PROPOSAL PEMBUATAN COGENERATOR

PROPOSAL PEMBUATAN COGENERATOR
Teknologi Turbin Gas/Gasifier Biomasa Dalam COGENERATOR

DISUSUN OLEH :
MUHAMMAD IBTADAA

(0807821)

JPTE
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2008

Latar belakang

Kegiatan industri yang semakin meningkat tentunya menyebabkan pemakaian pembangkit listrik berbahan bakar fosil meningkat dan pada gilirannya pemakaian bahaba bakar fosil meningkat pula. Kalau hal ini dibiarkan, maka pada permlaan abad ke 20 Indonesia akan berubah dari negara pengekspor menjafi negara pengimpor BBM. Selain dari itu pembangkit ini mempunyai dua permasalahan pertama efisiensinya rendah kedua mengeluarkan gas buang yang mengandung bahan pencemar. Penurunan efisiensi ini disebabkan karena banyaknya panas yang terkandung dalam gas buang pada peralatan ( kondensor ) pembangkit ( PLTU, PLTD dan PLTG ). Untuk memanfaatkan panas pada gas buang dari kondensor yang disebut output termal menjadi pemanas/pendingin digunakan suatu alat yang disebut absortion cheller, heat exchanger dan waste heat recovery hal inilah yang disebut Cogeneration. Pada umumnya cogeneration banyak digunakan pada mesin diesel dan gas turbine. Dengan menggunakan Cogeneration berarti pencemaran udara bisa dikurangi serta efisiensi total pada pembangkit meningkat sampai 84%.

Peningkatkan efisiensi itu terjadi pada pembangkit yang menggunakan bahan bakar gas ( gas fired cogeneration ), hal ini karena adanya kombinasi antara panas dan daya listrik.
Untuk mengetahui gas fired cogeneration secara detail bisa digunakan metoda analisis exergy. Hal ini karena dengan metoda itu pengukuran secara detail dan akurat bisa dilakukan pada bagian power plant yang tidak efisien. Sehingga besarnya energi yang hilang atau yang dibuang ke atmosfer bisa diketahui kemudian kualitas dari energi bisa ditentukan secara akurat. Exergy adalah potensi dari energi untuk melakukan kerja dan kerja itu diperoleh dari sejumlah zat yang dibawa ke-kadaan kesetimbangan termo dinamic. Sehingga terbentuklah termo mechanikal exergy yang bisa diklasifikasikan sebagai exergy kinetik, exergy potensial dan phisical exergy.
Sementara itu pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar gas banyak digunakan di pabrik ( peleburan besi dan tekstil ) dan hotel. Berarti energi panas yang dibutuhkan di kedua tempat itu bisa diambil dari panas gas buang dengan menggunakan teknologi gas fired cogeneration. Pembangkit itu umumnya mempunyai kapasitasnya yang relatif kecil, hal ini karena energi listrik yang dibutuhkan kecil sehingga energi termal yang bisa disuplai juga kecil. Hal inilah yang membuat investasi cogenerator menjadi rendah, tapi biaya bahan bakarnya relatif tinggi. Sedang untuk kebutuhan termal dan listrik yang tinggi bisa digunakan pembangkit Combined cycle dengan biaya investasi dan bahan bakar yang tergolong moderat. Untuk pembangkit yang menggunakan back pressure turbined ternyata uap yanfg keluar masih mempunyai entalphi ( mengandung energi ), berarti uap itu masih bisa dimanfaatkan untuk pembangkit listrik dengan menggunakan turbin tekanan rendah dan menengah sehingga terjadilah combined cycle
Keunggulan Cogeneration adalah : bisa mengurangi ketergantungan catu daya, mengurangi biaya untuk pemakaian energi, bisa menghemat konsumsi energi 20 -40%, keandalannya baik, fluktuasi tegangan kecil, kebisingan rendah dan pemeliharannya mudah.
Cogeneration juga merupakan teknologi konversi energi yang memproduksi listrik dan termal secara simultan. Konversi energi itu dilakukan dengan cara memodifikasi pembangkit listrik konvensional dengan menambahkan suatu peralatan penukar panas. Dengan demikian teknologi cogeneration merupakan pilihan yang tepat untuk memanfaatkan energi pada boiler, gas turbin dan diesel secara optimum. Teknologi ini bisa memanfattkan dua jenis energi : pertama memanfaatkan uap yang dihasilkan boiler, ke dua memanfaatkan panas gas buang suatu pembangkit listrik untuk memproduksi uap.

Objek Aplikasi

Mengoptimalkan BIOMASA Untuk Pembangkit listrik

Industri Gula

Produksi tebu di dunia terus meningkat sejak awal tahun 1960 dengan pertumbuhan

rata-rata sekitar 3 % pertahun. Saat ini produksi tebu telah mencapai 1 milyar ton. Sedangkan

produktivitas perkebunan tebu rata-rata berkisar 58 ton/ha/tahun yang setara dengan produksi

kayu bakar kering sebesar 38 ton/ha/tahun [1]. Dengan tingkat produksi seperti saat ini, sektor

industri gula merupakan lahan yang potensial untuk memanfaatkan energi biomasa secara

lebih ekonomis.

Di Indonesia industri gula dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu : industri gula

pasir, industri gula merah dan industri gula siwalan. Industri gula pasir dan gula merah

menggunakan bahan baku tebu, sedangkan industri gula siwalan menggunakan bahan baku

legen. Untuk pembahasan selanjutnya, akan dibahas industri gula yang menggunakan bahan

baku tebu.

Konsumsi bahan baku yang terbesar adalah industri gula pasir. Indonesia mempunyai

68 buah perusahaan yang terdiri atas 52 buah perusahaan BUMN dan 16 buah perusahaan

swasta. Produksi gula di Indonesia saat ini mencapai 3,8 juta ton dan diperkirakan akan terus

meningkat menjadi 5 juta ton pada tahun 2015 (Gambar 1), dengan pertumbuhan sekitar 3,5

% pertahun dan pada tahun 2015 akan sedikit menurun menjadi 2,5 % pertahun. Hal ini

sangat berkaitan dengan semakin meningkatnya produksi pemanis yang menggunakan bahan

baku selain tebu.

PENDAHULUAN MASALAH

Setiap industri harus mempertahankan kesinambungan untuk jangka panjang, begitu

juga industri gula. Gula merupakan komoditas yang harganya berfluktuasi sesuai dengan

pasar dunia, sehingga untuk memperoleh pendapatan yang stabil dalam jangka panjang,

industri gula perlu melakukan diversifikasi produk. Diversifikasi dalam industri gula yang

sudah banyak digunakan di negara maju dan berkembang adalah :

1. memproduksi alkohol sebagai produk sampingan

2. membangkitkan listrik dengan sistem cogeneration.

Seperti telah dijelaskan, meskipun kebutuhan gula di dunia terus meningkat tetapi

untuk jangka panjang tingkat pertumbuhannya akan menurun, sehingga diversifikasi dengan

memproduksi alkohol dari fermentasi tetes tebu merupakan alternatif untuk dapat

mempertahankan kelangsungan pabrik. Hal tersebut sudah banyak dilakukan di beberapa

negara berkembang yang telah memproduksi alkohol dari tetes tebu atau dengan

menggunakan teknologi lain yang dapat memproduksi alkohol langsung dari fermentasi tebu.

7

Teknologi ini sudah digunakan di Brasil. Pabrik gula dengan teknologi ini menunjukkan

peningkatan produksi, yaitu dari 3,4 milyar liter/tahun pada tahun 1979/80 menjadi 11,5

milyar liter/tahun pada tahun 1987/88. Pada tahun 1987/88, 4,5 % dari total kebutuhan energi

di Brasil dipenuhi dari alkohol. Namun di Indonesia saat ini, harga alkohol yang dihasilkan

dari tebu ini belum dapat bersaing dengan harga bahan bakar minyak (BBM).

Di negara maju, industri gula yang memproduksi listrik dengan sistem cogeneration

sudah umum digunakan. Kelebihan listrik yang dihasilkan dapat dijual ke perusahaan listrik

yang sudah ada. Penjualan listrik merupakan hal yang penting untuk kestabilan pendapatan

bagi perusahaan, karena pendapatan dari hasil penjualan listrik sering seimbang dengan pendapatan dari penjualan gula.

PERELATAN

1. 
   
   
   Cogenerator set
   

2. Global cogenerator turbin

3. Mesin Bor 220V/450W/ 50Hz

4. dan berbagai alat pendukung lainnya

BIAYA TOTAL PEMBUATAN CO GENERATOR INDUSTRI ADALH SEBAGAI BERIKUT:

1. Biaya peralatan dan bahan Rp. 15.000.000
2. uapah Rp. 5.000.000
3. biaya proyek Rp. 4.500.000

total Rp. 24.000.000

KESIMPULAN

Co generator yang menerapakan sistem open sycle dimana gas atau asap dari rumah-rumah yang sedang memasak ataupun ruangan yang didalamnya sedang terjadi proses pembakaran yang sering terjadi di lingkungan Industri, gas atau asap buangan tersebut ini akan menghasilkan energi mekanisme yang selanjutnya bisa memutar poros generator dan pada akhirnya dapat menghasilkan suatu energi listrik yang sangat bermanfaat untuk menghidupkan beberapa alat elektronik yang dayanya cukup kecil seperti : lampu penerangan, dan sebagainya.
II. KEUNGGULAN DAN FUNGSI PRODUK
1. Bisa mengurangi ketergantungan catu daya.
2. Dapat membangkitkan energy listrik.
3. Dapat menghemat biaya listrik dari PLN.
4. Fluktuasi tegangan kecil.
5. Kebisingan rendah dan pemeliharannya mudah.

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR (PLTN)

PLTN)PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR

A. PENGERTIAN PLTN

Ø Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir,adalah sumber energi alternatif yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik
Ø Pembangkit listrik tenaga nuklir adalah stasiun pembangkit listrik thermal dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.
B. SEJARAH PLTN
Pembangkit listrik tenaga nuklir dikembangkan karena sumber energi minyak bumi adalah satu – satunya sumber energi untuk pembangkit listirk. Reaktor nuklir Yg pertama kali adalah stasiun pembangkit percobaan EBR-Ipada 2O Desember 1951 di dekat Arco, Idaho, Amerika Serikat. Pada 27 Juni 1954, PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untuk jaringan listrik (power grid) mulai beroperasi di Obnins, Uni Soviet.
C. JENIS PLTN
Ø Reaktor Air Tekan PWR (Pressure Water Reactor)
Ø Reaktor Temperatur Tinggi atau HTGR (High Temperature Gas Reactor)
Ø Reaktor Air Didih atu BWR (Boiling Water Reactor
Ø LMFBR (Liquid Metal Fast Breeding Reactor)
Ø Reaktor Pendingin Gas (Gas Cooled Reactor, GCR)
D. Reaksi fisi
Reaktor tak lain adalah tempat bereaksi. Dalam hal ini, pengertian sehari hari yang dipakai ialah reaksi inti. Reaksi fisi adalah suatu reaksi pembelahan, yang disebabkan oleh neutron yang secara umum dapat ditulis sebagai:
X + n ——> X1 + X2 + (2 - 3) n + E.
Beberapa hal yang perlu diketahui dalam jenis reaksi tersebut adalah:
1). X disebut inti bahan fisil (fisile material), yang secara populer disebut "bahan bakar" karena dalam reaksi ini dibebaskan sejumlah energi. Hanya beberapa inti dapat bereaksi fisi yaitu 238U, 235U, 233U dan 239Pu di mana kedua unsur terakhir merupakan unsur buatan manusia karena tidak terdapat di alam sebagai hasil dari reaksi inti-inti 232Th dan dan 238U dengan neutron.
2). Keboleh jadian suatu inti berfisi dinyatakan dengan sf (fission microscopic cross section = penampang fisi mikroskopik), di mana besaran tersebut tergantung dari energi neutron yang bereaksi dengan suatu inti-tertentu. Sebagai contoh dapat disebutkan bahwa nilai sf 238U besar pada energi neutron rendah (termal) tetapi kecil pada energi tinggi. Sebaliknya nilai sf 238U kecil pada saat neutron berenergi besar. Untuk 239Pu dan 233U mempunyai sf besar pada energi tinggi, oleh karena itu bahan ini digunakan sebagai bahan bakar pada reaktor cepat.
3). Dari reaksi dihasilkan dua inti baru sebaga hasil fisi, X1 dan X2 yang berupa inti-inti yang tidak stabil. Untuk menjadi stabil inti-inti tersebut meluruh (decay) dengan mengeluarkan sinar-sinar maupun partikel.
4). Adanya neutron-neutron baru yang dihasilkan dari reaksi inti tersebut dapat melanjutkan reaksi fisi hingga mungkin terjadi reaksi berantai, dan pada keadaan tertentu bila tidak dikendalikan maka reaksi berantai tersebut dapat menjadi suatu ledakan. Reaksi nuklir yang tidak terkendali merupakan prinsip kerja bom nuklir. Neutron yang dihasilkan oleh fisi mempunyai energi yang tinggi, ± 2 MeV, jika fisii diharapkan terjadi pada En rendah (energi termal 0,025 eV), maka neutron yang baru lahir tersebut harus diturunkan energinya dahulu dengan jalan hamburan-hamburan. Di dalarn reaktor neutron mempunyai kemungkinan-kemungkinan untuk:
a. diserap tanpa menimbulkan fisi
b. diserap mengakibatkan fisi
c. hilang dari sistim
d. hamburan
Jadi penurunan energi neutron berkompetisi dengan kemungkinankemungkinan yang lain, dan untuk dapat menghitung masing-masing kemungkinan perlu diselidiki mekanisme reaksi masing-masing.
5). Reaksi fisi mengeluarkan energi total E, sebesar 200 MeV. Dengan menggunakan data konversi satuan dan data fisika, dapat dihitung bahwa bila semua inti-inti 1 gram uranium melakukan fisi maka kalor yang dikeluarkan setara dengan kalor yang dihasilkan oleh pembakaran 1 ton batu bara. Jelas dari gambaran tersebut bahwa, kalor yang dikeluarkan dari reaksi inti sangat besar.
Telah dijelaskan bahwa reaktor yang lazim dipakai saat ini bekerja atas dasar reaksi fisi (pemecahan) inti atom. Sebagai bahan bakar umumnya digunakan Uranium 235U yang kandungannya telah diperkaya. Uranium alam mempunyai kandungan 235U hanya sekitar 0,7 persen, selebihnya adalah 238U.
Untuk memecah inti isotop Uranium digunakan neutron lambat ('thermalneutron'). Uranium yang menangkap neutron segera menjadi tidak stabil. Inti Uranium yang tidak stabil hanya dapat bertahan selama kurang lebih sepertriliun detik (10-12 detik) sebelum mengalami proses fisi menjadi inti-inti X1 dan X2 serta sekitar dua sampai tiga neutron yang siap untuk memecah inti 235U lainnya. Kemudian ketiga neutron tadi diserap oleh inti-inti isotop Uranium lain, tiga proses yang sama akan terjadi dengan produksi akhir sekitar sembilan neutron. Proses berulang-ulang ini dinamakan reaksi berantai ('chain reaction') yang merupakan prinsip kerja reaktor. Pada setiap proses pemecahan tadi, inti atom akan melepaskan energi yang sesuai dengan hilangnya jumlah massa inti-inti di akhir proses rumus E=mc2. Jadi jumlah energi yang dihasilkan akan sebanding dengan banyak proses yang terjadi dan sebanding dengan jumlah neutron yang dihasilkan.
Untuk mengendalikan atau mengatur reaksi berantai dalam reaktor nuklir digunakan bahan yang dapat menyerap neutron misalnya Boron dan Cadmium, yang bertujuan untuk mengatur populasi neutron. Dengan mengatur populasi neutron ini dapat ditentukan tingkat daya raktor, bahkan reaksi dapat dihentikan sama sekali (tingkat daya mencapai titik 0) pada saat semua neutron terserap oleh bahan penyerap. Perangkat pengatur populasi neutron pada reaktor ini disebut batang kendali. Jika batang kendali disisipkan penuh diantara elemen bakar, maka batang kendali akan menyerap neutron secara maksimum sehingga reaksi berantai akan dihentikan dan daya serap batang kendali akan berkurang bila batang kendali ditarik menjauhi elemen bakar.

Reaksi fisi ( pemisahan inti )

SUMBER ENERGI UTAMA

SUMBER ENERGI
Energi
Bahan bakar per 1000 MWe

per kg bahan bakar
plant per tahun
Fisi Nuklir
50.000 kWh
30 ton
Batu bara
3 kWh
2.600.000 ton
Minyak bumi
4 kWh
2.000.000 ton


E. PRINSIP KERJA PLTN REAKTOR AIR DIDIH ( BOILING WATER
REACTOR, BWR )
Pada reaktor air didih, air pendingin dididihkan di dalam bejana reaktor sehingga menghasilkan uap. Uap ini kemudian secara langsung dialirkan ke turbin yang memutar generator listrik. Setelah uap air menggerakkan turbin,uap disalurkan ke kondenser dan diubah menjadi air kembali. Dengan pompa utama, air kemudian dikembalikan ke bejana reaktor. Sebagian air pendingin yang berada dalam bejana reaktor disirkulasi dengan pompa (disebut pompa resirkulasi). Air yang keluar dari pompa resirkulasi disalurkan ke bagian bawah teras reaktor melalui katup yang bekerja sebagai pompa jet. Tekanan dari pompa resirkulasi ini akan menaikkan kecepatan aliran air pendingin dalam teras reaktor.
Reaktor tipe ini menggunakan air (H2O) sebagai pendingin dan moderator, Air pendingin digunakan untuk mengambil panas yang dihasilkan dalam teras reaktor (reactor core) sehingga temperatur air akan naik. Temperatur air dibiarkan meningkat hingga mencapai titik didih. Uap yang dihasilkan pada proses pendidihan air kemudian disalurkan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator listrik.


F. Sistem keselamatan
Pada saat terjadi penyesuaian terhadap permintaan beban, tekanan pendingin dalam bejana reaktor dapat naik atau turun. Untuk mengatasi kenaikan dan penurunan tekanan dalam bejana reaktor, digunakan cara pengendalian dengan mengatur bukaan katup uap dari reaktor ke turbin. Metode ini disebut Reactor-master/Turbin-slave (metode mengikuti beban). Jika pada suatu ketika, oleh suatu sebab yang tak terduga, turbin mendadak berhenti,aliran uap yang menuju turbin dibelokkan ke jalur pintas (tidak melalui turbin) melalui katup pintas. Dengancara ini kenaikan tekanan yang cukup tinggi dalam bejana reaktor dapat dihindarkan. Bila suatu ketika terjadi kecelakaan yang menyebabkan pipa saluran air pendingin terputus atau bocor sehingga pendinginan reaktor tidak cukup, maka fasilitas sistem pendinginan teras darurat (Emergency Core Cooling System, ECCS) bekerja. Dalam sistem ECCS ini terdapat sistem penyemprot teras (core spray system), sistem susut tekanan mandiri (self-depressurization system) dan penyemprot teras tekanan rendah.
Sebelumnya telah dijelaskan salah satu sistem keselamatan yang dapat menjamin reaktor akan berhenti jika terjadi kondisi anomali / kecelakaan. Bila suatu ketika terjadi kecelakaan yang menyebabkan pipa saluran air pendingin terputus atau bocor sehingga pendinginan reaktor tidak cukup, maka fasilitas sistem pendinginan teras darurat (Emergency Core Cooling System, ECCS) seperti terlihat pada Gambar 5-1 dan 5-2 bekerja. Dalam sistem ECCS ini terdapat sistem penyemprot teras (core spray system), sistem susut tekanan mandiri (self-depressurization system) dan penyemprot teras tekanan rendah.Pada saat terjadi kerusakan batang bahan bakar, air pendingin dari teras yang bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi akan mengandung bahan radioaktif yang berasal dari batang bahan bakar. Air pendingin yang mengandung bahan radioaktif tidak boleh keluar dari reaktor karena berbahaya. Untuk menghindari lepasnya bahan radioaktif dalam reaktor terdapat bejana reaktor yang berfungsi sebagai pengungkung (containment) material berbahaya jika terjadi kecelakaan, dan terdapat juga katup isolasi yang mengisolasi bejana reaktor dan sistem di luarnya. Peningkatan tekanan pada saat terjadi isolasi bejana reaktor dihindari dengan sistem supresi. Sistem ini akan mengalirkan uap yang terbentuk ke kolam supresi. Dalam kolam supresi yang berisi air, uap akan besentuhan dengan air dan mengalami kondensasi yang mengakibatkan turunnya tekanan uap.Apabila kecelakaan berlangsung dalam waktu yang lama, teras reaktor dapat meleleh. Kondisi ini akan menyebabkan terjadinya kenaikan tekanan yang diikuti dengan kenaikan temperatur dalam bejana reaktor.Apabila bejana reaktor tidak didinginkan, struktur bejana kemungkinan akan rusak. Untuk mengatasi hal ini, disediakan sistem penyemprot untuk melakukan tugas-tugas pendinginan dan penurunan tekanan. Dalam hal terjadi kebocoran bejana reaktor, disediakan pula sistem pengelolaan bocoran gas agar tetap tidak menyebarluas ke lingkungan.Pada kecelakaan kebocoran pendingin, temperatur bahan bakar dan kelongsongnya akan naik. Kenaikan temperatur ini akan memicu reaksi antara air dan logam yang menghasilkan gas hidrogen. Hidrogen yang bertemperatur tinggi ini dapat mengancam keutuhan struktur bejana reaktor. Untuk mencegah kejadian ini,bejana reaktor dilengkapi dengan ruang kosong khusus untuk menampung gas bentukan. Di samping itu,terdapat fasilitas untuk mereaksikan hidrogen yang timbul, agar dapat bergabung kembali dengan oksigen menjadi air.


G. Jenis reaktor air didih
Reaktor Air Didih Maju (Advanced Boiling WaterReactor, ABWR)

Reaktor Air Didih Termodifikasi (Modified BWR)

H. Perbandingan kerja ABWR dan BWR

H. Dampak dari PLTN
Beberapa dampak yang ditimbulkan oleh PLTN
Ø Limbah Radioaktif : limbah radioaktif yang dihasilkan termasuk dalam kategori limbah khusus berbahaya
Ø Radiasi : Radiasi yang berasal dari bahan radioaktif dapat menimbulkan kontaminasi terhadap manusia dan biosfernya.
I. KEUNGGULAN PLTN
Ø Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca
Ø tidak menghasilkan gas-gas berbahaya
Ø Sedikit menghasilkan limbah padat
Ø Biaya bahan bakar rendah
Ø Sangat sedikit menghasilkan sehingga dapat menhgurangi pemanasan global





J. KEKURANGAN PLTN
Ø bahaya radiasi yang dapat membahayakan makhluk hidup
Ø limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun
Ø Resiko kecelakaan nuklir : kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl(yang tidak mempunyai containment building)

K. KESIMPULAN
Energi tenaga nuklir saat ini di Indonesia masih hanya sekedar teori dan perencanaan, namun untuk mereallisasikannya masih sulit karena banyak pro dan kontra, padahal jika dikelola dengan baik dan benar dapat mengatasi krisis energi yang terjadi di Indonesia.

SOLAR.....CELLLLLL........

SOLAR SEL
TEKNOLOGI SEL SURYA UNTUK MASA DEPAN


SOLAR SELsolar sel adalah sebuah perangkat yang dapat mengubah photon (dari sinar matahari) ke listrik. solar sel dengan efisiensi tinggi dapat kita jumpai di berbagai peralatan seperti kalkulator, jam, radio dll yang terbuat dari silikon dengan proses rumit, yang membutuhkan pabrik besar, temperatur tinggi, peralatan vakum, dan biaya yang sangat tinggi.maka kita akan coba untuk membuat solar sel sederhana, yang hanya membutuhkan peralatan sederhana dan murah. kita akan dapat mengetahui cara kerja solar sel ini dalam waktu 1 jam.solar sel ini terbuat dari cuprous oxide yang terdapat didalam silikon. cuprous oxide ini adalah material pertama yang diketahui dapat menyebabkan efek photo elektrik, dimana cahaya dapat menyebabkan adanya arus listrik yang mengalir pada sebuah material.mari kita berfikir tentang bagaimana menjelaskan efek photo listrik yang membawa Albert Einstein memenangkan hadiah nobel fisika, dan merupakan cikal dari teori relativitas.
Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sebenarnya sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024 joule pertahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0,1% saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10% sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini. Perkembangan yang pesat dari industri sel surya (solar sel) di mana pada tahun 2004 telah menyentuh level 1000 MW membuat banyak kalangan semakin melirik sumber energi masa depan yang sangat menjanjikan ini. Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari sebenarnya hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar 69% dari total energi pancaran matahari [1].Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 10 joule pertahun, energi ini setara dengan 2 x 1017 Watt [1]. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0.1% saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10% sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini [2].Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon. Penemuan ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905. Energi yang dan frekuensi photonldipancarkan oleh sebuah cahaya dengan panjang gelombang V dirumuskan dengan persamaan: lE = h.c/ Dengan h adalah konstanta Plancks (6.62 x 10-34 J.s) dan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum (3.00 x 108 m/s). Persamaan di atas juga menunjukkan bahwa photon dapat dilihat sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi tertentu [3]. Dengan menggunakan sebuah divais semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe p dan n, cahaya yang datang akan mampu dirubah menjadi energi listrik. Hingga saat ini terdapat beberapa jenis solar sel yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti untuk mendapatkan divais solar sel yang memiliki efisiensi yang tinggi atau untuk mendapatkan divais solar sel yang murah dan mudah dalam pembuatannya. Tipe pertama yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti adalah jenis wafer (berlapis) silikon kristal tunggal. Tipe ini dalam perkembangannya mampu menghasilkan efisiensi yang sangat tinggi.Masalah terbesar yang dihadapi dalam pengembangan silikon kristal tunggal untuk dapat diproduksi secara komersial adalah harga yang sangat tinggi sehingga membuat solar sel panel yang dihasilkan menjadi tidak efisien sebagai sumber energi alternatif. Sebagian besar silikon kristal tunggal komersial memiliki efisiensi pada kisaran 16-17%, bahkan silikon solar sel hasil produksi SunPower memiliki efisiensi hingga 20%[www.sunpowercorp.com]. Bersama perusahaan Shell Solar, SunPower menjadi perusahaan yang menguasai pasar silikon kristal tunggal untuk solar sel. Jenis solar sel yang kedua adalah tipe wafer silikon poli kristal. Saat ini, hampir sebagian besar panel solar sel yang beredar di pasar komersial berasal dari screen printing jenis silikon poli cristal ini. Wafer silikon poli kristal dibuat dengan cara membuat lapisan lapisan tipis dari batang silikon dengan metode wire-sawing. Masing-masing lapisan memiliki ketebalan sekitar 250・50 micrometer. Jenis solar sel tipe ini memiliki harga pembuatan yang lebih murah meskipun tingkat efisiensinya lebih rendah jika dibandingkan dengan silikon kristal tunggal. Perusahaan yang aktif memproduksi tipe solar sel ini adalah GT Solar, BP, Sharp, dan Kyocera Solar. Kedua jenis silikon wafer di atas dikenal sabagai generasi pertama dari solar sel yang memiliki ketebalan pada kisaran 180 hingga 240 mikro meter. Penelitian yang lebih dulu dan telah lama dilakukan oleh para peneliti menjadikan solar sel berbasis silikon ini telah menjadi teknologi yang berkembang dan banyak dikuasai oleh peneliti maupun dunia industri. Divais solar sel ini dalam perkembangannya telah mampu mencapai usia aktif mencapai 25 tahun [1]. Modifikasi untuk membuat lebih rendah biaya pembuatan juga dilakukan dengan membuat pita silikon (ribbon si) yaitu dengan membuat lapisan dari cairan silikon dan membentuknya dalam struktur multi kristal. Meskipun tipe sel surya pita silikon ini memiliki efisiensi yang lebih rendah (13-15%), tetapi biaya produksinya bisa lebih dihemat mengingat silikon yang terbuang dengan menggunakan cairan silikon akan lebih sedikit. Generasi kedua solar sel adalah solar sel tipe lapisan tipis (thin film). Ide pembuatan jenis solar sel lapisan tipis adalah untuk mengurangi biaya pembuatan solar sel mengingat tipe ini hanya menggunakan kurang dari 1% dari bahan baku silikon jika dibandingkan dengan bahan baku untuk tipe silikon wafer. Dengan penghematan yang tinggi pada bahun baku seperti itu membuat harga per KwH energi yang dibangkitkan menjadi bisa lebih murah. Metode yang paling sering dipakai dalam pembuatan silikon jenis lapisan tipis ini adalah dengan PECVD dari gas silane dan hidrogen. Lapisan yang dibuat dengan metode ini menghasilkan silikon yang tidak memiliki arah orientasi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon (non kristal). Selain menggunakan material dari silikon, solar sel lapisan tipis juga dibuat dari bahan semikonduktor lainnya yang memiliki efisiensi solar sel tinggi seperti Cadmium Telluride (Cd Te) dan Copper Indium Gallium Selenide (CIGS). Efisiensi tertinggi saat ini yang bisa dihasilkan oleh jenis solar sel lapisan tipis ini adalah sebesar 19,5% yang berasal dari solar sel CIGS [5]. Keunggulan lainnya dengan menggunakan tipe lapisan tipis adalah semikonduktor sebagai lapisan solar sel bisa dideposisi pada substrat yang lentur sehingga menghasilkan divais solar sel yang fleksibel. Kedua generasi dari solar sel ini masih mendominasi pasaran solar sel di seluruh dunia dengan silikon kristal tunggal dan multi kristal memiliki lebih dari 84% solar sel yang ada dipasaran (lihat Gambar 1) [4].

Gambar 1. Sebaran jenis solar sel yang berada di pasar komersial yang masih didominasi oleh solar sel generasi pertama (World market 2001 by Technology). Penelitian agar harga solar sel menjadi lebih murah selanjutnya memunculkan generasi ketiga dari jenis solar sel ini yaitu tipe solar sel polimer atau disebut juga dengan solar sel organik dan tipe solar sel foto elektrokimia. Solar sel organik dibuat dari bahan semikonduktor organik seperti polyphenylene vinylene dan fullerene. Berbeda dengan tipe solar sel generasi pertama dan kedua yang menjadikan pembangkitan pasangan electron dan hole dengan datangnya photon dari sinar matahari sebagai proses utamanya, pada solar sel generasi ketiga ini photon yang datang tidak harus menghasilkan pasangan muatan tersebut melainkan membangkitkan exciton. Exciton inilah yang kemudian berdifusi pada dua permukaan bahan konduktor (yang biasanya di rekatkan dengan organik semikonduktor berada di antara dua keping konduktor) untuk menghasilkan pasangan muatan dan akhirnya menghasilkan efek arus foto (photocurrent) [5-6]. Tipe solar sel photokimia merupakan jenis solar sel exciton yang terdiri dari sebuah lapisan partikel nano (biasanya titanium dioksida) yang di endapkan dalam sebuah perendam (dye). Jenis ini pertama kali diperkenalkan oleh Profesor Graetzel pada tahun 1991 sehingga jenis solar sel ini sering juga disebut dengan Graetzel sel atau dye-sensitized solar cells (DSSC) [2]. Graetzel sel ini dilengkapi dengan pasangan redok yang diletakkan dalam sebuah elektrolit (bisa berupa padat atau cairan). Komposisi penyusun solar sel seperti ini memungkinkan bahan baku pembuat Graetzel sel lebih fleksibel dan bisa dibuat dengan metode yang sangat sederhana seperti screen printing. Meskipun solar sel generasi ketiga ini masih memiliki masalah besar dalam hal efisiensi dan usia aktif sel yang masih terlalu singkat, solar sel jenis ini akan mampu memberi pengaruh besar dalam sepuluh tahun ke depan mengingat hargan dan proses pembuatannya yang sangat murah. Pertumbuhan teknologi sel surya di dunia memang menunjukkan harapan akan solar sel yang murah dengan memiliki efisiensi yang tinggi. Sayangnya sangat sedikit peneliti di Indonesia yang terlibat dengan hiruk pikuk perkembangan tentang teknologi sel surya ini. Sudah seharusnya pemerintah secara jeli melihat potensi masa depan Indonesia yang kaya akan sinar matahari ini dengan mendorong secara nyata penelitian di bidang energi surya ini.
SOLAR SEL SUMBER ENERGI MASA DEPAN YANG RAMAH LINGKUNGAN
Energi adalah satu kata yang mempunyai makna sangat luas karena tidak ada aktivitas di alam raya ini yang bergerak tanpa $(BEF (Bnergi $(B!& (B dan itulah sebabnya kata salah seorang professor di Jepang bahwa hampir semua perselisihan di dunia ini, berpangkal pada perebutan sumber energi.
Secara umum sumber energi dikategorikan menjadi dua bagian yaitu non-renewable energy dan renewable energy. Sumber energi fosil adalah termasuk kelompok yang pertama yang sebagaian besar aktivitas di dunia ini menggunakan energi konvensional ini.
Sekitar tahun delapan puluhan ketika para ahli di Indonesia menawarkan sumber energi alternatif yang banyak digunakan di negara maju yaitu nuklir, banyak terjadi pertentangan dan perdebatan yang cukup panjang sehingga mengkandaskan rencana penggunaan sumber energi yang dinilai sangat membahayakan itu. Diantara usulan yang banyak dilontarkan kala itu adalah mengapa kita tidak menggunakan sumber energi surya. Memang tidak diragukan lagi bahwa solar cell adalah salah satu sumber energi yang ramah lingkungan dan sangat menjanjikan pada masa yang akan datang, karena tidak ada polusi yang dihasilkan selama proses konversi energi, dan lagi sumber energinya banyak tersedia di alam, yaitu sinar matahari, terlebih di negeri tropis semacam Indonesia yang menerima sinar matahari sepanjang tahun.
Permasalahan mendasar dalam teknologi solar cell adalah efisiensi yang sangat rendah dalam merubah energi surya menjadi energi listrik, yang sampai saat ini efisiensi tertinggi yang bisa dicapai tidak lebih dari 20 persen, itupun dalam skala laboratorium
Untuk itu di negara-negara maju, penelitian tentang solar cell ini mendapatkan perhatian yang sangat besar, terlebih dengan isu bersih lingkungan $(B!& (Byang marak digembar gemborkan.
Dari cahaya menjadi Listrik
Secara sederhana solar cell terdiri dari persambungan bahan semikonduktor bertipe p dan n (p-n junction semiconductor) yang jika tertimpa sinar matahari maka akan terjadi aliran electron, nah aliran electron inilah yang disebut sebagai aliran arus listrik. Sedangkan struktur dari solar cell adalah seperti ditunjukkan dalam gambar 1.
Bagian utama perubah energi sinar matahari menjadi listrik adalah absorber (penyerap), meskipun demikian, masing-masing lapisan juga sangat berpengaruh terhadap efisiensi dari solar cell. Sinar matahari terdiri dari bermacam-macam jenis gelombang elektromagnetik yang secara spektrum dapat dilihat pada gambar 2. Oleh karena itu absorber disini diharapkan dapat menyerap sebanyak mungkin solar radiation yang berasal dari cahaya matahari.
Lebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon-photon, jika menimpa permukaaan bahan solar sel (absorber), akan diserap, dipantulkan atau dilewatkan begitu saja (lihat gambar 3), dan hanya foton dengan level energi tertentu yang akan membebaskan electron dari ikatan atomnya, sehingga mengalirlah arus listrik. Level energi tersebut disebut energi band-gap yang didefinisikan sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan untuk mengeluarkan electron dari ikatan kovalennya sehingga terjadilah aliran arus listrik. Untuk membebaskan electron dari ikatan kovalennya, energi foton (hc) harus sedikit lebih besar/diatas daripada energi band-gap. Jika energi foton terlalu besar dari pada energi band-gap, maka extra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk panas pada solar sel. Karenanya sangatlah penting pada solar sel untuk mengatur bahan yang dipergunakan, yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari semikonduktor yang dipergunakan.
Tentu saja agar efisiensi dari solar cell bisa tinggi maka foton yang berasal dari sinar matahari harus bisa diserap yang sebanyak banyaknya, kemudian memperkecil refleksi dan remombinasi serta memperbesar konduktivitas dari bahannya. Untuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya, maka absorber harus memiliki energi band-gap dengan range yang lebar, sehingga memungkinkan untuk bisa menyerap sinar matahari yang mempunyai energi sangat bermacam-macam tersebut. Salah satu bahan yang sedang banyak diteliti adalah CuInSe2 yang dikenal merupakan salah satu dari direct semiconductor. Dari begitu banyak keuntungan solar cell seperti telah diuraikan diatas ternyata tidak polemik tidak kemudian berhenti begitu saja, masih ada yang mengatakan memang benar solar cell ketika melakukan proses perubahan energi tidak ada polusi yang dihasilkan, tetapi sudahkah kita menghitung berapa besar polusi yang telah dihasilkan dalam proses pembuatannya, dibandingkan kecilnya efisiensi yang dihasilkan. Nah tantangannya disini adalah memang bagaimana untuk menaikkan efisiensi, yang tentunya akan berdampak kepada nilai ekonomisnya. (RTW)

Bagaimana Sel Surya Itu Bekerja?

A. Energi MatahariSemua makhluk hidup seperti tumbuh-tumbuhan, binatang dan manusia perlu energi untuk pertumbuhan, melakukan kegiatan-kegiatan dan sejenisnya. Sumber energi utama untuk semua makhluk hidup di bumi adalah matahari. Tanpa matahari tidak ada kehidupan. Matahari memancarkan sinar terus menerus ke bumi, yang pada dasarnya sinar tersebut mengalami proses diterima dan dipantulkan. Karena itu dapat diketahui bahwa sinar matahari merupakan arus energi yang dipancarkan bagi kehidupan. Penggunaan energi ini tidak menyebabkan hujan asam, efek rumah kaca, atau permasalahan seperti yang ditimbulkan oleh energi nuklir.Sering kita lihat sekarang banyak sekali alat penghitung atau kalkulator yang mempunyai sel surya didalamnya dan tidak pernah memerlukan batterai, dan bahkan diantara beberapa kalkulator tersebut tidak memiliki tombol off, sepanjang terdapat cahaya yang cukup, kalkulator ini akan bekerja normal. Para ilmuwan memperkirakan pada 20 tahun terakhir akan terjadi revolusi besar – besaran tentang penggunaan energi matahari. Pada suatu hari nanti semua peralatan listrik yang digunakan manusia akan dilayanani oleh energi matahari. Sinar matahari yang terang mampu menghasilkan sampai 5000 watts energi per meter persegi diatas permukaan bumi, dan jika energi tersebut bisa dikumpulkan semua maka akan sangat mudah untuk dimanfaatkan oleh kantor – kantor, rumah atau perusahaan – perusahaan secara cuma – cuma.B. Bagaimana Sel Surya BekerjaPada bagian ini akan dipelajari bagaimana cara sel surya mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Sel surya yang sering kita lihat adalah sekumpulan modul sel photovoltaic (photo = cahaya, voltaic = listrik) yang disusun sedemikian rupa dan dikemas dalam sebuah frame. Sel photvoltaic ini yang nantinya akan merubah secara langsung energi matahari menjadi listrik.
Sel photovoltaic ini terbuat dari bahan khusus semikonduktor yang sekarang banyak digunakan dan disebut dengan silikon. Ketika cahaya mengenai sel silikon, cahaya tersebut akan diserap oleh sel ini, hal ini berarti bahwa energi cahaya yang diserap telah ditransfer ke bahan semikonduktor yang berupa silikon. Energi yang tersimpan dalam semikonduktor ini akan mengakibatkan elektron lepas dan mengalir dalam semikonduktor. Semua sel photovoltaic ini juga memiliki medan elektrik yang memaksa elektron yang lepas karena penyerapan cahaya tersebut untuk mengalir dalam suatu arah tertentu. Elektron yang mengalir ini adalah arus listrik, dengan meletakkan terminal kontak pada bagian atas dan bawah dari sel photovoltaic ini akan dapat dilihat dan diukur arus yang mengalir sehingga dapat digunakan untuk menyuplai perangkat eksternal. Hal diatas adalah dasar perubahan energi surya menjadi listrik oleh semikonduktor silikon.C. Sel SilikonSel silikon mempunyai sifat kimia khusus dalam format kristalnya. Atom silikon mempunyai 14 elektron yang diatur dalam tiga kulit atom yang berbeda. Dua kulit atom yang pertama terisi elektron penuh dan sisanya pada kulit terluar yang hanya terisi empat elektron. Atom silikon ini akan selalu mencari jalan untuk memenuhi kulit luarnya (ingin memenuhi sampai punya 8 elektron) dengan cara melakukan ikatan dengan atom silikon lain yang kulit luarnya sama mempunyai 4 elektron. Gabungan dari dua atom ini adalah struktur kristal murni yang merupakan dasar pembentuk sel photovoltaic.
Silikon murni bersifat sebagai konduktor karena tidak ada satupun elektron yang bergerak bebas, artinya elektron berada pada bahan yang mempunyai sifat konduktor yang bagus seperti tembaga, atau dengan kata lain elektron terkunci dalam struktur kristal silikon murni. Silikon dalam sel surya sudah dimodifikasi sedemikian rupa sehingga akan bekerja sebagai sel surya. Sel surya ini mempunyai silikon dengan impurity atom lain yang dicampur dengan atom silikon. Dalam hal ini atom silikon tidak akan bekerja tanpa impurity tersebut. Silikon akan dicampur dengan sebuah atom phospor. Atom phospor mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya.Ketika energi diberikan ke kristal silikon murni, sebagai contoh misalnya dalam wujud panas, hal ini akan menyebabkan beberapa elektron akan lepas dan meninggalkan atomnya. Setiap elektron akan meninggalkan sebuah hole (lobang) disekitar atom dimana elektron bisa diikat. Elektron ini kemudian lepas secara acak disekitar kisi – kisi dari kristal atom tersebut untuk mencari hole lain yang kosong untuk ditempati. Elektron ini disebut sebagai elektron bebas dan dapat membawa arus listrik.Silikon tak murnian yang dicampur dengan phospor ini membutuhkan sedikit energi untuk melepaskan salah satu elektron phospor yang tidak diikat dalam suatu ikatan dengan atom lain tetangganya. Sebagai hasil campuran antara silikon dan phospor ini, banyak elektron yang lepas dan banyak membawa muatan arus listrik apabila dibandingkan dengan silikon murni.Proses penambahan atom phospor ini disebut sebagai proses doping. Ketika silikon di doping dengan phospor maka silikon disebut sebagai atom n-type (n untuk negatif) karena adanya elektron bebas. Silikon n-type yang telah didoping ini mempunyai sifat konduktor yang lebih bagus daripada silikon murni. Pada bagian lain silikon yang didoping dengan boron yang mempunyai elektron pada kulit terluar 3 elektron maka silikon akan menjadi atom p-type (p untuk positif) yang banyak memilki hole bebas karena ketiadaan elektron. Sehingga atom p-type ini akan bertugas berkebalikan dari atom n-type.Ketika diletakkan silikon n-type dengan silikon p-type, maka setiap sel photovoltaic ini memiliki minimal satu medan listrik. Tanpa medan listrik maka sel tidak akan bekerja, dan pada fase ini antara silikon n-type dan silikon p-type sedang melakukan ikatan. Dan kemudian elektron pada slilikon n-type akan mencari hole pada silikon p-type untuk ditempati elektron tersebut.Sebelumnya silikon ini memiliki muatan yang netral. Elektron lebih pada phospor akan diseimbangkan oleh proton. Ketika hole dan elektron digabung jadi satu dalam sambungan antara n-type dan p-type maka kenetralan dari silikon ini akan terganggu. Pada sambungan akan membentuk suatu campuran elektron dan akhirnya keseimbangan tercapai lagi dan akan terbentuk suatu medan elektrik yang memisahkan kedua sisi tersebut.Medan elektrik ini bekerja seperti dioda, membiarkan (bahkan mendorong) elektron untuk mengalir dari sisi P ke sisi N, dan elektron hanya memiliki satu arah.D. Listrik yang yang dihasilkan sel photovoltaicKetika cahaya dalam hal ini adalah photon (satuan energi dalam cahaya) mengenai sel surya, maka energinya akan membebaskan pasangan elektron dan hole. Setiap photon dengan energi yang cukup secara normal akan membebaskan elektron, dan akan menghasilkan hole bebas juga. Apabila hal ini terjadi cukup dekat dengan medan listrik, atau jika elektron bebas dan hole bebas masih berada pada range pengaruhnya, maka medan listrik ini akan mengirimkan elektron pada sisi N dan hole pada sisi P. Hal ini akan mengakibatkan kenetralan terganggu, dan jika disediakan alur arus luar, maka elektron akan mengalir sepanjang alur, kembali ke asalnya yaitu sisi P untuk bersatu dengan hole yang dikirim oleh medan listrik. Elektron yang mengalir ini akan menghasilkan arus sedangkan medan listrik akan menghasilkan tegangan. Dengan kedua unsur arus dan tegangan tersebut, akan didapatkan power.

CONVERSI ENERGI...

KONVERSI ENERGI
Energy
Definisi tentang energi dapat menjadi sangat lebar. Di mata para insinyur, energi bisa bertautan dengan istilah minyak bumi, listrik, panas bumi, gas alam, dan sebagainya. Di mata masyarakat, energi bisa berarti bensin, diesel (solar), pertamax, minyak tanah, baterai, dan bahkan makanan. Tapi secara umum, energi itu ialah sesuatu yang menghasilkan kerja.Kalau Anda memiliki latar belakang teknik, kerja bisa berarti kerja turbin, kerja kompresor, kerja pompa, dan sebagainya. Dalam kegiatan sehari-hari, kerja bisa berarti kerja mobil, kerja kompor, kerja handphone, bahkan kerja tubuh Anda dalam beraktivitas (curhat, menggosip, tidur, jalan-jalan, dsb). Cukup sederhana, bukan? Dan salah satu konsep dasar yang penting mengenai energi ialah “energi tidak bisa diciptakan namun bisa dikonversi dari satu bentuk ke bentuk lainnya”.
Konversi
Apakah yang dimaksud dengan konversi? Konversi artinya perubahan bentuk. Jadi, kalau mau ditilik-tilik energi yang kita gunakan dalam kehidupan kita (katakanlah makanan atau listrik dari PLN), merupakan hasil konversi energi dari suatu bentuk sebelumnya. Berbagai peralatan proses dan teknologi bertugas mengkonversi energi tersebut menjadi sebuah bentuk energi siap-guna dan mudah-pakai (dalam konteks artikel ini, konsumen akhirnya ialah manusia). Contoh bentuk energi siap-guna dan mudah-pakai ialah energi listrik, makanan, BBM, LPG, minyak tanah, dan beberapa contoh lainnya. Contoh bentuk energi tidak siap-guna dan tidak mudah-pakai ialah minyak bumi mentah, gas alam, sinar matahari, air laut, batubara tambang, dan masih banyak lagi.Energi terbarukan merupakan istilah yang digunakan untuk mengkategorikan energi berdasarkan rentang waktu pengadaan-kembalinya. Tanaman, sinar matahari, dan air dikategorikan sebagai sumber energi terbarukan karena bahan-bahan tersebut terus-menerus ada atau dapat kembali ada dalam waktu yang singkat. Minyak bumi, gas alam, dan batubara dikategorikan sebagai energi tidak terbarukan karena pengadaan-kembalinya memakan waktu ratusan ribu hingga jutaan tahun.Karena cadangan bahan bakar fosil dunia yang terus menurun dan diperkirakan hanya cukup untuk beberapa puluh tahun (untuk minyak bumi) dan beberapa ratus tahun (untuk batubara), dunia mulai mengerahkan para penelitinya untuk menemukan jalan yang efektif dan efisien untuk memanfaatkan sumber-sumber energi terbarukan dengan harapan bahwa energi di bumi dapat terus tersedia hingga kiamat dunia. Salah satu solusi yang cukup ultimat (menurut saya) tapi kontroversial (menurut beberapa orang) ialah biofuel, termasuk biodiesel dan bioetanol.
1. energi juga terbagi menjadi:
- energi terbaharukan( berasal dari alam )
- energi tak terbaharukan ( butuh jangka waktu yang panjang dalam penyediaannya )
- energi baru ( dimana baru dikembangkan )
Sumber-sumber Energi Tidak Terbarukan
Minyak bumi
Minyak bumi berwarna hitam kecoklatan, agak kental, dan merupakan hasil penguraian hewan-hewan zaman purba yang terperangkap di lapisan bumi. Minyak bumi dimanfaatkan melalui proses distilasi/fraksionasi. Apa itu distilasi/fraksionasi? Sederhananya, distilasi ialah proses pemisahan suatu zat menjadi komponen-komponen penyusunnya. Apa saja komponen penyusun minyak bumi? Bensin, diesel, avtur, minyak tanah (kerosin), dan sebagainya.Bensin dan diesel digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Diesel juga dapat digunakan untuk pembangkitan listrik. Minyak tanah dapat dimanfaatkan untuk kompor rumah tangga. Oh ya, dengan sedikit proses tambahan (di kilang minyak), minyak tanah dapat diubah menjadi avtur, bahan bakar pesawat yang harganya berkali-kali lipat dibanding minyak tanah. (Hehehe..). Minyak bumi juga mengandung komponen-komponen ringan yang berada dalam bentuk gas. Gas-gas tersebut diproses menjadi LPG yang salah satu kegunaannya ialah untuk masak indomie goreng kita tiap pagi.Gas Alam
Gas alam ialah temannya minyak bumi, tentunya tidak berwarna, dan juga merupakan hasil penguraian hewan-hewan zaman purba. Gas alam dimanfaatkan dengan cara dibakar. Energi yang dihasilkan dapat digunakan untuk memutar turbin gas yang terhubung dengan generator listrik. Gas alam biasanya dimanfaatkan untuk pembangkitan listrik dan juga sebagai bahan mentah industri-industri kimia. Untuk keperluan ekspor-impor antar negara, gas alam umumnya diubah bentuknya menjadi cairan (likuefaksi) dan kita kenal dengan istilah LNG. Kenapa harus diubah menjadi cairan? Karena transportasi dan distribusi cairan jauh lebih mudah dibandingkan dengan transportasi dan distribusi gas (walaupun membutuhkan biaya tambahan yang tidak sedikit).
Batubara
Batubara juga merupakan bahan bakar fosil, terbentuk sebagai hasil penguraian materi organik dari tumbuh-tumbuhan dan terperangkap dalam lapisan bumi. Umumnya batubara dimanfaatkan dengan cara dibakar. Selain dibakar, batubara juga dapat dimanfaatkan melalui gasifikasi (diubah bentuknya menjadi gas) dan likuefaksi (diubah bentuknya menjadi cairan).Pembakaran batubara yang paling mudah kita imajinasikan ialah tukang sate pinggir jalan (walaupun sebenarnya umumnya tukang sate menggunakan briket kayu dan bukan batubara). Ya tapi intinya seperti itu: blok-blok hitam membara yang menghasilkan panas. Oleh tukang sate, panas itu digunakan untuk memanggang daging, sedangkan oleh industri, panas yang dihasilkan dimanfaatkan untuk membangkitkan steam (uap air). Steam kemudian digunakan untuk memutar turbin uap yang dihubungkan dengan generator listrik.Bagaimana dengan gasifikasi? Batubara dapat digasifikasi dan menghasilkan gas hidrogen dan karbonmonoksida. Gas inilah yang kemudian dibakar untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Jadi, yang dibakar ialah gas hasil konversi batubara dan bukan batubaranya langsung.Kalau likuefaksi batubara? Untuk likuefaksi, batubara dapat diproses sedemikian rupa sehingga hasil akhirnya ialah cairan yang dapat kita gunakan untuk kendaraan bermotor kita. Afrika Selatan berhasil mempraktekkan teknologi ini (dengan terpaksa) karena dulu mereka mengalami embargo PBB berkenaan dengan politik apartheid-nya.
Sumber Energi Baru
Beberapa waktu lalu saya menulis tentang tidak perlunya kita berhemat BBM. Dalam artikel tersebut saya mengusulkan untuk dibuat Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Namun setelah merenungkan beberapa saat, ternyata Indonesia memiliki begitu banyak sumber energi. Sebagai contoh: Minyak bumi, gas bumi, panas bumi, air, angin, dll. Dua pilihan yang pertama adalah sumber energi yang habis pakai, namun saat ini sangat banyak digunakan. Tiga yang terakhir adalah sumber energi yang tidak pernah habis dipakai namun saat ini belum banyak dikembangkan.
Pertimbangan Penggunaan Sumber Energi:
Menurut pemikiran saya, terdapat beberapa hal yang mungkin bisa menjadi pertimbangan dalam pemilihan sumber energi baru. Hal tersebut antara lain:-Terdapat di banyak tempat-Memiliki potensi kekuatan/daya yang cukup besar.-Reliable-Murah-Mudah-Mengarah pada kemandirian bangsa
Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan diatas saya memiliki visi: ANGIN / AIR sebagai sumber energi baru untuk dikembangkan. Beberapa kelebihan angin/air sebagai sumber energi adalah sebagai berikut:
-Angin dan air sangat melimpah di IndonesiaBumi Indonesia yang berupa kepulauan terletak di garis khatulistiwa. Singkatnya, Indonesia memiliki garis pantai yang sangat panjang (berarti banyak angin).
-Indonesia juga memiliki curah hujan yang tinggi (berarti banyak air).Potensi kekuatan/daya yang dihasilkan luar biasa besar mengingat jumlah sumber daya yang juga teramat besar. (lihat point 1).
-Posisinya yang terletak di banyak tempat membuat Indonesia tidak bergantung pada satu pembangkit. (Tidak seperti sekarang, hiks..pada saat saya menulis ini sebenarnya sedang menggunakan genset karena sedang ada pemadaman dari PLN)
-Angin dan Air jelas murah karena tidak bisa dimonopoli oleh suatu perusahaan. Bahkan perusahaan negara-pun tidak bisa melakukannya.
-Relatif mudah, walaupun untuk ini perlu adanya riset untuk mengembangkan teknologinya. Karena ukuran pembangkit yang tidak perlu terlalu besar sehingga tidak terlalu kompleks.Visi saya, pembangkit-pembangkit energi ini dikelola oleh Kelurahan atau bahkan Kepala Keluarga. Sehingga cita-cita membangun kemandirian bangsa (dalam hal ini, energi) bukan lagi mimpi.

KONVERSI ENERGI ADALAH PROSES MENGGUBAH ENERGI SATU KE ENERGI YANG LAIN YANG DIINGINKAN.