dan hasil yang telah dicapai, serta rencana pengembangan lima tahun yang ke-10, tahun 2002-2007.

Pada tatanan peraturan perundangan, Kementerian Sumber Daya Energi Non-konvensional telah mampu melahirkan kebijakan yang kondusif. Kebijakan itu, antara lain kebijakan kelembagaan pada tingkat negara (institutional arrangements including state level), mekanisme pendanaan (financing mechanism) yang mengadopsi pola "Grameen Bank", Fiscal Incentives, dan Technology Development & Commercialization.

Peran swasta dalam pengembangan energi terbarukan di India sangat besar. Total nilai investasi swasta yang ditanam mencapai 82 persen dari total investasi sebesar 250 miliar rupee atau setara 46,23 triliun rupiah dengan nilai tukar 1 rupee (INR) sama dengan 184,918 rupiah (IDR) dengan kapasitas terpasang sekitar 4 GW.

Peran swasta tersebut melalui industri manufakturnya telah menghasilkan produksi lokal per tahun yang mencapai 500 MW hingga 750 MW untuk industri tenaga angin, 32 MW untuk produksi solar cell dengan 8 perusahaan, 70 MW untuk modul PV dengan 14 perusahaan.

Selain untuk kepentingan dalam negeri, pada tahun fiskal 2002-2003, industri tenaga matahari (solar PV) juga merambah dunia dengan mengekspor sekitar 15 MW yang terdiri atas 22 MW solar cells dan 23 MW dalam bentuk modul.

Keberhasilan tersebut juga tercermin dengan meningkatnya desa yang mendapat sarana listrik melalui program energi pedesaan yang memanfaatkan energi terbarukan. Pada akhir Mei 2003 lalu, desa yang mendapat sarana listrik mencapai 83,8 persen dari total 587.258 desa.

Keberhasilan tersebut akan terus dijalankan hingga Maret 2007 di mana target desa yang memperoleh listrik mencapai 100 persen. Dengan kata lain, pada tahun 2007 nanti seluruh penduduk India, yang berjumlah lebih dari satu miliar, dapat menikmati listrik sebagai buah dari program yang mereka sebut mendesentralisasi pembangkit listrik berbasis sumber energi terbarukan (Decentralized Generation Based on Renewable Energy Sources).

Dengan berkaca atas keberhasilan India dalam pengembangan energi terbarukan dan melihat potensi yang ada di bangsa Indonesia, sebenarnya keberhasilan tersebut dapat ditiru dan dilaksanakan. Terlepas perlu atau tidaknya kita mengupayakan adanya kebijakan yang sangat kuat pada tatanan regulasi dengan mengusulkan adanya pejabat setingkat menteri untuk mengurusi pengembangan energi terbarukan.

Selain itu, kita perlu merapatkan barisan dengan meninggalkan "kegagalan kelembagaan" yang selama ini telah menjatuhkan negara Indonesia, baik secara ekonomi, politik, maupun moral. Kejatuhan moral itu, seperti egoisme sektoral (merasa lembaganya yang paling berhak) dan korupsi dengan sejuta alasan antara lain dengan mengeksploitasi kepentingan lingkungan hidup maupun kemiskinan.

Kerja keras yang harmonis antara lembaga penelitian baik pemerintah maupun non-pemerintah, pusat kajian strategis, seperti BPPT, LIPI, industri manufaktur swasta, serta lembaga profesi, seperti Masyarakat Energi Terbarukan Indonesia (METI).

Yang terakhir dan tak kalah pentingnya adalah peran serta masyarakat dari awal hingga akhir proyek, yang tidak hanya memberikan hal-hal teknis dan ekonomi. Masyarakat juga harus berperan dalam hal yang berkaitan dengan pemanfaatan energi yang dihasilkan bagi kegiatan-kegiatan yang mendorong ke arah hidup yang lebih baik, seperti memanfaatkan penerangan untuk belajar serta kegiatan yang meningkatkan pendapat masyarakat, seperti untuk menjahit, menggiling padi, dan membuat penganan.

Energi terbarukan dalam pemanfaatannya tidak hanya sekadar memberikan akses energi secara luas kepada masyarakat yang ingin dicapai (belajar dari kegagalan program listrik masuk desa yang kental muatan politik di era orde baru), tetapi juga untuk sebagai alternatif penanggulangan kemiskinan.

Satu ungkapan menarik dari Mahatma Gandhi, bapak guru dunia-untuk direnungi seperti yang disampaikan delegasi India, paling tidak kepada mereka yang terlibat di sektor energi terbarukan di Indonesia sebagai agent of development-adalah "The earth has enough for everyone’s need but not for anyone’s greed". Artinya, bumi ini cukup untuk memenuhi kebutuhan setiap orang, tetapi tidak untuk mereka yang rakus (baca: koruptor).

 

Nasrullah Salim Manajer Program Energi, PELANGI

Oleh: Nasrullah Salim
 

~ Energi Matahari Dengan Berbagai Aplikasi

 

 Berbagai Aplikasi Energi Matahari

 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)

tromble.jpgDinding 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

greenhouse.jpgTeknik 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.jpg

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

destilasi.jpgCara 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.jpg

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_generation.jpgPrinsipnya 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.gif

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

parabolik.jpg

Kolektor Parabolik Memanjang

parabolik1.jpg

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.gif

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.

Pustaka

  • Arismunandar, W. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Bandung. Pradnya Paramita.
  • Boyle, G. 1996. Renewable Energy. Milton Keynes. The Open University.
  • Gordon Feller. India Building Large-Scale Solar Thermal Capacity. Available from http://www.ecoworld.org/Home/Articles2.cfm?TID=325
  • Ivan A Hadar. Kompas, 11 Oktober 2005. Keluar dari Ketergantungan (Pasar) BBM.
  • Passive Solar Architecture – Heating. Available from www.azsolarcenter.com/design/pas-2
  • Solar Cooking. Available from www.energiinfo.org/solar_cooking
 

~ Stasiun Luar Angkasa jepang Bangun Penangkap Energi Matahari

jepang Bangun Stasiun Luar Angkasa Penangkap Energi Matahari

 

Kedengarannya seperti dalam kisah film fiksi, tapi rencana badan luar angkasa Jepang benar-benar serius: Tahun 2030 mereka akan menangkap energi matahari di luar angkasa dan mengirimkannya ke bumi lewat sinar laser atau gelombang mikrowave. Demikian dilansir oleh AFP, Minggu (8/11).

Pemerintah Jepang baru saja memilih sekelompok perusahaan dan tim peneliti yang ditugaskan untuk mencapai ambisi tersebut, mimpi bernilai miliaran dollar, untuk menghasilkan energi bersih dalam jumlah tak terbatas dalam beberapa dekade mendatang.Dengan sedikit sumber energi yang mereka miliki dan ketergantungan yang tinggi pada import, Jepang telah lama ingin menjadi terdepan dalam hal energi matahari dan energi terbaharukan lainnya. Tahun ini Jepang telah menetapkan target ambisius pengurangan emisi gas rumah kaca.

Tetapi rencana Jepang paling berani hingga hari ini adalah pembangunan Space Solar Power System (SSPS), yang berupa serangkaian panel Photovoltaic berukuran beberapa kilometer persegi yang melayang-layang di orbit geostasiun, jauh di atas atmosphere bumi.

“Karena energi matahari bersih dan merupakan sumber yang tak terbatas, kami yakin sistem ini akan mampu membantu memecahkan persoalan kekurangan energi dan pemanasan global,” kata peneliti pada Mitsubishi Heavy Industries, salah satu partisipan proyek dalam laporannya.

“Sinar matahari melimpah ruah di luar angkasa.”sebut laporan tersebut.

Panel solar akan menangkap energi matahari, yang paling tidak lima kali lebih kuat di luar angkasa dibandingkan dengan di bumi, dan memancarkannya ke bumi melalui sinar laser atau microwave. Energi ini akan di kumpulkan oleh antenna parabola raksasa, yang ditempatkan dilokasi tertentu di laut atau di dam, kata juru bicara Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Tadashige Takiya.

Peneliti mentargetkan sistem satu gigawatt, ekuivalen dengan pembangkit listrik tenaga nuklir ukuran menengah, yang akan menghasilkan listrik dengan harga delapan sen per Kwh, enam kali lebih murah dari tarif di Jepang sekarang.

Berbagai tantangan, termasuk membawa komponen ke luar angkasa, bisa muncul luar biasa besar, tetapi Jepang telah menjalankan proyek ini sejak tahun 1998, bersama 130 peneliti yang melakukan riset di bawah pengawasan JAXA.

Bulan lalu, Menteri Ekonomi dan Perdagangan bersama Menteri Sain dan Teknologi, membuat satu langkah maju menuju realisasi proyek dengan memilih beberapa perusahaan teknologi terkemuka Jepang untuk melaksanakan proyek. Konsorsium ini diberi nama Institute for Unmanned Space Experiment Free Flyer, beranggotakan Mitsubishi Electric, NEC, Fujitsu dan Sharp.

Roadmap proyek terdiri dari beberapa langkah yang harus dilakukan sebelum peluncuran penuh di tahun 2030.

Dalam waktu beberapa tahun, “Sebuah satelit yang didesain untuk mencoba transmisi microwave akan ditempatkan pada orbit rendah dengan roket Jepang,” kata salah satu kepala peneliti JAXA Tatsuhito Fujita.

Langkah selanjutnya, diharapkan terjadi sekitar 2020, akan diluncurkan sebuah struktur besar Photovoltaic dengan kapasitas sepuluh megawatt, diikuti dengan sebuah protipe berukuran 250 megawatt.

Langkah ini akan membantu mengevaluasi kemampuan keuangan proyek, dimana hasil akhirnya adalah untuk menghasilkan listrik murah yang mampu bersaing dengan teknologi alternative lainnya.

JAXA mengatakan teknologi transmisi aman tetapi mengakui harus terlebih dahulu meyakinkan publik, yang sering mengkaitkan gambaran sinar laser akan ditembakkan dari luar angkasa, memanggang burung-burung atau memotong pesawat yang sedang terbang.

Menurut penelitian yang dilakukan JAXA tahun 2004, kata “laser” dan “microwave”, merupakan kata yang paling banyak mendapat perhatian diantara 1000 orang responden penelitian. (m. nizar ab

Tokyo 
 

~ Bukan Hanya Bumi Yang Mengalami Pemanasan Global:

Pemanasan Global: Bukan Hanya Bumi Yang Mengalami
  

  Dalam 100 tahun terakhir, temperatur global di planet Bumi meningkat 0,6 derajat celsius. Yang mencengangkan, kondisi senada—pemanasan—ternyata juga terjadi di planet-planet lain dalam sistem Tata Surya dalam waktu yang hampir bersamaan.

Temuan ini merupakan hasil pengamatan yang dilakukan para ilmuwan: astronom dan astrofisikawan, selama dua dasawarsa terakhir pada planet-planet tetangga Bumi yang ada di orbit Matahari, sumber energi utama kehidupan di Bumi.

Neptunus, planet intersolar terjauh dengan jarak rata-rata 4.450 juta kilometer dari Matahari, adalah salah satu yang mengalami fenomena turbulensi iklim ini. Dari hasil fotometri rutin oleh Observatorium Lowell di Amerika Serikat, sejak 1980 hingga sekarang Neptunus makin terlihat cemerlang.

Dari hasil pemantauan inframerah, seperti diungkapkan HB Hammel dan GW Lockwood, permukaan planet berwarna biru ini terus memanas dalam kurun waktu dua dasawarsa terakhir. Fotometri menunjukkan kenaikan signifikan. Dari sebelumnya 7,97 magnitude (mag) pada 1950 menjadi 7,81 mag di 2004. Semakin rendah angka magnitude, semakin cemerlang planet yang diamati.

Gejala sama terjadi di Triton, satelit alamiah terbesar yang mengelilingi Neptunus. Terhitung sejak 1989, suhu di permukaan Triton memanas signifikan hingga 5 persen dari skala temperatur absolut planet ini—setara kenaikan 22 derajat Fahrenheit.

Berdasarkan pemantauan wahana Voyager pada 1989, Triton memiliki suhu dingin ekstrem, yaitu rata-rata minus 392-389 derajat Fahrenheit (minus 200-198 derajat celsius). Namun, tren pemanasan ini mengakibatkan sebagian permukaan Triton yang terdiri dari nitrogen beku berubah menjadi gas. Ini membuat atmosfernya yang terkenal tipis menjadi kian tebal.

Seperti dikutip dari jurnal Nature, James L Elliot, astronom dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), mengungkapkan, perubahan iklim di salah satu bulan Neptunus ini terjadi sekali dalam beberapa ratus tahun akibat perubahan absorpsi energi solar di kutub-kutub es Triton.

Badai raksasa di Yupiter

Tren perubahan iklim juga terjadi di Yupiter, planet terbesar tata surya. Science Daily, Mei 2008, melaporkan, dalam dua tahun terakhir sebelum laporan dirilis, terjadi peningkatan aktivitas badai raksasa di atmosfer Yupiter. Teleskop Hubble menangkap citra yang menunjukkan terbentuknya titik merah (red spot) baru di planet ini.

Badai besar berukuran hingga 0,5 miliar mil ini kemudian disebut ilmuwan sebagai ”Red Spot Jr”. Badai yang tergolong langka ini terbentuk dari hasil penggabungan tiga badai oval berwarna putih pada kurun waktu 1998-2000. Hal serupa pernah terjadi seabad lalu, yaitu ketika terbentuk ”Great Red Spot” berukuran dua kali Bumi.

Menurut Phillip S Marcus, profesor dinamika fluida dari University of California, Berkeley, Yupiter mengalami perubahan iklim, yaitu suhu permukaan meningkat sebesar 10 derajat celsius. Kawasan ekuator menghangat, sementara wilayah di dekat kutub selatan semakin dingin. ”Aktivitas awan di sana dalam dua setengah tahun terakhir menunjukkan hal yang dramatis, sesuatu yang tidak lazim telah terjadi,” ujar Phillip.

Saat belum ada penjelasan yang utuh dan menyeluruh soal benang merah terjadinya perubahan iklim di planet-planet intersolar ini, astronom juga mengungkapkan, planet kerdil (Pluto) mengalami tren perubahan iklim senada. Apalagi, Pluto yang dicoret statusnya sebagai planet terletak sangat jauh dari Matahari, yaitu 6 miliar kilometer atau sekitar 40,5 satuan astronomi atau sekitar 40 kali jarak Matahari-Bumi. Tekanan atmosfer Pluto diketahui meningkat tiga kali lipat sejak akhir 1980-an. Diperkirakan, suhu permukaan ikut meningkat rata-rata 2 derajat celsius.

Padahal, tidak ada aktivitas manusia yang menimbulkan efek rumah kaca di sana. Lantas, apa penyebab perubahan temperatur di sejumlah planet dan obyek tata surya ini dalam waktu yang hampir bersamaan?

Matahari disalahkan

Mencoba memberikan benang merah, Habibullo Abdussamatov, Kepala Bidang Penelitian Luar Angkasa di Observatorium Astronomi St Petersburg, Rusia, mengklaim, aktivitas Matahari-lah yang memengaruhi perubahan temperatur di Bumi dan sejumlah planet.

”Efek rumah kaca yang ditimbulkan manusia berkontribusi pada pemanasan di Bumi dalam beberapa tahun terakhir. Tetapi, itu tidak bisa menyamai dampak akibat meningkatnya iradiasi Matahari,” tuturnya.

Abdussamatov merujuk kepada pengalaman di Mars untuk memperkuat dalilnya yang kontroversial ini. Puluhan tahun terakhir ini permukaan Mars diketahui memanas dengan sangat cepat, yaitu empat kali dari laju pemanasan global di Bumi.

Mars, seperti halnya Bumi, diketahui pernah mengalami zaman es. Namun, lapisan es yang menyimpan karbon dioksida (CO) dalam jumlah besar di wilayah dekat kutub selatan Mars telah mencair sangat cepat. Dari 1970 hingga 1990 tercatat, temperatur udara di Mars meningkat 0,65 derajat celsius.

Hammel dan Lockwood juga ikut memperkuat koneksi faktor iradiasi Matahari dengan gejala perubahan iklim di Neptunus. Menurut mereka, koefisien relevansi antara tingkat iradiasi Matahari dan angka kecemerlangan Neptunus mencapai 0,90 atau nyaris sempurna.

Korelasi ini ikut dihubungkan dengan gejala anomali perubahan temperatur di Bumi. Data yang mereka peroleh menunjukkan, variasi perubahan iradiasi Matahari ternyata berbanding lurus pula dengan tren kenaikan suhu di Bumi.

Perubahan energi yang dipancarkan Matahari termasuk beragam variasinya, baik ultraviolet, kosmik, dan inframerah, sangat berkorelasi dengan perubahan temperatur di tiap planet, termasuk Bumi.

Dampak di tiap planet ditentukan faktor lokal, yaitu variasi kemiringan orbit, albedo (kemampuan merefleksikan kembali radiasi sinar ke atmosfer), dan aktivitas geologis seperti erupsi gunung berapi. Aktivitas manusia, yaitu efek rumah kaca, termasuk faktor lokal ini.

Meskipun demikian, mayoritas peneliti menolak anggapan sesuai uraian di atas.

Michaell Mann, meteorolog dari Penn State, Amerika Serikat, menuturkan, perubahan aktivitas Matahari dan segala variasinya hanya memengaruhi 0,1-1 persen iklim di Bumi. Tak cukup kuat untuk memicu perubahan iklim dramatis di Bumi.

Apalagi, tingkat keaktifan Matahari memiliki periode tiap 11 tahun dan saat ini masih dalam fase nonaktif. Sangat jarang terlihat bintik Matahari, salah satu indikator turunnya keaktifan Matahari, akhir-akhir ini.

”Mereka yang tidak bisa menerima eksistensi faktor antropologis (aktivitas manusia) terhadap perubahan iklim, terus mencoba mengarahkannya ke aktivitas Matahari,” ucap Penn.


Sumber : KOMPAS

 

~ Pasir Bisa Dijadikan Sumber Energi

Pasir sebagai Sumber Energi

MENGUTIP Christ Lewis, Prof Wasrin Syafii mengatakan bahwa gas alam, minyak bumi, dan batu bara diperkirakan akan habis berturut-turut pada tahun 2047, 2080, dan 2180. Sumber daya energi nuklir bahkan diperkirakan akan sudah habis pada tahun 2017.

Oleh karena mengantisipasi segera akan habisnya sumber- sumber daya energi fosil dan nuklir itu, negara-negara maju giat melakukan litbang (penelitian dan pengembangan) untuk menemukan dan memanfaatkan sumber-sumber daya energi alternatif.

Pasir, seperti diceritakan Dr Wahyu Supartono, merupakan salah satu sumber energi alternatif. Biomassa yang dikedepankan Prof Wasrin Syafii juga merupakan sumber energi alternatif, dan bahkan lebih baik sebab sumber daya energi ini terbarukan.

Selama bertahun-tahun sejak masa Orde Baru sampai Orde Reformasi, pasir laut kita ditambang secara besar-besaran dengan kapal-kapal keruk. Penambangnya ada yang mengantongi izin resmi, ada juga secara liar mencuri pasir laut itu.

Pasir itu dijual ke Singapura dan dipakai negara jiran itu untuk mereklamasi pantainya sehingga negara pulau itu bertambah areanya. Jadi, pasir laut itu hanya dinilai sebagai tanah uruk (land-fill), dan karena dibeli secara borongan dengan partai besar, harganya sangat murah.

Entah sudah berapa ratus ribu ton pasir laut kita diobral ke Singapura. Laut di sana menjadi keruh sehingga ikannya menyingkir dan tak lagi dapat ditangkap oleh nelayan tradisional di Kepulauan Riau.

Dr Wahyu Supartono menerangkan bahwa pasir itu dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Konstituen utamanya, yakni silisium, juga dapat diolah menjadi silikon, salah satu bahan semikonduktor yang dipakai untuk memproduksi peranti-peranti elektronik (electronic devices).

MOSFET (metal-oxyde semiconductor field-effect transistor) sudah lama dikenal sebagai peranti yang dapat difungsikan sebagai gerbang elektronik. Puluhan bahkan ratusan ribu peranti semacam itu dapat dirangkun ke dalam satu cebis tunggal.

Istilah teknisnya VLSI (very large scale integration) atau perangkunan berskala amat besar. Walaupun sudah tertinggal sangat jauh, putra-putri bangsa kita juga melakukan penelitian di bidang ini.

Dr Tatty Menko di ITB, misalnya, sedang menggarap "cetakan" untuk merangkai peranti-peranti semikonduktor itu menjadi cebis renik (microchip) dengan perangkunan berskala besar (LSI/large scale integration).

Prof Mohamad Barmawi, juga dari ITB, meneliti kemungkinan penggunaan silikon nitrida yang dibuat dengan teknik pendadahan (doping) khusus untuk membuat diode pancar cahaya (LED/light-emitting diode) dengan efisiensi konversi ke cahaya yang tinggi, dan dengan spektrum yang mendekati cahaya alam di siang hari.

Potensi yang terkandung dalam pasir laut ini sama sekali tidak diperhitungkan sehingga juga tidak dikertaaji (not monetized). Singapura memang memakai pasir laut yang diimpor dari Indonesia sebagai tanah uruk. Tetapi pada ketepatan waktunya kelak, kalau perlu negara pulau kecil yang ipteknya berkembang dengan pesat itu dapat saja menambang pasir lagi dari pantainya, lalu mengekstraksi silikonnya.

Sumber energi nuklir

Selain mengandung silikon, konon pasir laut yang dijual murah ke Singapura itu juga mengandung torium. Dr Anggraito Pramudito APU, dari PPNY-BATAN mengatakan hal itu kepada saya.

Waktu itu kami sedang mengikuti suatu konferensi internasional. Anggraito menyesalkan pengobralan pasir laut itu, sambil memberi saya makalah yang telah ditulisnya, tentang penguat energi (energy amplifier). Barangkali karena penguat energi itu merupakan bagian dari teknologi nuklir untuk membangkitkan energi elektrik, maka ia lalu menyinggung kandungan torium dalam pasir laut Riau.

Torium (Th-232) ialah bahan-bakar subur (fertile) karena dapat membiakkan bahan-bakar terbelahkan (fissile). Torium ialah unsur nomor 90 dalam Tabel Periodik. Di dalam inti atomnya terdapat 90 proton.

Dalam uranium alam, kadar uranium 233 (U-233) teramat sangat rendah, tetapi U-233 yang terbelahkan ini dapat diperoleh dari Th-232. Dengan menangkap neutron, Th-232 menjadi terteral (excited) dan memancarkan sebagian energinya berupa sinar gamma.

Oleh karena setelah tangkapan menyinar (radiative capture) ini Th-233 yang terbentuk dari Th-232 plus neutron itu belum mantap juga, maka ia meluruh (decays) dua kali berturut-turut dengan melepaskan zarah beta (elektron).

Karena di dalam inti atom tidak ada elektron, maka zarah beta itu pastilah tercipta ketika neutron di dalam inti berubah menjadi proton. Karena emisi zarah beta itu dua kali, maka inti torium itu memperoleh tambahan dua proton.

Nomor atom (jumlah proton di dalam inti)-nya bertambah dua, menjadi 90 + 2 = 92. Unsur nomor 92 ialah uranium. Jadi telah diperoleh U-233, dan U-233 sama baiknya dengan U-235 atau Pu-239 (plutonium), baik sebagai bahan bakar yang dipakai dalam PLTN untuk mebangkitkan energi elektrik maupun untuk membuat senjata nuklir!

Jadi, Singapura berpotensi untuk memperoleh keuntungan lebih besar lagi dari impor pasir lautnya dari Indonesia. India telah maju dalam perencanaan pemanfaatan torium sebagai bahan bakar subur.

Ramalan Bill Clinton

Prof Wasrin Syafii menyebutkan tahun 2017 sebagai saat tamatnya riwayat energi nuklir, dengan catatan "kecuali kalau nuclear breeder atau nuclear fusion bisa dikembangkan.

Sebenarnya reaktor pembiak (breeder reactor) sudah ada. Perancis konon telah mengoperasikan LMFBR (liquid metal fast breeder reactor) atau reaktor pembiak cepat (berpendingin) logam cair.

Yang dibiakkan adalah Pu- 239 dan bahan subur yang dipakai untuk membiakkannya adalah U-238. Reaktornya disebut reaktor cepat sebab neutron yang mengimbaskan pembelahan inti adalah neutron cepat, dengan energi lebih dari 1 MeV (mega-elektron-volt). Logam cair yang dipakai sebagai zat pendingin ialah lelehan natrium.

Fusi nuklir secara terkendali masih terus dalam tahap penelitian dan pengembangan. Ketika masih menjadi Presiden, pada tahun 1998, Bill Clinton memprediksikan bahwa di tahun 2048 dunia akan melihat beroperasinya secara komersial PLT-fusi nuklir, bersamaan dengan terberantasnya secara tuntas AIDS (sindrom penurunan kekebalan tularan).

Kalau ramalan itu jitu, dunia dapat menghentikan pemakaian bahan bakar fosil yang masih tersisa sebab gas buangannya mencemari lingkungan dan dapat menyebabkan hujan asam dan pemanasan global.

Kimia dan nuklir hidrogen

Pada dasarnya, PLT-fusi nuklir memperoleh energi dari perpaduan 4 proton (= inti hidrogen) menjadi inti helium. Yang lebih prospektif untuk direalisasikan lebih dulu ialah fusi antara deuteron dan triton yang membentuk helium plus neutron.

Deuteron dan triton itu keduanya ialah inti isotop-isotop hidrogen. Jadi, dalam PLT-fusi nuklir sumber energinya ialah (inti) hidrogen.

Sementara menanti kehadiran energi nuklir hidrogen itu, barangkali kita akan memakai energi hidrogen juga, tetapi hanya energi kimianya. Litbang sel bahan-bakar (fuel cells) sekarang menunjukkan kemajuan besar.

Setelah energi kimia atom hidrogen dalam senyawa hidrokarbon disadap dalam sel bahan bakar, kemajuan berikutnya ialah penggunaan secara langsung H2 sebagai sumber energi kimia dalam sel bahan bakar.

Yang jangan dilupakan ialah energi nuklir hidrogen dari alam, dari reaksi termonuklir yang terjadi di Matahari. Sumber daya energi yang sangat besar dan ramah lingkungan ini juga harus ditangkap.

Bukan hanya dengan cara "berkebun" seperti disarankan Prof Wasrin Syafii, tetapi juga dengan teknologi tinggi. Efisiensi sel surya harus ditingkatkan. Perakitannya dalam skala besar juga harus terus digarap, seperti dalam litbang satelit daya surya (SPS/solar power satellite) di Jepang.

(Ditulis oleh L Wilardjo, Guru Besar Fisika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga)

 
Halaman 423 dari 1038
PageRank  Hit Counters
free counters
Alpen Steel Facebook