Aneka Produk Bidang Konversi Energi
Sumber-sumber energi baru terbarukan terus dikembangkan di beberapa negara bahkan di Indonesia. Kolaborasi bersama dalam pengembangan konversi energi sudah mulai dilakukan guna meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Beberapa contoh sistem produksi bidang konversi energi, diantaranya :
a. Konversi 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.
Energi angin digunakan untuk membangkitkan energi listrik dengan bantuan kincir angin untuk menggerakkan generator. Baling – baling yang digunakan untuk mengubah angin menjadi putaran rotor. Ekor yang dipasang pada kincir angin digunakan untuk membantu kincir mengarah pada arah angin dari berbagai arah. Kincir angin ditopang oleh menara yang dapat kita lihat berbagai jenis menara antara lain jenis turbular, menara kaki tiga, dan menara kaki empat. Jika kita amati pembangkitan listrik energi angin, beragam jenis baling-baling yang digunakan di masyarakat. Model baling-baling yang sudah banyak diterapkan menggunakan tiga sudu.
Turbin angin merupakan 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.
b. Konversi Energi Surya (Matahari)
Pembangkit listrik energi surya atau disebut dengan istilah photovoltaic (PV) merupakan teknik mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik melalui sel surya (solar cel) secara langsung.
Sel surya beragam ukurannya. Jika membutuhkan daya output yang lebih
besar, sel surya disusun dalam bentuk modul. Komponen yang digunakan dalam pembangkit listrik energi surya antara lain modul surya, regulator, aki, inverter DC/AC, dan beban listrik. Keuntungan pembangkit listrik tenaga surya adalah mengubah energi surya menjadi listrik secara langsung tanpa menggunakan generator.
Penerapan pembangkit listrik tenaga surya dapat kita jumpai di rumah- rumah tinggal, penerangan jalan umum, untuk pertanian, industri kecil, wisata kuliner, perikanan. Penggunaan dalam skala kecil diantaranya terdapat pada kalkulator, jam tangan, mainan.
Energi surya yang dipancarkan oleh matahari dapat diubah menjadi energi lain seperti energi listrik dan energi panas. 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 yang tergabung dalam suatu modul. Sel photovoltaic memiliki ukuran yang beragam mulai dari 0,5 sampai 4 inchi. Saat ini sudah dikembangkan energi hibrid, yaitu pembangkitan energi listrik yang berasal dari perpaduan dua atau lebih sumber energi yang berbeda misalnya energi surya dan energi angin untuk mencapai kecukupan ketersediaan listrik yang dihasilkan.
Pembangkit listrik tenaga hibrid saat ini sudah dikembangkan di Pantai Baru, Kecamatan Srandakan, Kabupaten Bantul, DIY Yogyakarta. Lokasi ini terdapat 33 menara turbin angin berdaya listrik 56 kW dan 218 panel surya berkapasitas 27 kW. Gambar 2.6 menunjukkan komponen listrik untuk konversi surya menjadi energi listrik.
c. Energi Air
Arus air menggerakkan sudu-sudu turbin yang dihubungkan dengan poros sebuah generator. Konstruksi generator terdapat magnet yang dikelilingi gulungan kawat, jika digerakkan oleh turbin medan magnet itu dapat membangkitkan listrik, yang dapat disalurkan melalui kabel. Energi potensial air dikonversikan menjadi energi mekanis melalui sebuah turbin yang kemudian dikonversikan kembali kedalam bentuk energi listrik melalui generator listrik.
Energi hidro dapat dimanfaaatkan untuk pembangkit listrik tergantung dari aliran / gerakan air yang dialirkan melalui pipa atau pintu air yang dialirkan untuk menggerakkan turbin yang berakibat pada berputarnya generator yang dapat menghasilkan listrik. Pembangkit listrik tenaga air skala kecil dikenal dengan pembangkit listrik mikrohidro.
Pembangkit listrik tenaga air skala kecil yang sering diistilahkan dengan Mikrohidro (sampai 1000 Watt) dan Pikohidro (kurang dari 5000 Watt) cocok dikembangkan di daerah derah terpencil yang belum tersentuh energi listrik atau di daerah yang masih membutuhkan / kurang pasokan listrik. Pembangkitan listrik sampai mencapai 1000 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, dan jika digerakkan oleh turbin akan dapat membangkitkan listrik, yang dapat disalurkan melalui kabel.
Debit aliran air sepanjang tahun harus tetap dijaga jika dikembangkan pembangkitan 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.
d. Biogas
Biogas yang berasal dari kotoran sapi / manusia disalurkan pada bak penampung dan melalui lubang pipa kotoran disalurkan ke digester atau pengolah. Kotoran dicampur dengan air dimasukkan ke dalam tangki pencampur diaduk hingga merata membentuk lumpur kotoran (slurry) sebelum masuk ke dalam digester untuk menghasilkan gas bio. Endapan lumpur di dalam digester disalurkan ke luar dan masuk kedalam tangki atau bak penampung yang berupa lumpur sisa dari proses.
Biogas dihasilkan dari proses fermentasi bahan bahan oerganik 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 (CH4). 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 organic pada umumnya dapat diproses untuk menghasilkan biogas dan untuk sistem energi biogas sederhana hanya dari bahan organik yang homogen seperti kotoran, air kencing hewan ternak. Biogas yang dihasilkan dari digester dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan seperti untuk memasak (kompor), penerangan, penggerak, dan salah satunya digunakan untuk pembangkit listrik energi biogas. Kelangsungan hidup bakteri methanogen dalam reaktor sangat menentukan dalam keberhasilan proses pencernaan seperti temperatur, keasaman, dan jumlah material yang dicerna. Adapun tahapan pencernaan yang dimaksud adalah:
1) Hidrolisis, dimana molekul organik diuraikan menjadi bentuk karbohidrat, asam amino, asam lemak.
2) Proses penguraian untuk menghasilkan ammonia, karbon dioksida, dan
hydrogen sulfide (acidogenesis).
3) Proses penguraian acidogenesis guna menghasilkan hydrogen, karbondioksida, dan asetat (asetogenesis).
4) Methanogenesis, merupakan tahapan selanjutnya yang dapat menghasilkan gas methane (CH4), dan produk lain berupa karbon dioksida, air dan sejumlah senyawa gas lainnya.
e. Biomassa
Biomassa sebagai bahan organik yang berasal dari tumbuhan maupun hewan, sebagai salah satu sumber energi yang dapat diperbaharui. Tumbuhan dimana jika terkena matahari, terjadi reaksi dalam proses fotosintesis yang menghasilkan energi. Sampah padat dari pemukiman atau yang diproduksi dari tumbuhan dapat dibakar untuk menghasilkan energi panas, dimana energi panas ini digunakan untuk tenaga uap dan listrik.
f. Energi panas bumi
Energi panas bumi berasal dari inti bumi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi pembangkit listrik. Panas yang dihasilkan berkesinambungan oleh sebab itu energi ini dikatakan energi terbarukan. Penggunaan panas bumi. Selain untuk pembangkitan listrik, energi panas bumi juga dapat dipergunakan antara lain untuk menghangatkan sebuah bangunan, pengeringan hasil pertanian seperti buah dan sayuran, sterilisasi susu dan pengeringan makanan.