5 Jenis Sumber Energi Terbarukan Teratas

Artikel ini menyoroti lima jenis sumber energi terbarukan teratas. Jenisnya adalah: 1. Energi Matahari 2. Energi Angin 3. Energi Panas Bumi 4. Energi Pasang Surut 5. Energi Biomassa.

Sumber Energi Terbarukan: Tipe #1. Energi Matahari:

Sinar matahari langsung yang disadap dalam sel fotovoltaik —dapat diubah menjadi energi. Energi ini ­dikenal sebagai energi matahari.

Proses:

Sejauh ini, dua proses dianggap sangat efektif untuk memanfaatkan energi surya:

1. Fotovoltaik:

Ini adalah proses mengubah sinar matahari langsung menjadi energi listrik melalui perangkat semikonduktor. Ini telah mendapat beberapa aplikasi. Namun proses konversinya ­mahal—tiga kali lebih mahal daripada energi angin dan tenaga panas matahari. Namun, penelitian lanjutan telah menurunkan biaya produksi dan meningkatkan efisiensi dan masa pakainya.

Pada akhir 1990-an, teknologi ini meningkat secara signifikan dan menjadi ekonomis. Pencarian ulang ­dilakukan untuk mengurangi biaya bahan semikonduktor, perbaikan proses konversi dan komposisi panel surya.

Dalam hal ini, tiga jenis sistem fotovoltaik telah berkembang:

(a) Struktur kristal tunggal atau polikristalin,

(b) Struktur atau Modul Konsentrator, dan

(c) Modul film tipis.

Kristal silikon tunggal dan sel silikon polikristalin adalah sistem yang populer untuk mengumpulkan energi matahari. Dalam Sistem konsentrator, unit melacak posisi matahari dan menyiapkan sel, menggunakan lensa atau cermin untuk menerima sinar matahari. Ini lebih baik daripada kolektor pelat datar.

Fotovoltaik ‘film tipis’ terdiri dari bahan semikonduktor terbaik, disimpan di atas kaca atau baja tahan karat. Sistem ini lebih murah. Strukturnya menggunakan silikon amorf—sekarang digunakan secara komersial di berbagai negara.

Teknologi Termal Surya:

Teknologi panas matahari, yang dikenal sebagai Sistem Luz (diciptakan oleh Luz International Limited) terdiri dari cermin mirip palung dengan ­instrumen penginderaan cahaya dan mikroprosesor untuk menyadap dan mengubah sinar matahari menjadi energi.

Sinar matahari yang masuk dipantulkan oleh cermin ke pipa baja yang dilapisi. Oli variasi khusus dialirkan melalui pipa dan dipanaskan hingga 411,6°C. Ini akan menghasilkan uap super panas yang akan menyalakan generator turbin listrik. Dalam sistem ini, daya yang tersimpan dapat digunakan juga pada malam hari.

Sebuah usaha patungan disponsori oleh Israel dan Amerika Serikat Arnold J. Glodman dan Patrick Francois, dua insinyur, pertama kali menemukan pabrik ini, didirikan di gurun Mojave di Los Angeles pada tahun 1989. Sistem ini memiliki beberapa keunggulan relatif atas semua sumber energi tak terbarukan lainnya .

Biayanya kompetitif, ramah lingkungan, dan mudah dibangun. Ini 7% lebih efektif daripada pembangkit berbasis batu bara atau minyak dan 10% lebih efektif daripada pembangkit nuklir. Jenis tanaman ini akan lebih efektif di daerah cerah yang cerah di seluruh dunia.

Produksi:

Energi surya, meski harganya turun, masih menyumbang kurang dari 0,5% dari produksi energi global ­. Namun, mengingat pengurangan biaya dan potensi besar, kemungkinan akan tumbuh dengan mantap. Di India dan Cina, sekarang semakin banyak digunakan dalam peralatan seperti pemanas air, pengering tanaman, kompor, dll.

China, dalam hal ini, berada di depan negara lain yang memproduksi 20.000 meter persegi pengumpul panas. Beberapa negara kini serius mencoba menggunakan tenaga surya dalam elektrifikasi pedesaan. Do ­minican Republic, misalnya, memulai program bersama, dengan perusahaan AS – Enersol Associates – untuk memperluas listrik ke daerah pedesaan. Sri Lanka dan Indonesia juga berada di jalur yang sama.

Produksi tenaga listrik dari energi matahari tidak terlalu tinggi. Itu kurang dari 700 GWH. Empat perlimanya diproduksi oleh AS, khususnya di gurun California di mana daya 600 MW dihasilkan dari energi matahari. Israel juga menghasilkan sejumlah energi. Sekarang lampu portabel, kalkulator, pengisi daya baterai dijalankan dengan energi matahari.

Prospek:

Prospek energi matahari tidak terbatas. Meskipun penyebaran sel fotovoltaik tidak sesuai harapan, efisiensinya telah meningkat secara signifikan. Diperkirakan akan naik jauh lebih banyak ketika harga turun. Kemajuan teknologi yang lebih besar dari sel ini akan menyebabkan energi matahari merebut pasar yang besar di tahun-tahun mendatang.

Sumber Energi Terbarukan: Tipe #2. Energi Angin:

Energi angin benar-benar bebas polusi, sumber energi terbarukan yang tidak ada habisnya. Mekanisme konversi energi dari hembusan angin sangat sederhana dan dipraktikkan sejak abad ­pertengahan. Energi kinetik angin, melalui turbin, diubah menjadi energi listrik.

Sistem angin planet di bumi sangat dapat diprediksi dan konsisten.

Menurut karakteristik, kecepatan dan pola hembusan sistem angin, dapat dibagi menjadi tiga jenis:

1. Sistem Angin Permanen,
2. Sistem Angin Lokal, dan
3. Angin Pesisir, Darat dan Laut.

Sistem angin permanen adalah angin pasat—Barat; sistem angin lokal seperti angin muson pada musimnya. Selain angin kencang pesisir, angin darat dan laut sangat konsisten dan sangat kuat sehingga, jika digunakan dengan benar, dapat menghasilkan listrik dalam jumlah yang cukup besar tanpa biaya berulang yang signifikan.

Produksi:

Sejauh ini, hanya sedikit negara yang mampu memanfaatkan listrik dalam jumlah yang cukup besar dari tenaga angin. Amerika Serikat menghasilkan maksimum — 2.700 Giga-watt jam pada tahun 1993-94, diikuti oleh Den ­mark—744 Giga-watt jam dan Australia —125 Giga-watt jam.

Pada tahun 1999, 20.000 turbin angin beroperasi, tersebar di 12 negara dengan kapasitas terpasang lebih dari 2.200 megawatt.

Di antara negara konsumen, Denmark mencatat tingkat pertumbuhan maksimum di mana 3.400 turbin menyumbang 3% dari total kebutuhan energinya. USA — negara penghasil tenaga angin terbesar — memiliki sebagian besar stasiun pembangkit terbatas di California, di mana sekitar 15.000 turbin menyumbang 1 % dari kebutuhan nasional.

India, dalam hal produksi energi angin, tidak ketinggalan jauh. Ini memiliki program ambisius untuk memasang 250 turbin angin, dengan total kapasitas 45 megawatt, tersebar di 12 lokasi yang sesuai, khususnya di daerah pesisir. Turbin India yang sangat andal, seperti yang diperkirakan oleh Kementerian Tenaga dan Energi, akan mampu menghasilkan 3.000 megawatt dalam waktu dekat.

Kementerian Sumber Energi Non-Konvensional sedang mengembangkan tenaga angin di India untuk mengurangi beban tagihan impor minyak. Potensi pembangkit tenaga angin di negara ini melebihi 150.000 megawatt, yang 1/4-nya dapat diperoleh kembali.

Keuntungan:

1. Ramah lingkungan dan bebas polusi.
2. Biaya operasional dan pemeliharaan minimal.
3. Perencanaan, laporan proyek, laporan kelayakan teknis dan konstruksi hanya membutuhkan beberapa bulan.
4. Turbin kecil membutuhkan teknologi sederhana.
5. Turbin kecil seringkali berguna untuk transmisi di daerah terpencil. Kerugian transmisi, oleh karena itu, dihindari.

Kekurangan:

1. Dibandingkan dengan bahan bakar fosil, masih tidak layak secara ekonomi karena hasilnya sangat rendah dan tidak menentu.
2. Sebagian besar mesin akan diimpor dari Amerika Serikat dan Eropa.
3. Konstruksi sangat sulit karena sebagian besar lokasi terletak di medan yang tidak dapat diakses dan tidak bersahabat.
4. Hembusan angin mungkin tidak menentu.

Masa Depan Energi Angin:

Eksperimen yang berbeda dari pengembangan energi angin dalam dua dekade terakhir (1980-2000) telah menghasilkan penurunan harga teknologi dan lebih banyak kemampuan beradaptasi dari mesin dalam ­kondisi yang berbeda. Turbin angin sekarang relatif lebih murah dan biaya turun menjadi sepertiga dari harga sebelumnya.

Ketika desain yang jauh lebih baik akan hadir di pasar, itu akan lebih murah daripada pembangkit berbasis batu bara atau minyak. Itu kemudian akan menjadi energi dunia masa depan.

Sumber Energi Terbarukan: Jenis #3. Energi Panas Bumi:

Di bawah kerak bumi (tebal 12-60 km) suhu meningkat dengan kedalaman.

Lapisan kedua—mantel tebalnya sekitar 3.000 km. Ketiga adalah inti luar yang tebalnya sekitar 2.000 km. Inti dalam (lapisan ke-4) berjarak sekitar 1.500 km

Suhu di inti bumi dapat mencapai 4.800°C dimana semua material berat seperti nikel, besi dll diubah menjadi bentuk lava cair.

Jika celah atau retakan berkembang di kerak dan mantel, maka magma keluar dari mantel dengan kuat. Energi panas yang luar biasa ini berhasil disadap dan dapat diubah menjadi energi listrik. Hal ini dikenal sebagai ‘Energi Panas Bumi’.

Energi ini sekarang dianggap sebagai salah satu sumber energi utama yang dapat meredakan krisis energi dunia saat ini. Area yang mungkin di mana energi panas bumi dapat disadap adalah geyser, mata air panas, gunung berapi, dll.

Penggunaan energi panas bumi sama tuanya dengan peradaban itu sendiri. Mata air panas dan geyser digunakan sejak periode Abad Pertengahan.

Upaya modern pertama yang berhasil (1890) untuk menyadap panas bawah tanah dilakukan di kota Boise, Idaho (AS), di mana jaringan pipa air panas dibangun untuk memberikan panas ke bangunan di sekitarnya. Pabrik ini masih bekerja dengan lancar.

Selanjutnya, ide ini menyebar di Eropa. Pada tahun 1904, sistem konversi energi asli diterapkan di distrik Tuscany Italia. Selandia Baru adalah negara ketiga, di mana pembangkit panas bumi dibangun di Wairaka pada tahun 1958 untuk menghasilkan daya 300 MW.

Intrusi magmatik yang keluar dari kedalaman enam-tujuh mil (10 km) sering membuat genangan air yang besar dengan suhu bisa melebihi 500°F (260°C). Seringkali, ini menghasilkan geyser besar seperti Old Faithful di Taman Yellowstone, AS Geyser dan mata air panas ini adalah sumber energi tanpa akhir sepanjang tahun, jika disadap dengan benar.

Teknologi pembangkit panas bumi sangat sederhana. Air permukaan—melalui lapisan berpori atau retakan— meresap sangat dalam dan menemukan hot spot, formasi geologi khusus, yang menjadi sangat panas. Air panas ini kemudian dikeluarkan ke atas secara otomatis dan dikumpulkan untuk menghasilkan energi. Jika tidak dikeluarkan, dapat dikumpulkan melalui operasi pengeboran.

Proses umum di unit panas bumi adalah:

1. Uap alami yang keluar langsung masuk ke dalam pipa untuk menggerakkan mesin pembangkit.
2. Air panas dari bawah tanah digunakan untuk keperluan pemanasan perumahan atau industri.
3. Air permukaan dingin diinjeksikan ke reservoir panas bawah tanah yang menghasilkan uap yang digunakan di turbin.

Produksi:

Energi panas bumi adalah salah satu sumber energi yang tumbuh paling cepat. Pada tahun 1995-1996, produksi global mencapai 48.040 juta kilowatt jam, mencatat peningkatan sebesar 69% sejak tahun 1985.

AS adalah penghasil energi panas bumi terbesar, menghasilkan 18.000 juta KW jam, mencatat pertumbuhan 58% sejak 1985. Upaya pertama untuk menghasilkan energi dari sumber ini dilakukan pada tahun 1890 di kota Boise, Idaho. Sejak 1960, upaya dilakukan untuk memperkirakan potensi air dan uap panas bumi di geyser California. Hingga tahun 1990, 20 pembangkit listrik di 150 sumur air panas dan uap mulai menyumbang 3% listrik yang dikonsumsi di California.

Pada tahun 1979, sebuah sumur geo-thermal dibor di Chesapeake Bay-shore, Maryland. Lokasi potensial untuk produksi panas bumi telah dialokasikan dari Georgia Selatan hingga New Jersey.

Meksiko, Filipina, Italia, Jepang, dan semua negara yang dipenuhi gunung berapi lainnya sekarang menghasilkan energi panas bumi dalam jumlah besar.

Keuntungan:

1. Sumber energi serbaguna dengan berbagai kegunaan.
2. Memiliki potensi yang sangat besar, jika dimanfaatkan dengan baik.
3. Deteksi hot spot di bawah permukaan bumi sangat mudah melalui citra satelit.
4. Biaya berulang dapat diabaikan.

Kekurangan:

1. Penurunan muka tanah dapat terjadi.
2. Mineral bawah tanah dapat mencemari air setempat.
3. Biaya awal tinggi.

Sumber Energi Terbarukan: Tipe #4. Energi Pasang Surut:

Arus laut adalah gudang energi tak terbatas. Sejak awal abad ke-17 hingga ke-18, upaya terus-menerus dilakukan untuk menciptakan sistem energi yang lebih efisien dari ­gelombang pasang arus laut yang berkurang. Pesisir New England di AS telah menyaksikan percobaan ini selama 300 tahun.

Proyek energi pasang surut pertama, mungkin, merupakan gagasan dari Dr. Franklin Roosevelt. Di Bay of Fundy, Kanada, ia memperkirakan variasi tinggi gelombang pasang melebihi 10-15 m. (30 sampai 50 kaki). Upaya ini sia-sia. Setelah tahun 1980, pemerintah Kanada kembali mengambil proyek tersebut dan membangun bendungan sepanjang 8 km (lima mil) untuk memanfaatkan energi pasang surut.

Sejak itu, setidaknya 15 proyek pasang surut telah dilakukan di kawasan Fundy Bay. Terkemuka di antaranya adalah Annapolis, Shepody, Cabscook, dan Amherst dll.

Prancis juga merupakan produsen utama energi pasang surut. Muara La Ranee adalah yang terbesar di Prancis di mana produksi listrik memenuhi permintaan lingkungan. Saint Michael adalah ­area lain di mana pekerjaan konstruksi sedang berlangsung. Severn di Inggris dan Teluk Kislaya di Rusia juga menghasilkan listrik pasang surut. Pemerintah India sekarang berencana untuk mendirikan beberapa proyek pembangkit listrik tenaga pasang surut di Pantai Timur dan Teluk Kutch.

Sumber Energi Terbarukan: Tipe #5. Energi Biomassa:

Biomassa mengacu pada energi yang dapat dimanfaatkan dari pembakaran segala bentuk pertumbuhan alami. Ini bisa berupa limbah hewan dan tanaman —umumnya kayu bakar, kotoran dan sisa tanaman.

Biomassa merupakan sumber potensial konversi energi. Itu dapat diubah menjadi energi listrik, energi panas, atau gas untuk memasak dan mengisi bahan bakar mesin. Ini akan menghapus limbah atau sampah di satu sisi dan menghasilkan energi di sisi lain.

Ini akan meningkatkan kehidupan ekonomi daerah pedesaan di negara-negara terbelakang dan berkembang, mengurangi pencemaran lingkungan, meningkatkan kemandirian dan mengurangi tekanan pada kayu bakar. Sumber energi multi-manfaat memang!

Energi biomassa sangat berbeda di daerah industri pedesaan dan perkotaan:

1. Di kawasan industri perkotaan, pembuangan limbah padat merupakan masalah serius. Itu dapat diambil sebagai bahan baku untuk menghasilkan listrik. Menurut perkiraan, setiap kg limbah padat ini dapat menghasilkan energi sebesar 12.000 BTU. Energi ini dapat dengan mudah digunakan pada generator biasa.

Proses:

Proses daur ulang limbah dan pembangkit listrik sangat sederhana. Sampah membutuhkan pengeringan, penghancuran dan penyaringan udara untuk menghilangkan kelembapan dan partikel yang tidak mudah terbakar.

2. Perekonomian pedesaan juga berhasil menggunakan biomassa untuk pembangkit energi dan limbah perkotaan sebagai pupuk di lapangan. Kayu bakar, kotoran, dan sisa tanaman berhasil diubah menjadi energi setelah gasifikasi. Gasifikasi biomassa ini dapat diubah menjadi energi listrik, atau digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak atau mesin.

Proses:

Proses konversi bahkan sudah dikenal sejak tahun 1940. Namun proses gasifikasi baru lebih efisien. Turbin gas atau gasifikasi Biomassa dapat mengubah biomassa menjadi gas, dapat digunakan seperti gas batubara. Upaya yang berhasil dilakukan untuk penanaman biomassa dan gasifikasi skala besar di ­perkebunan tebu Bra zilian di mana sari tebu diubah menjadi etil alkohol, yang dapat digunakan dalam mobil.

Eksperimen sukses serupa sekarang sedang dilakukan di AS untuk menggunakan ekstrak kacang kedelai untuk menghasilkan bahan bakar mobil. Etanol hasil fermentasi tebu juga berhasil digunakan sebagai bahan bakar transportasi. Ini pada akhirnya dapat mengurangi ketergantungan pada minyak bumi.

Keuntungan:

1. Elektrifikasi ke pedesaan akan lebih murah dan mudah.
2. Ini akan menghasilkan lapangan kerja di daerah pedesaan di negara-negara berkembang berpenduduk padat.
3. Mengurangi ketergantungan impor bahan bakar fosil.
4. Ramah lingkungan, residu dapat terurai secara hayati.

Masalah:

Konversi biomassa menjadi energi, bagaimanapun, tidak lepas dari masalah.

Masalah utamanya ­adalah:

1. Perkebunan biomassa dapat menghambat keseimbangan ekologis.
2. Erosi tanah akan semakin cepat.
3. Nutrisi tanah akan habis.

Listrik Bio-gas di Dunia Berkembang:

Di negara-negara berpenduduk padat di Asia Tenggara, biogas digester telah memberikan harapan baru untuk mengatasi krisis energi yang terus meningkat. Fermentasi sederhana dari zat organik melalui kamar gas yang dibangun di dalam negeri menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk listrik rumah tangga, memasak ­, memanaskan dan memompa air. Kotoran sapi digunakan sebagai bahan bakar utama, tersedia di dalam rumah tangga tanpa biaya tambahan.

Saat ini, China dan India masing-masing memiliki setidaknya 7 juta dan 2 juta biogas digester ­.

Digester ini memiliki beberapa keunggulan:

1. Lebih murah untuk dipasang.
2. Prosesnya sederhana.
3. Operasi bersih.
4. Meningkatkan kemandirian.
5. Bentuk produksi energi terbarukan.

Kamar gas telah berkembang jauh dari kamp konsentrasi Naji. Kemudian (1940-45) ‘kamar gas’ Naji Jerman adalah kamar kematian. Sekarang mereka adalah ruang bio (kehidupan). Seperti yang dikatakan fisikawan terkenal Kapitza: Berbicara tentang energi atom dalam kaitannya dengan bom atom sebanding dengan berbicara tentang listrik dalam rantai listrik.