Thermal System and Renewable Energy Engineering

It's about clean and cheap energy

Kini Saatnya Pengembangan Energi Hijau

Posted by ropiudin pada 4 Mei 2011


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.

Sorry, the comment form is closed at this time.