Sumber-Sumber Fisika dan Kimia
Energi Laut
Potensi
energi kelautan yang bersifat exhaustive (tak pernah habis), seperti
angin, gelombang, panas bumi dan OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) dapat
digunakan sebagai energi pembangkit listrik.
Energi laut yang dihasilkan dari gerakan dan perbedaan suhu
lapisan laut (samudera) merupakan sumber energi di perairan laut yang berupa
energi pasang surut, energi gelombang, energi arus laut, dan energi perbedaan
suhu lapisan laut.
Ada juga berasal dari aspek biologi berupa makroalga dan mikroalga.
Makroalga (rumput laut) dan mikroalga (alga/ganggang), keduanya bisa diekstrak
menjadi biofuel.
Arus Pasang Surut
Perkembangan teknologi pemanfaatan energi samudera khususnya
arus laut sebagai energi baru terbarukan di dunia saat ini berkembang dengan
pesat, seiring dengan meningkatnya tuntutan akan kebutuhan energi listrik
masyarakat kawasan pesisir serta semakin maraknya issu pemanasan global yang
mendorong untuk membatasi penggunaan bahan bakar hidrokarbon.
Prinsip yang dikembangkan pada aplikasi teknologi pemanfaatan
energi dari laut adalah melalui konversi tenaga kinetik masa air laut menjadi
tenaga listrik. Tercatat beberapa negara telah berhasil melakukan instalasi
pembangkit energi listrik dengan memanfaatkan energi arus dan pasang surut,
mulai dari prototype turbin pembangkit hingga mencapai turbin skala komersial
dengan kapasitas 1,2 MW/turbin, seperti yang telah dibangun di Skotlandia, Swedia, Perancis, Norwegia, Inggris, Irlandia
Utara, Australia, Italia, Korea Selatan dan Amerika Serikat. Kelebihan karakter fisik arus laut
ini memberikan peluang yang lebih optimal dalam pemanfaatan konversi energi
kinetic menjadi energi listrik.
Gambar 3.1. Kincir arus yang menghasilkan energi arus
Gelombang Laut
Gelombang laut merupakan salah satu bentuk energi yang bisa
dimanfaatkan dengan mengetahui tinggi gelombang, panjang gelombang, dan periode
waktunya. Ada 3 cara untuk menangkap energi gelombang, yaitu:
1.
Pelampung: listrik
dibangkitkan dari gerakan vertikal dan rotasional pelambung
2.
Kolom air yang
berosilasi (Oscillating Water Column): listrik dibangkitkan dari naik turunnya
air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya
kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas
pipa dan menggerakkan turbin.
3. Wave Surge. Peralatan ini biasa juga disebut
sebagai tapered channel atau kanal meruncing atau sistem tapchan, dipasang pada
sebuah struktur kanal yang dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan
gelombang, membawanya ke dalam kolam penampung yang ditinggikan. Air yang mengalir keluar dari kolam penampung ini yang
digunakan untuk membangkitkan listrik dengan menggunakan teknologi standar hydropower.
Energi ini dapat dikonversi ke listrik lewat 2 kategori yaitu
off-shore (lepas pantai) and on-shore (pantai).
Kategori lepas pantai (off-shore) dirancang pada kedalaman
sekitar 40 meter dengan menggunakan mekanisme kumparan seperti Salter Duck yang
diciptakan Stephen Salter (Scotish) yang memanfaatkan pergerakan gelombang
untuk memompa energi. Sistem ini memanfaatkan gerakan relatif antara
bagian/pembungkus luar (external hull) dan bandul didalamnya (internal
pendulum) untuk diubah menjadi listrik. Peralatan yang digunakan yaitu pipa
penyambung ke pelampung di permukaan yang mengikuti gerakan gelombang. Naik
turunnya pelampung berpengaruh pada pipa penghubung selanjutnya menggerakan
rotasi turbin bawah laut. Cara lain untuk menangkap energi gelombang lepas
pantai adalah dengan membangun tempat khusus seperti sistem tabung Matsuda,
metodenya adalah memanfaatkan gerak gelombang yang masuk di dalam ruang bawah
dalam pelampung dan sehingga timbul gerakan perpindahan udara ke bagian atas
pelampung. Gerakan perpindahan udara ini menggerakkan turbin. Pusat Teknologi
Kelautan Jepang telah mengembangkan prototype jenis ini yang disebut ‘Mighty
Whale’ berupa peralatan penangkap gelombang yang di tempatkan di dasar laut
(anchored) dan dikontol dari pantai untuk kebutuhan listrik di pulau-pulau
kecil.
Sistem on-shore mengkonversi gelombang pantai untuk
menghasilkan energi listrik lewat 3 sistem: channel systems, float
systems dan oscillating water column systems. Prinsipnya energi
mekanik yang tercipta dari sistem-sistem ini secara langsung mengaktifkan
generator dengan mentransfer gelombang pada fluida, air atau udara penggerak
yang kemudian mengaktifkan turbin generator. Pada channel systems gelombang
disalurkan lewat suatu saluran kedalam bangunan penjebak seperti kolam buatan
(lagoon). Ketika gelombang muncul,
gravitasi akan memaksa air melalui turbin guna membangkitkan energi listrik. Pada
float systems yang mengatur pompa hydrolic
berbentuk untaian rakit-rakit dihubungkan dengan engsel-engsel (Cockerell)
bergerak naik turun mengikuti gelombang. Gerakan relatif menggerakkan pompa
hidrolik yang berada di antara dua rakit. Tabung tegak Kayser juga dapat
digunakan dengan pelampung yang bergerak naik turun didalamnya karena adanya
tekanan air. Gerakan antara pelampung dan tabung menimbulkan tekanan hidrolik
yang diubah menjadi energi listrik. Oscillating water column systems menggunakan
gelombang untuk menekan udara diantara kontainer. Ketika gelombang masuk ke
dalam kolom kontainer berakibat kolom air terangkat dan jatuh lagi sehingga
terjadi perubahan tekanan udara. Sirkulasi yang terjadi mengaktifkan turbin
sebagai hasil perbedaan tekanan yang ada. Beberapa sistem ini berfungsi juga
sebagai tempat pemecah gelombang ‘breakwater’ seperti di pantai Limpit,
Scotlandia dengan energi listrik yang dihasilkan sebesar 500 kW.
Ada empat teknologi energi gelombang yaitu sistem rakit
Cockerell, tabung tegak Kayser, pelampung Salter, dan tabung Masuda.
A.
Sistem
rakit Cockerell berbentuk
untaian rakit-rakit yang saling dihubungkan dengan engsel-engsel dan sistem ini
bergerak naik turun mengikuti gelombang laut. Gerakan relatif rakit-rakit
menggerakkan pompa hidrolik yang berada di antara dua rakit.
B.
Sistem
tabung tegak Kayser menggunakan
pelampung yang bergerak naik turun dalam tabung karena adanya tekanan air.
Gerakan relatif antara pelampung dan tabung menimbulkan tekanan hidrolik yang
dapat diubah menjadi energi listrik.
C.
Sistem
Pelampung Salter memanfaatkan
gerakan relatif antara bagian pembungkus luar (external hull) dan bandul
didalamnya (internal pendulum) untuk diubah menjadi energi listrik.
D.
Pada
sistem tabung Masuda metodenya
adalah memanfaatkan gerak gelombang laut masuk ke dalam ruang bawah dalam
pelampung dan menimbulkan gerakan perpindahan udara di bagian ruangan atas
dalam pelampung. Gerakan perpindahan udara ini dapat menggerakkan turbin udara.
Angin
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam,
Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi
listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup
sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar
rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan
energi listrik. Berdasarkan Green and Clean Energy for Indonesia, angin kelas 4
(1,6 – 3,3 m/s) adalah batas minimum dan angin kelas 9 (13,9 – 17,1 m/s) adalah
batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi
listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum
dapat dimanfaatkan. Secara sederhana sketsa kincir angin disajikan pada Gambar
3.2.
Gambar 3.2. Perangkat kincir angin sebagai pembangkit listrik
Bioaktif
Bahan-bahan
bioaktif (Bioactive sub-stances) atau berbagai macam bahan kimia yang
terkandung dalam tubuh biota laut merupakan potensi yang sangat besar bagi
penyediaan bahan baku industri farmasi, kosmetika, pangan dan industri
bioteknologi lainnya. Sejauh ini, pemanfaatan potensi bahan-bahan bioaktif
untuk keperluan industri terutama bioteknologi masih rendah (DAHURI et al.,
1996).
Pemanfaatan
bahan-bahan bioaktif (natural product) dari biota laut praktis belum
berkembang, padahal di negara-negara seperti Amerika Serikat, Jepang, dan
Malaysia, industri bioteknologi yang mengelola bahan- bahan bioaktif dari laut
telah menjadi salah satu industri andalan. Di Hawai, Amerika Serikat, yang
hanya memiliki sedikit terumbu karang, telah berhasil mengembangkan industri
pembuatan tulang dan gigi palsu yang terbuat dari hewan karang. Di Madagaskar,
salah satu jenis biota terumbu karang telah diekstrak zat bioaktifnya untuk
industri obat anti kanker.
Indonesia
yang memiliki keanekaragaman hayati tinggi mempunyai potensi besar untuk
mengembangkan industri bioteknologi. Hal ini merupakan tantangan untuk
diwujudkan untuk dinikmati hasilnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar