Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana

Teknologi Elektronika

Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana

1. Aneka Jenis Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana

Listrik merupakan sebagai salah satu kebutuhan utama masyarakat untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya, yaitu melaksanakan aktivitas dalam memenuhi kebutuhan. Listrik ditemukan oleh Michael Faraday. Listrik dibangkitkan oleh gerakan induktor dalam suatu magnet. Indonesia memiliki potensi energi di antaranya energi matahari, energi air, energi angin, energi biomassa, dan energi biogas. Potensi energi - energi tersebut belum tergarap secara optimal. Sementara masih banyak saudara-saudara kita terutama yang berada di daerah-daerah terpencil belum bisa menikmati keberadaan listrik.

Energi terbarukan merupakan energi yang dapat diperoleh ulang diperbaharui. Energi ini merupakan energi yang ramah lingkungan dan tidak berkontribusi dalam pemanasan iklim. Indonesia sangat berpotensi untuk mengembangkan energi terbarukan karena Indonesia memiliki banyak potensi alam yang dapat digunakan untuk membangkitkan energi listrik. Energi surya dapat mereduksi energi fosil dengan memanfaatkan energi surya sebagai pemanas air. Selain itu energi surya dapat diubah menjadi energi listrik. Biomassa yang merupakan bahan organik menyimpan energi ketika bereaksi dengan matahari. Sumber-sumber energi biomassa banyak terdapat di lingkungan sekitar. Mikrohidro menggunakan energi kinetik dari aliran air untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Kolaborasi bersama dalam pengembangan energi terbarukan sudah mulai dilakukan guna meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Saat ini sudah dikembangakn energi hibrid, yaitu pembangkitan energi listrik yang berasal dari perpaduan dua atau lebih sumber energi yang berbeda misalnya energi surya, energi angin, energi biogas untuk mencapai kehandalan ketersediaan listrik yang dihasilkan. Pembangkit listrik tenaga hibrid saat ini sudah dikembangkan di Pantai Baru, Kecamatan Srandakan, Kabupaten Bantul, DIY Yogyakarta. Di lokasi ini terdapat 33 menara turbin angin berdaya listrik 56 KW dan 218 panel surya berkapasitas 27 kW (Budiman, 2013).

a. Pembangkit listrik dengan energi angin

Indonesia memiliki potensi tenaga angin yang merupakan salah satu sumber energi terbarukan terutama di kawasan pesisir. Angin merupakan pergerakan udara yang diakibatkan oleh perbedaan tekanan udara yang merupakan hasil dari pengaruh ketidakseimbangan pemanasan sinar matahari terhadap tempat-tempat yang berbeda di permukaan bumi.

Angin bertiup dari daerah yang bertekanan udara tinggi ke daerah yang bertekanan udara lebih rendah. Hasil pemetaan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nusantara (LAPAN) pada 120 lokasi menunjukkan bahwa kecepatan angin di beberapa wilayah seperti Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi Selatan, Pantai Selatan Jawa memiliki kecepatan di atas 5 m/ detik. Kecepatan angin antara 4 m/detik sampai 5 m/detik tergolong skala menengah dengan potensi-kapasitas 10-100 kW. Gambar berikut, menunjukkan bagian-bagian dari turbin angin sebagai komponen yang dapat menghasilkan listrik.

 Tenaga angin merupakan sumber energi yang berasal dari tenaga kinetik angin untuk menghasilkan tenaga mekanik. Tenaga mekanik ini dimanfaatkan untuk memompa air atau dikonversikan lebih lanjut menjadi listrik dengan bantuan generator.

Aktivitas:
Ayo, identifikasi bagaimana cara membangkitkan listrik dengan menggunakan energi angin dan membuat laporan hasil identifikasi.

b. Pembangkit listrik energi surya

Pembangkit listrik energi surya sering disebut dengan istilah photovoltaic (PV) merupakan teknik mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik melalui sel surya (solar cel) secara langsung. Ada beberapa tipe sel surya, yaitu monocrystaline, pollycristaline, dan amorphous. Sel surya terdiri atas foton yang memiliki jumlah energi yang berbeda pada spektrum cahaya. Foton yang dapat membangkitkan energi listrik adalah yang terserap oleh sel surya.

Keuntungan pembangkit listrik tenaga surya adalah mengubah energi surya menjadi listrik secara langsung tanpa menggunakan generator. Listrik yang dihasilkan (DC) diubah menjadi arus bolak balik (AC) dengan menggunakan inverter agar dapat digunakan pada peralatan (beban yang kebanyakan membutuhkan arus AC).

Harapan ke depan, muncui industri yang memproduksi teknologi solar sel sehingga dapat mengurangi investasi awal yang besar yang meliputi harga modul. Performa pembangkitan listrik tenaga surya bergantung pada lokasi, hari, tahun, dan kondisi iklim. Sisi perawatan baik modul solar sel dan aki membutuhkan ketekunan dan ketelitian. Penggunaan energi panas sebagai pemanas air dengan bantuan alat yang dapat menyerap dan mengumpulkan panas melalui sirkulasi air yang dilengkapi dengan pompa, pengendali (control), tangki. Energi surya dapat menghasilkan listrik melalui sel photovoltaic (PV) yang tergabung dalam suatu modul. Sel photovoltaic memiliki ukuran yang beragam mulai dari 0,5 sampai 4 inchi.

c. Pembangkit Listrik Energi Air

Pembangkit listrik tenaga air skala kecil yang sering diistilahkan dengan mikrohidro (sampai 1.000 Watt) dan mikohidro (kurang dari 5.000 Watt) cocok dikembangkan di daerah terpencil yang belum tersentuh energi listrik atau di daerah yang masih membutuhkan/kurang pasokan listrik. Pembangkit listrik sampai mencapai 1.000 kilowatt sering diistilahkan dengan minihidro. Arus air menggerakkan sudu - sudu turbin yang dihubungkan dengan poros sebuah generator. Di dalam generator terdapat magnet yang dikelilingi gulungan kawat. Jika digerakkan oleh turbin medan magnet itu akan dapat membangkitkan listrik, yang dapat disalurkan melalui kabel.

Debit aliran air sepanjang tahun harus tetap dijaga jika dikembangkan pembangkit listrik mikrohidro/pikohidro. Untuk itu, dibutuhkan kepedulian bersama menjaga kelestarian hutan dan memperbaiki lingkungan alam, agar tetap bisa memberikan suplai air dalam rentang waktu yang panjang.

Kita harus menahan diri untuk kepentingan-kepentingan yang mengganggu kelestarian lingkungan agar tetap terjaga ekosistem yang ada. Tanaman dan hewan bisa hidup berdampingan dan bersama-sama dapat saling menguntungkan dan menyejahterakan masyarakat setempat.

Aktivitas:
Ayo, identifikasi bagaimana cara pembangkit listrik energi air. Buat laporan hasil identifikasi.

d. Pembangkit Listrik Energi Biogas

Biogas dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob, yaitu bakteri yang dapat hidup dalam kondisi kedap udara. Biogas adalah gas yang mudah terbakar. Proses pencernaan yang dilakukan oleh bakteri methanogen menghasilkan gas methane (CHJ. Bakteri methanogen bekerja dalam kondisi lingkungan yang kedap udara dan secara natural hidup dalam limbah yang mengandung bahan organik, seperti kotoran manusia, binatang, dan sampah organik rumah tangga.Bahan organik pada umumnya dapat diproses untuk menghasilkan biogas. Energi biogas sederhana dapat dihasilkan hanya dari bahan organik yang homogen seperti kotoran, air kencing hewan ternak.

Kelangsungan hidup bakteri methanogen dalam reaktor sangat menentukan dalam keberhasilan proses pencernaan seperti temperatur, keasaman, dan jumlah material yang akan dicerna. Adapun tahapan pencernaan yang dimaksud adalah seperti berikut.

1. Hidrolisis, molekul organik diuraikan menjadi bentuk karbohidrat, asam amino, asam lemak.
2. Proses penguraian untuk menghasilkan amonia, karbon dioksida, dan hidrogen sulfida (acidogenesis)
3. Proses penguraian acidogenesis guna menghasilkan hidrogen, karbon dioksida, dan asetat (asetogenesis)
4. Methanogenesis, merupakan tahapan selanjutnya yang dapat menghasilkan gas methane (CHJ, dan produk lain berupa karbon dioksida, air, dan sejumlah senyawa gas lainnya.

Akti vitas:
Ayo, identifikasi bagaimana cara pembangkitan listrik energi biogas. Buat laporan hasil identifikasi.

2. Manfaat Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana

Sumber daya alam di Indonesia sangat memungkinkan untuk dikembangkan energi terbarukan. Daerah-daerah terpencil yang belum terjangkau energi listrik dan kebutuhan energi yang makin tinggi di masa yang akan datang dapat memanfaatkan energi terbarukan. Pemanfaatan itu melalui pemberdayaan potensi sumber daya alam yang ada di daerah sekitar di antaranya potensi air, angin, sinar matahari, biogas. Energi listrik yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk menghidupkan perekonomian di daerah tersebut. Listrik yang dihasilkan dapat menerangi jalan, beberapa rumah tinggal, bahkan jika energi listrik yang dibangkitkan lebih besar lagi dan mampu direalisasikan, dapat dimanfaatkan untuk menerangi perkampungan, kegiatan industri kecil, wisata edukasi, wisata kuliner, atau wisata lingkungan yang menjadi bagian sistem yang saling mendukung.

Peningkatan potensi sumber daya manusia diperlukan untuk terus mengembangkan sistem teknoekologis. Sistem teknoekologis ialah sebuah sistem yang memungkinkan terjaganya keseimbangan dan kelestarian ekosistem dengan bantuan teknologi tepat guna. Sistem ini akan meningkatkan produktivitas baik itu hasil pertanian, perkebunan, dan perikanan untuk dimanfaatkan bagi kesejahteraan masyarakat. Manfaat produk rekayasa pembangkit listrik sederhana antara lain seperti berikut.

1. Keberadaan pembangkit energi listrik terbarukan membantu meningkatkan kemandirian dari kebergantungan terhadap energi fosil dan menjadi penyangga pasokan energi nasional di masa yang akan datang.
2. Pembangkit energi listrik baru terbarukan yang ramah lingkungan mempunyai potensi mengurangi emisi C02.
3. Ketersediaan energi listrik terutama di daerah-daerah terpencil diharapkan secara merata dapat menyejahterakan masyarakat.
4. Menyelamatkan lingkungan dan mengatasi berbagai dampak buruk yang ditimbulkan akibat penggunaan bahan bakar fosil.
5. Energi listrik yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk kegiatan-kegiatan produktif pada industri rumah di antaranya membuat es balok untuk pengawetan ikan, untuk pendukung aktivitas wisata kuliner, penerangan rumah tinggal, penerangan jalan, kegiatan di industri kecil dan menengah.
6. Terciptanya lapangan pekerjaan di berbagai sektor.

Aktivitas:
Apa pengalaman kamu yang terkait energi terbarukan melalui kunjungan wisata TMII atau tempat wisata lain, museum atau informasi di internet dan media yang lain? Identifikasi manfaat dan penggunaan dari karya rekayasa pembangkit listrik energi terbarukan. Ayo, buat laporan hasil identifikasimu.