Quipperian, di sekolah mungkin kamu pernah mempelajari jenis-jenis energi berdasarkan sifat sumbernya, salah satunya adalah sumber energi yang tidak bisa terbarukan seperti minyak, batu bara, dan gas alam. Sumber energi tersebut tidak dapat diperbarui karena begitu jumlahnya di bumi terbatas dan jika sudah habis, tidak akan ada lagi penggantinya.
Selain itu, sumber energi tak terbarukan ternyata memberikan efek samping yang tidak baik untuk bumi karena mencemari alam. Hal tersebut dikarenakan dalam proses perubahannya menjadi energi yang kita gunakan sekarang, berupa listrik atau bahan bakar kendaraan, sumber energi tersebut melepas radikal bebas maupun zat penyebab hujan asam. Ditambah lagi, sisa limbahnya seringkali mencemari air dan tanah.
Terlepas dari biaya pengolahan yang relatif lebih murah dan hasil keluaran dalam jumlah banyak, beberapa pihak mulai mencari sumber energi lain yang tidak akan pernah habis. Sumber energi ini disebut sebagai sumber energi terbarukan karena ketersediaannya yang tidak terbatas di alam. Seringkali, sumber energi ini juga disebut sebagai sumber energi alternatif karena mau tidak mau, sumber energi dari bahan bakar fosil yang telah dijelaskan di atas suatu saat akan habis dan kita harus segera menemukan sumber energi lain.
Beruntungnya, beberapa negara telah mengembangkan alat untuk bisa menyerap energi dari alam, seperti sinar matahari, air, angin, dan panas bumi, untuk diubah menjadi listrik maupun bahan bakar kendaraan. Mau tahu apa saja penemuan mereka? Simak pembahasan berikut, ya, Quipperian!
1. Buoyant Airborne Turbine (BAT) – Angin
Kita mungkin sudah sering mendengar tentang turbin tradisional seperti pada gambar di atas, ya, Quipperian. Negara-negara seperti Tiongkok, Amerika Serikat, Jerman, Denmark, Spanyol, dan India memang telah berhasil memproduksi lebih dari 175.000 megawatt daya dari turbin tersebut. Akan tetapi jumlah itu masih bisa dilipatgandakan, lho, melalui alat yang bernama Buoyant Airborne Turbine (BAT)!
Ide teknologi ini sederhana. Pada dasarnya, sebuah balon raksasa dengan turbin angin di tengahnya dibawa ke lahan lapang dan diangkat ke ketinggian hampir 2.000 kaki. Pada posisi tersebut, angin bisa bertiup dengan kecepatan yang jauh lebih besar ketimbang pada posisi di mana turbin angin tradisional diletakkan. Dengan demikian, BAT bisa menghasilkan kekuatan dua kali lipat daripada turbin angin tradisional!
Alat baru ini bahkan mampu menahan kecepatan angin hingga 43 mil per jam, lho! Selain itu, ketinggian posisi BAT juga bisa diatur pada posisi yang dirasa aman. Keuntungan lainnya, dampak yang dikeluarkan oleh mesin ini kepada lingkungan pun sangat minim. Tidak seperti turbin tradisional yang hanya diam di tempat, BAT juga dapat dengan mudah dibongkar dan dipindahtugaskan ke tempat lain jika dibutuhkan. Keren banget, ya, Quipperian! Semoga segera bisa digunakan di Indonesia, ya!
2. Oyster – Gelombang Laut
Oyster? Dari namanya, terdengar seperti kerang, ya, Quipperian! Eits, tunggu dulu. Penciptaan alat pengolah energi alam yang satu ini memang terinspirasi dari kerang, kok! Seperti kita ketahui, 70% komponen bumi adalah air.
Akan tetapi, sungguh menyedihkan bahwa kenyataan ini belum sepenuhnya menjadi keuntungan bagi manusia karena pemanfaatan gelombang laut masih menjadi bidang yang tertinggal dalam hal pengembangan energi alternatif. Untuk itulah Oyster lahir! Alat ini membawa misi mengedepankan pemanfaatan gelombang laut dalam penemuan sumber energi terbarukan.
Bentuk Oyster memang didesain bisa bergerak seperti cangkang kerang yang membuka dan menutup. Kepakannya berasal dari gelombang laut yang mendorong atau menarik alat tersebut. Oyster biasanya diletakkan sedalam 50 kaki di bawah permukaan air dengan jarak 1.600 kaki dari tepi pantai. Laut yang terus bergelombang membuat alat ini memiliki siklus tanpa akhir sehingga Oyster mampu memompa energi terus-menerus ke pusat pembangkit listrik tenaga air yang berada di daratan.
Sejauh ini, dua mesin Oyster telah berhasil diuji di lepas pantai Skotlandia. Satu mesin telah mampu menghasilkan daya sebesar 315 kilowatt sementara Oyster lainnya mengelola 800 kilowatt, yang mampu memenuhi kebutuhan 80 rumah. Kelebihan lainnya, alat ini bahkan tetap mampu beroperasi meski dalam kondisi badai, lho!
Perkebunan Oyster yang pertama, di pantai barat laut Skotlandia, telah mampu menghasilkan daya 40 megawatt dan terus dikembangkan dengan target 200 megawatt. Mengingat Indonesia adalah negara kepulauan dengan ratusan lepas pantai, kira-kira teknologi ini bisa diterapkan di sini, enggak ya, Quipperian?
3. Ganggang – Biofuel
Demi menemukan pengganti bahan bakar fosil, para peneliti mulai beralih ke bahan bakar nabati yang menghasilkan etanol atau biodiesel. Bahan bakar ini biasanya berasal dari tanaman seperti jagung, gandum, tebu, bit, kedelai, atau tanaman lainnya.
Akan tetapi, semua tanaman tersebut membutuhkan lahan untuk ditumbuhkan, yang bisa jadi diperoleh dengan menebangi hutan. Hmm, menebang hutan untuk mendapatkan sumber energi? Tentu bukan solusi yang baik. Tidak kehabisan akal, beberapa ahli lebih memilih untuk memanfaatkan alga.
Alga menjadi pilihan lain karena memang beberapa ganggang memiliki kandungan minyak alami sekitar 75% di dalam tubuhnya yang dapat dengan mudah diproses menjadi biofuel. Sisa pengolahan ganggang pun masih dapat digunakan sebagai pupuk alami untuk menumbuhkan lebih banyak lagi alga!
Tanaman ini menjadi alternatif yang bagus karena bisa tumbuh sangat cepat di air tanpa harus menebang hutan. Selain itu, rata-rata ganggang dapat menghasilkan sekitar 5.000 galon etanol per 100 m2 dalam satu tahun. Jumlah ini pun jelas lebih banyak jika dibandingkan tebu yang hanya mampu memproduksi 800 galon.
Para ilmuwan di Institut Teknologi Rochester, New York, telah menemukan keuntungan lain dari sumber biofuel ini, yaitu kemampuannya dalam membersihkan air limbah. Hal tersebut dikarenakan alga mengonsumsi limbah nitrat dan fosfat yang sekaligus mengurangi racun dan bakteri. Negara bagian Alabama telah menjadi rumah bagi sistem biofuel ganggang pertama. Semoga Indonesia bisa segera menyusul, ya!
4. Jendela Surya – Matahari
Setiap detik, matahari membombardir bumi dengan sekitar 174 kuadriliun (1015) watt energi. Betapa sayang kalau tidak dimanfaatkan dengan baik, ya, Quipperian. Sejauh ini, pemanfaatan paling populer dari energi matahari adalah berupa panel surya. Akan tetapi teknologi ini masih memiliki kekurangan, yaitu ia hanya mampu mengubah maksimum 20% dari energi matahari menjadi listrik dan biaya produksinya sangat mahal.
Namun baru-baru ini, para ilmuwan dari University of California telah menemukan terobosan baru dari panel surya. Bahan bakunya berasal dari zat plastik yang transparan terhadap spektrum cahaya normal, tetapi mampu mengambil cahaya inframerah. Karena terbuat dari plastik, harganya pun relatif lebih murah jika dibandingkan dengan panel surya tradisional.
Yang paling menarik, penemuan ini tidak seperti panel pada umumnya karena bentuknya berupa jendela yang bisa dipasang di rumah! Ya, selama jendela ini terpapar matahari, ia dapat mengubah energi matahari menjadi listrik.
5. Listrik Vulkanik – Geotermal
Suatu pembangkit energi yang bersumber dari geotermal atau energi panas bumi diibaratkan seperti pembangkit batubara tanpa batubara. Keduanya menggunakan prinsip kerja yang sama, yaitu memanaskan air sampai menjadi uap hingga mampu menjalankan turbin yang menghasilkan listrik.
Perbedaan mendasarnya adalah bahwa alih-alih membakar batu bara, pembangkit energi dengan panas bumi akan menggunakan energi panas dari bumi itu sendiri. Dengan mengebor lubang ke tanah sekitar dua hingga enam mil, suhu yang diperoleh bisa mencapai 160 hingga 600 derajat Fahrenheit.
Lokasi dengan aktivitas gunung berapi yang tinggi sangat ideal untuk jenis energi terbarukan ini karena magma yang berada di bawah tanah lebih dekat ke permukaan tanah dan tidak perlu menggali lubang terlalu dalam.
Baru-baru ini, para peneliti Islandia mengebor tanah dan tanpa sengaja terkena kantung magma. Mereka pun memutuskan untuk menuangkan air ke lubang tersebut untuk mengetes apa yang terjadi. Yang terjadi selanjutnya justru memecahkan rekor!
Uap menyembur keluar pada suhu di atas 842oF. Sebagai perbandingan, biasanya uap yang dihasilkan oleh pembangkit geotermal hanya sekitar 158oF. Jika pembangkit geotermal tradisional saja mampu menghasilkan sekitar 40 megawatt energi yang bisa memenuhi kebutuhan sekitar 11.500 rumah, jika penelitian ini berhasil, kekuatan baru yang dihasilkan bisa melipatgandakan jumlah listrik hingga sepuluh kali lipat!
Lalu, kira-kira seberapa besar pemanfaatan energi panas bumi yang bisa diperoleh dari Indonesia sebagai negara yang dilewati oleh jalur vulkanik teraktif di dunia, ya, Quipperian?
6. Gelas Kaca BetaRay – Matahari
Sebelumnya, kita sudah membahas tentang ketidakefisienan panel surya, ya, Quipperian. Ternyata ada lagi penemu yang memberikan solusi lain dari masalah ini, lho. Ia adalah Andre Broessel, seorang arsitek dari Jerman, yang muncul dengan ide sederhana namun brilian untuk meningkatkan efisiensi dalam pemanfaatan energi matahari!
Alatnya dinamakan bola kaca BetaRay. Ia mulai dengan memasukkan bola kaca tersebut – yang telah diisi cairan – ke dalam desain panel surya. Ide sederhana ini ternyata mampu meningkatkan keluaran energi sebesar 34%! Alat ini juga dilengkapi dengan pelacak yang mampu mengikuti pergerakan sinar matahari pada siklus rotasi harian bumi. Selain itu, BetaRay juga dapat memanfaatkan sinar matahari pada hari-hari mendung dan menghasilkan energi sebanyak empat kali lipat daripada panel surya normal.
Perangkat tersebut bahkan dapat menarik energi dari bulan pada malam yang cerah juga, lho! Alat ini bahkan dirancang khusus untuk bisa diletakkan di atas rumah atau gedung dengan luas lahan yang terbatas, tidak seperti panel surya yang membutuhkan tempat luas. Proyek ini memang masih dalam tahap pengembangan. Akan tetapi jika telah selesai, mungkin ia akan mengubah tampilan dari atap bangunan di seluruh dunia!
7. Virus – Piezoelektrik
Suatu terobosan telah terjadi di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley, California, di mana para ilmuwan berhasil membuat virus yang dapat menghasilkan muatan listrik. Bahan ini terbuat dari virus jenis M13, yang biasanya menginfeksi bakteri, yang telah direkayasa.
Singkat cerita, dengan bantuan virus, perangkat ini akan mampu mengubah gerakan sederhana seperti menekan tombol atau menggeser jari kamu di layar menjadi listrik. Aplikasi praktisnya tidak terbatas dan mungkin akan banyak digunakan pada teknologi nirkabel seperti ponsel dan laptop. Perkembangan ini nantinya membuat perangkat lain tidak bergantung lagi pada listrik dan bahkan dipastikan menjadi portabel.
Yang lebih hebat lagi adalah virus ini bisa disemprotkan ke permukaan apapun, seperti lantai atau kursi, kemudian menghasilkan listrik ketika distimulasi oleh gerakan atau tekanan. Akan tetapi mungkin kenyataan itu masih jauh untuk terwujud karena saat ini keluaran maksimal yang dapat diberikan oleh virus tersebut hanya ¼ dari baterai jam dinding di rumah kita.
8. Torium – Radioaktif
Torium merupakan salah satu jenis radioaktif yang sifatnya mirip dengan uranium, namun dapat menghasilkan 90 kali lebih banyak energi dan hanya mengeluarkan sedikit limbah. Jumlahnya juga ada tiga hingga empat kali lebih banyak di alam dan satu gramnya bahkan setara dengan 7.400 galon gas dalam hal menghasilkan energi! Oleh karena itu, salah satu perusahaan sistem tenaga laser di Connecticut telah mengaplikasikan zat ini ke dalam mesin mobil.
Hanya dengan menggunakan laser bertenaga delapan gram torium untuk memanaskan air dan menghasilkan uap, mobil tersebut dapat berjalan selama lebih dari 100 tahun atau sejauh satu juta mil tanpa perlu direformasi. Mesin mobil itu pun diklaim hanya berbobot sekitar 500 pon, jauh lebih ringan dari standar mesin mobil pada umumnya.
Tantangan terbesar adalah kenyataan bahwa thorium belum terbukti potensinya pada skala komersil. Para ilmuwan masih menempatkan uranium sebagai bahan bakar nuklir utama selama 60 tahun terakhir sehingga reaktor berbasis torium jauh lebih mahal untuk diproduksi. Tetapi tidak menutup kemungkinan bahwa di masa depan, mobil kita akan memiliki mesin bertenaga nuklir, Quipperian!
9. Mesin Pendorong Gelombang Mikro
Isu bahwa bumi beserta segala kehidupan di atasnya akan hancur membuat manusia berlomba-lomba ke luar angkasa demi menemukan planet baru untuk ditinggali. Kebutuhan perjalanan ke ruang angkasa pun diprediksi akan terus meningkat dalam beberapa dekade mendatang. Untuk itulah teknologi mesin yang didorong oleh gelombang mikro datang.
Jika telah dinyatakan layak, teknologi ini secara radikal dapat mengubah desain pesawat ruang angkasa di masa depan, yaitu dengan menghilangkan kebutuhan untuk membawa bahan bakar. Selama ini memang setengah dari massa pesawat ruang angkasa diisi oleh bahan bakar dan ini merupakan masalah besar.
Akan tetapi, teknologi ini pun diberi label “tidak mungkin” oleh para ilmuwan karena bertentangan dengan hukum ketiga Newton, yaitu hukum konservasi momentum. Hukum tersebut menyatakan bahwa untuk bergerak maju, suatu objek harus selalu meninggalkan sesuatu di belakang. Dalam hal ini, bahan bakar roket dikeluarkan untuk mendorong pesawat menembus ruang angkasa. Tapi dengan membuat gelombang mikro memantul ke reflektor di dalam ruang tertutup, para ilmuwan mungkin bisa tetap menghasilkan energi dorongan tanpa menggunakan propelan yang selama ini ada pada roket.
Ide ini pertama kali dipamerkan pada tahun 2006 oleh seorang ilmuwan bernama Roger Shawyer yang kemudian dibuktikan oleh tim peneliti dari Tiongkok pada tahun 2012. Akan tetapi, karena diangggap bertentangan dengan teori fundamental dalam fisika, teori itu pun tidak dianggap serius.
Baru pada bulan Juli 2014, gagasan tersebut mulai diterima berkat Guido Fetta dari NASA. Bahkan sekarang, meski para ilmuwan belum begitu yakin bagaimana cara kerjanya, mereka setuju bahwa hal itu mungkin berhasil. Jalan realisasinya pun masih sangat panjang karena progres saat ini, dorongan yang dihasilkan bahkan belum cukup untuk mengangkat koin satu sen dari atas meja.
10. International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) – Energi Nuklir
Tenaga nuklir telah menjadi sumber energi alam yang paling dapat diandalkan saat ini. Terlepas dari bayangan risiko kebocoran nuklir atau limbah radioaktif, faktanya bentuk energi ini tidak mencemari lingkungan atau menyebabkan bahaya apa pun, tentu jika kita berhati-hati.
Bahkan perkembangan teknologi ini telah menghasilkan beberapa hasil luar biasa, salah satunya adalah mesin ITER. Proyek ini sangat penting sehingga Tiongkok, India, Uni Eropa, Jepang, Korea Selatan, Amerika Serikat, dan Rusia telah bersatu untuk mewujudkannya.
Dibangun di wilayah selatan Prancis, proyek ini dianggap setara dengan membangun matahari di halaman belakang rumah kita sendiri karena mesin ini akan dapat mereplikasi proses yang terjadi pada bintang seperti matahari. Tidak seperti proses fisi, di mana atom-atom terpisah untuk menciptakan energi, prinsip fusi justru mengikat dua elemen untuk menghasilkan lebih banyak kekuatan.
Jenis energi ini pun tidak berbahaya, tidak menghasilkan limbah, dan sejauh ini, hal itu yang paling mungkin direalisasikan berdasarkan perkembangan sains saat ini. Untuk beroperasi, mesin ITER memerlukan energi 50 megawatt dan ia akan memberi 500 megawatt sebagai imbalan, cukup untuk memenuhi kebutuhan daya 130.000 rumah.
Pengetahuan teoritis untuk membangun reaktor nuklir satu ini telah ada selama beberapa dekade. Akan tetapi kendalanya ada pada bagaimana cara membangun sebuah reaktor yang mampu menahan suhu di atas 150 juta derajat. Untuk mencapainya, diperlukan elektromagnet untuk menjaga cairan panas tersebut menjauh dari reaktor dinding. S
ebenarnya proyek ini telah dimulai sejak 1985, tetapi baru pada tahun 2010 teknologi itu tersedia dan konstruksi dimulai. Prediksi masa depan mengatakan bahwa pada awal tahun 2030-an, ITER akan memulai operasinya dan diintegrasikan ke dalam jaringan listrik pada awal tahun 2040.
Semua penemuan di atas telah menunjukkan betapa hebatnya kemampuan manusia untuk terus bisa menciptakan hal baru demi kelangsungan hidupnya di bumi.
Lalu bagaimana dengan kamu, Quipperian? Apakah kamu berminat untuk meneruskan penemuan di atas? Atau justru kamu ingin menjadi salah satu penemu alat penghasil energi alternatif baru? Yuk, belajar dengan sungguh-sungguh untuk mencapai impian itu! Kamu juga bisa maksimalkan proses belajar kamu dengan berlangganan Quipper Video, lho! Klik link berikut, ya!
Link cara daftar: bit.ly/caradaftarquipper
Link registrasi: https://learn.quipper.com/signup/video/ID
Sumber:
- https://www.youtube.com/watch?v=oVOUE4sFMuw
- https://www.ilmusiana.com/2016/01/15-sumber-energi-alternatif-di-alam.html
- https://www.youtube.com/watch?v=ZHtGzXvAFjw
Penulis: Laili Miftahur Rizqi
