Indonesign Weblog

Energi-alternatif, pemanfaatan suhu udara panas

Posted on: October 13, 2008

Laju pertambahan penduduk yang eksponensial dan penyediaan sumber energi fosil yang semakin berkurang adalah salah satu faktor penyebab timbulnya krisis energi.

Untuk mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi fosil maka beberapa negara telah banyak melakukan berbagai macam inovasi, hingga akhirnya teknologi baru tersebut matang untuk dipasarkan.
Antara lain dapat dilihat pada thread berikut.

http://kaskus.us/showthread.php?t=1106827

Pentingnya kemampuan negara untuk menganalisa jenis teknologi energi-alternatif mana yang akan diterapkan akan sangat mempengaruhi perkembangan dan masa depan teknologi tersebut.
Ketidakcermatan dalam pemilihan teknologi justru akan menempatkan kita sebagai negara PENDONOR atau ladang penyediaan bagi negara maju. Yang pada akhirnya malah akan menghancurkan potensi yang dimiliki.
Seperti banyaknya penggundulan hutan untuk dijadikan ladang perkebunan minyak sawit sebagai pemasok Industri BIOFUEL.!!


19 October 2007. KUALA CENASKU AREA, RIAU PROVINCE, SUMATRA, INDONESIA.

Selain faktor potensi alam dan faktor ramah lingkungan, faktor lain yang harus diperhatikan adalah mahal atau tidaknya teknologi tersebut.


Pembangkit listrik dengan pemanfaatan gerakan udara panas ( Das Aufwindkraftwerk/ Thermikkraftwerk/ Solar Chimney).

Dalam bukunya yang berjudul “Das Aufwindkraftwerk” Prof.Jörg Schleich, Professor di Universitas Stuttgart-Jerman, menjabarkan tentang teknologi mudah dan murah yang dapat dikembangkan dinegara berkembang.
Terlepas dari tujuan buku tersebut yang tidak lain adalah untuk mengurangi laju pertambahan penduduk di negara berkembang, yang akhirnya dapat memicu arus imigrasi ke negara maju, saya melihat teknologi ini ada kemungkinan dapat dikembangkan di indonesia.

Teknologi ini menggunakan prinsip yang sama seperti pembangkit listrik tenaga air, hanya sebagai media udara lah yang digunakan untuk menggerakan turbin.

Bagaimanakah prinsip kerjanya??

Pembangkit listrik ini membutuhkan tiga macam komponen dasar, yang terdiri dari
-Atap ( dari gelas atau kaca, sebagai kolektor sinar matahari )
-Turbin
-Cerobong (chimney)

perhatikan gambar berikut.

Spoiler for :

Licht = cahaya (matahari)
Lichtdurchlassiges Dach= atap yang tembus cahaya
Luftstrom= aliran udara
Kamin= cerobong

Prinsip Kerja

Udara dalam atap ( kaca) akan dipanaskan oleh cahaya matahari.
Dalam ilmu Fisika, dikenal suatu hukum apabila udara dipanaskan, maka molekul udara tersebut akan bergerak lebih cepat dan saling bertabrakan hingga volumenya menjadi lebih besar.Karena jumlah molekulnya sama, maka kepadatannya (Rho) menjadi lebih rendah, akibatnya masa udara menjadi lebih ringan dan akan mengalir keatas.

Lalu udara panas ini akan mengalir masuk kedalam cerobong.
Didalam cerobong, udara ini memiliki masa jenis yang rendah, akibatnya tekanan udara dibawahnya menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar, sehingga ada “efek yang menarik” udara masuk kedalam cerobong. Efek ini menambah kecepatan aliran udara kedalam cerobong.
Dalam ilmu Fisika efek ini dikenal dengan nama natural draft (chimney effect).

Spoiler for :

Chimney Effect

Semakin tinggi cerobong maka semakin besar efek yang dihasilkan!

Aliran udara didalam cerobong otomatis akan menggerakan turbin yang terdapat dalam cerobong (lihat gambar dibawah).
Turbin akan dihubungkan dengan generator, sehingga dapat membangkitkan energi listrik.

Energi listrik yang dihasilkan adalah energi yang ramah lingkungan, karena dalam proses ini tidak terjadi pembakaran sehingga tidak terdapat gas buang (CO2).

Besarnya energi sinar matahari

Spoiler for :

Dari keseluruhan sinar matahari yang dipancarkan, 19 %nya diserap oleh atmosphere dan awan ,26% akan dipantulkan kembali ke angkasa dan sisanya( 55%) datang kebumi sebagai pancaran sinar langsung (direct radiation)atau pancaran sinar diffusi (akibat terhalang oleh gumpalan awan).
Total dari pancaran sinar langsung dan sinar diffusi dikenal dengan nama global radiation.
Dari 55% itu, 4% akan dipantulkan dan selebihnya (51%) akan diserap oleh permukaan bumi (termasuk lautan).
Sinar matahari memiliki intensitas energi sekitar 1370 W/m² (tergantung dari rendah tingginya permukaan, sudut jatuh). Konstanta ini dikenal dengan “solar constant“.


global radiation negara Jerman

Spoiler for :

Direktstrahlung = direct radiation
Difusstahlung = diffuse radiation
global radiation untuk kota Würzburg,Jerman- rata-ratanya perhari.
Spoiler for :

Output of measured global radiation and computed global radiation computed by Rayman for the 2. July 1999 in Freiburg, Jerman -selama 24 jam.


The World global Solar Energy Map

Keuntungan lain dari teknologi ini adalah dari segi pemanfaatan sinar matahari, dimana pemanasan udara tidak hanya tergantung terhadap curah sinar matahari langsung (direct radiation), tapi juga terhadap sinar diffusi (diffuse radiation). Sehingga alat dapat berfungsi walaupun langit tengah diselimuti awan. Selain itu permukaan bumi menyimpan panas (51%) dan akan disalurkan kembali pada malam harinya, sehingga alat dapat menghasikan listrik selama 24 jam!!

Prototype
Tahun 1981 mulai dibangun prototip di Manzanares, terletak 150 Km selatan dari kota Madrid (Spanyol). Tahun 1986 prototip selesai dibangun dan mulai beroperasi.
Dengan rincian protoptip sebagai berikut,
-Atap kaca berdiameter 240 meter.
-Tinggi cerobong 195 meter dengan diameter cerobong 10 meter, cerobong terbuat dari besi.
-Turbine, Vertikal turbin dengan 4 rotor

Spoiler for :

Prototip di Manzanares,Spanyol

Prototip untuk tujuan studi hanya dioperasikan selama 3 tahun.
Prototip dioperasikan 32 bulan terus menerus.
Listrik yang dihasilkan sebanyak 50 Kw. ( cukup untuk 50 rumah, tiap rumah 1.000 watt)!!
Selebihnya Prototip masih terus menghasilkan listrik selama tujuh tahun.
Tahun 1989 cerobong rubuh diakibatkan badai angin.

Dengan ukuran diameter atap yang mencapai beberapa kilometer dan tinggi cerobong yang mencapai 1000 meter dapat dihasilkan listik sebesar 100-200 Mw!!

Untuk membuktikan berfungsinya teknologi tersebut, mahasiswa jurusan teknik Universitas Braunschweig-Jerman memperagakan demo pembuatan solar chimney.

Spoiler for :

Dengan memanfaatkan sinar matahari diatas bidang tanah seluas 2×2 Meter, turbin dapat berputar dengan kecepatan hingga 1.000 rpm.

Proyek masa depan
Perusahaan Australia Enviromission yang bergerak dalam bidang energi alternatif, merencanakan akan merealisasikan pembangunan solar chimney terbesar di dunia. Dengan tinggi cerobong yang mencapai 1 Km, dan atap gelas sebagai kolektor sinar matahari seluas 13 Km^2 bangunan ini akan
menelan biaya sebesar 342 juta dollar(? aus atau us dollar).
Daya listrik yang dihasilkan diperkirakan mencapai 200 Mw dan diperkirakan akan memenuhi kebutuhan listrik sebanyak 200.000 rumah ( 1 rumah = 1.000 Watt)!!


Variasi dari solar chimney

-Floating Solar Chimney
menggunakan prinsip yang sama, hanya cerobong bersifat fleksibel.

Spoiler for :

-Vortex Engine

menggunakan prinsip yang sama, hanya aliran udara panas akan dibuat berputar.


Setelah melihat kemudahan dari teknologi tersebut, tentunya sekarang timbul pertanyaan, cocokkah teknologi ini untuk diterapkan di Indonesia??


Indonesia


Indonesia adalah negara yang beriklim tropik, dimana temperatur sepanjang tahun konstan, dengan suhu udara rata-rata 27°C.


Suhu udara rata-rata dalam setahun.


Tag = siang
Nacht = malam
sonne/tag lamanya matahari bersinar dalam 1 hari
Regentage = banyaknya hari hujan dalam sebulan

Spoiler for :

The maps show the geographical distribution of the solar radiation incident on the earth’s surface each year

Kalau kita lihat gambar diatas (spoiler), Indonesia memiliki curah matahari global yang tidak terlalu tinggi tapi juga tidak rendah. Dibeberapa tempat hanya sebesar 1050 Kwh/m^2, dilain tempat bisa mencapai 2100 kwh/m^2 pertahun.

Menurut Prof.Jörg Schleich teknologi ini akan berfungsi bagus pada tempat dengan curahan sinar diatas 1950Kwh/m^2
dan akan sangat bagus pada tempat diatas 2200 Kwh/m^2.

Jadi pada beberapa tempat di Indonesia alat ini akan berfungsi bagus!!

Sekalipun dibawah nilai-nilai tersebut satu hal yang harus kita ingat adalah sinar matahari itu kita dapatkan secara GRATIS!


Apakah teknologi tidak menghabiskan lahan??

Kalau dibangun secara besar seperti di Australia itu jelas, tapi kenapa kita tidak bangun dalam skala kecil dan banyak, seperti prototip di Spanyol, atau mungkin lebih kecil lagi.
Sehingga desa-desa terpencil dapat menikmati energi listrik. Selain itu bangunan energi-alternatif (dengan menggunakan efek rumah kaca) dapat diintegrasikan dengan usaha masyarakat setempat, seperti pengeringan padi, pengeringan kopi atau perkebunan misalnya.

Dapatkah anda bayangkan berapa cepat proses pengeringan kopi bila dimasukkan ke dalam rumah kaca?

Spoiler for :

Pengeringan Kopi
Spoiler for :

Rumah Kaca


Bukankah ini sekaligus dapat menaikan produktifitas dan taraf kehidupan mereka!!

Siapa lagi yang akan merubah nasib bangsa ini, kalau bukan bangsa kita sendiri! MERDEKA!!

Sumber:
http://www.fv-sonnenenergie.de/filea…2002_05_03.pdf
http://www.roperld.com/science/Energy.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Sunlight#Solar_constant
http://www.m-forkel.de/klima/strahlungshshlt.html
http://www.mif.uni-freiburg.de/rayman/description.htm
http://www.energieinfo.de/eglossar/node6.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermikkraftwerk
http://www.rise.org.au/info/Applic/Solarpump/index.html
http://www.geni.org/globalenergy/lib…solarbig.shtml
http://alt-e.blogspot.com/2004/08/solar-chimney.html
http://www.floatingsolarchimney.gr
http://vortexengine.ca/AVE_FAQ.shtml#purpose_chimney

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

Archives

Recent Comments

Blog Stats

  • 2,837 hits

Top Posts

Top Clicks

  • None
October 2008
M T W T F S S
     
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: