Feeds:
Pos
Komentar

Archive for Juli, 2009

Oleh : Soesilo P, jakarta juli 2009

Bagi kalangan, khususnya yang berkecimpung di bidang energi ataupun engineering (mekanik , listrik) , istilah cogeneration mungkin tidak asing lagi. Cogeneration atau ko-generasi yang maksudnya adalah produksi bersama dua bentuk energi ( contoh : air panas / uap dan listrik) dari satu sumber. Dalam contoh ini, dari satu suplai energi (misal bahan bakar gas untuk gas engine / genset) secara bersamaan dihasilkan air panas dan listrik. Komposisi ini secara signifikan akan menambah efisiensi unit, lebih ekonomis dan dapat mengurangi dampak pencemaran CO2 ke lingkungan sekitar kita. energi lebih bisa merupakan gas panas hasil dari proses pembakaran mesin atau genset, yang dibuang melalui knalpot atau cerobong asap, atau kelebihan daya mekanis yang bisa diberdayakan untuk menggerakkan sistem lain , umpamanya motor-generator di kapal

Rusia umpamanya, sejak perang dunia ke-2 telah memanfaatkan betul teknologi “motor-generator” ini, antara lain di kapal-kapal besar, baik kapal penumpang, kapal barang ataupun kapal pemecah es. Pada sumbu / as baling-baling kapal di-kopelkan generator yang lebih kecil kapasitasnya, yang menghasilkan sumber daya listrik tambahan / cadangan untuk mensuplai berbagai peralatan lain di kapal ( misalkan : alat komunikasi, penerangan / lampu darurat dsb). Jadi dari satu sumber bahan bakar (diesel atau gas) untuk menggerakan mesin (dan baling-baling tentunya) dihasilkan daya energi lain yaitu listrik Efisiensi jelas lebih baik, dibandingkan jika hanya untuk penggerak baling-baling saja !

Pemanfaatan ko-generasi yang merupakan energi lebih ini sebenarnya cukup banyak variasinya. Di atas merupakan contoh dari energi mekanik menghasilkan selain energi mekanik (baling-baling), tetapi juga energi listrik (generator). Beberapa varian yang dikembangkan (dan telah terbukti hasilnya) antara lain adalah ko-generasi :
• Uap /air panas dan listrik
• Energi (mekanik/ listrik) dan sistem pendingin (pengatur udara)
• Energi (mekanik/listrik) dan gas bakar (hydrogen & oksigen) yang dihasilkan dari pemampatan (kompresi) dan pemanasan sampai nilai tertentu gas buang hasil pembakaran. CO2
• Energi / daya dan karbon dioksida (CO2) cair untuk keperluan industri
• Dan inovasi teknologi lain yang terus dikembangkan.
Dapatkah daya lebih ini dimanfaatkan oleh kendaraan bermotor?
Pertanyaan di atas muncul setelah kita melihat kenyataan bahwa :
1. Kebutuhan energi yang terus meningkat dari tahun ke tahun, padahal kita masih kekurangan sumber daya. Yang adapun masih belum mencukupi.
2. Baik PLTA (pembangkit listrik tenaga air) , yang mengandalkan energi dari air dan sepenuhnya masih menggantungkan pada alam. Instalasinya masih mahal, Termasuk energi terbarukan (tidak akan habis) dan tidak mencemari lingkungan.
3. PLTD & PLTG yang menggunakan bahan bakar fosil (minyak dan gas), dan PLTU yang menggunakan bahan bakar batu bara, termasuk pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar tak terbarukan (cepat habis dan tidak diperbaharui), yang selain mahal juga menimbulkan dampak pencemaran.
4. Inovasi energi seperti fuel cell untuk kendaraan hybrid, yang masih dalam penelitian dan pengembangan, bahan bakar HHO (yang diperoleh dari proses elektrolisa bahan baku air (H2O) yang masih kontraversi, walaupun teknologinya sebenarnya sudah lama ditemukan.
5. Program listrik pedesaan, dengan mikrohidro-nya atau solar cell yang dikenal beberapa tahun yl, namun juga belum tersosialisasi dengan baik (mungkin karena masih mahal dan belum terjangkau oleh masyarakat)
6. Teknologi ko-generasi sebagaimana yang dijelaskan di atas yang sementara masih terbatas pada industri besar (Krakatau Steel, PLN, Pertamina dll). Untuk kalangan industri kecil belum tersosialisasi dengan baik , mungkin karena dianggap belum diperlukan. .
7. Pemanfaatan energi terbarukan selain air ,seperti angin, surya, bio energi, ombak, geothermal, gambut, gasifikasi ,gas dari limbah sampah, limbah kotoran dsb yang juga masih belum jelas kriterianya. Kalaupun ada produksinya masih setempat & local untuk kebutuhan sendiri. Kecuali produk biodiesel, bioethanol dsb di berbagai kios bensin, yang harganya masih mahal dan kurang kompetitif.
8. Inovasi lain yang masih dalam penelitian, antara lain energi listrik dari gerakan (engkol) tangan atau kaki dll.

Sesuai dengan judul artikel di atas, saya melihat masih ada suatu inovasi lain yang mungkin masih dapat dikembangkan, dengan memanfaatkan teknologi cogeneration – energi mekanik menjadi energi listrik.
Sumber utamanya adalah, putaran roda kendaraan bermotor, baik sepeda motor, mobil, bus dll. Untuk keperluan kendaraan itu sendiri pemanfaatannya sebenarnya telah ada, yaitu untuk menjalankan alternator (istilah umumnya dynamo) untuk pengisian /charging batere kendaraan.. Dayanya tidak besar, disesuaikan dengan kebutuhannya.

Bagaimana kalau daya putaran roda mobil atau sepeda motor dimanfaatkan juga untuk menjalankan generator mini (sistem pengkopelan dengan daya disesuaikan keperluan) yang dipasang (sebagai tambahan) pada kendaraan tsb ? Menurut saya, mengapa tidak ??

Mungkin timbul pertanyaan, bagaimana caranya, gunanya untuk apa , apa nggak mahal ? Secara tehnis , bagi yang telah memahami seluk beluk permesinan, mungkin tidak terlalu sulit, dan sepertinya mudah diaplikasikan. Tinggal pasang gear tambahan, belt (sabuk) hubungkan ke generator (alternator), jalankan kendaraan , dan …. listrik nyala. Sederhana bukan ??. Tapi tunggu dulu, masih ada kendala lain yang perlu diselesaikan !
Bagaimana kalau kendaraan berhenti, di perempatan jalan umpamanya, bukankah generator akan berhenti berputar juga ? Atau kalau kita sudah dirumah, setelah seharian di kantor atau ditempat kerja lainnya ? Terus listrik hasil dari generator tadi, diapakan atau disimpan dimana ? Dan selanjutnya bagaimana ?

Untuk menjawab semua pertanyaan tadi lihat Gambar-1 dibawah ini

Gambar 1 : Pembangkit listrik tenaga roda (PLTR)

Dari gambar tersebut, generator dikopel dengan roda gila dan flywheel. Flywheel berfungsi agar generator berputar terus, walau kendaraan berhenti sesaat, misalkan di perempatan jalan. Agar berputar lebih stabil, tidak cepat berhenti, dibantu dengan roda gila (entah kenapa dinamakan demikian) yang berputar terus karena inersi. Belt / sabuk berfungsi untuk menyalurkan tenaga putar dari roda. Gerakan putar tersebut selanjutnya akan menjalankan generator. Output listriknya disimpan di batere (bukan batere utama yang diperlukan kendaraan) yang juga dipasang pada kendaraan . Selanjutnya batere dapat dimanfaatkan di rumah untuk keperluan peralatan listrik, baik elektronik maupun penerangan. Tentunya dengan daya yang disesuaikan. Untuk listrik arus bolak-balik (alternating current) tentunya harus melalui inverter serta peralatan pembagi dan pengaman sesuai kebutuhan. Dengan jumlah kendaraan yang jumlahnya ratusan bahkan jutaan, bukan tidak mungkin inovasi ini dapat membantu kekurangan dan kesulitan pasokan listrik untuk masyarakat banyak, baik dikota maupun di pedesaan. Mungkin perlu dikaji, baik konstruksi yang lebih baik, ekonomis dan mampu terjangkau. Seperti diketahui, untuk saat ini, harga peralatan seperti generator (ukuran mini) karena masih jarang mungkin masih mahal. Tetapi bila bisa diproduksi secara masal, apalagi di dalam negeri, tentu akan lebih murah. Peralatan lain, seperti flywheel, gear, dan sabuk mudah diperoleh (di bengkel sepeda dan mobil, sedangkan roda gila bisa dibuat di bengkel-bengkel dari bahan besi / logam. Bisa juga untuk produksi masal di pabrik pengecoran setempat. Peralatan elektronik seperti inverter, kotak sekering dll juga mudah diperoleh. Beberapa prakarya bisa dibeli dengan harga yang terjangkau.

Sebagai inovasi , bagaimana kalau generator, flywheel dan roda gila didisain menyatu sehingga akan lebih sederhana, lebih solid, kokoh , ringan, mudah dirakit dan mudah dibongkar-pasang (khususnya untuk sepeda motor). Dengan konstruksi seperti ini (lihat Gambar 2) kemungkinan bisa diproduksi dalam negeri dengan biaya yang lebih murah .

Gambar dibawah ini mungkin bisa lebih menjelaskan

Gambar 2 : Inovasi Pembangkit listrik tenaga roda (tanpa skala)

Sebagai tambahan catatan, beberapa waktu yang lalu para ilmuwan dari Kyoto Jepang dan Amerika melakukan penelitian dan pengujian tehnologi Microwave power transmission (MPT) atau Transmisi Daya Gelombang Mikro, yaitu menggunakan gelombang mikro untuk mentransmisikan tenaga listrik ke angkasa luar atau ke atmosfir tanpa menggunakan kabel.. Teknologi ini merupakan bagian dari transmisi energi listik tanpa kabel (wireless energy transfer methods).
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnit dengan panjang gelombang pada kisaran 1 m sampai 1 mm, atau ekuivalen, dengan frekuensi antara 0,3 GHz (Gigaherts) sampai 300 GHz.


Setelah perang dunia ke 2, Badan Ruang Angkasa Amerika (NASA) yaitu sekitar tahun 1970 dan 1980 telah melakukan berbagai penelitian tentang kemungkinan menggunakan sistem Solar power satellite (SPS) dengan pengumpul cahaya matahari (Solar arrays) berukuran besar yang mampu memancarkan berkas energi listrik ke permukaan bumi dengan bantuan gelombang mikro (microwaves). Dalam sebuah tayangan di Discovery Channel baru-baru ini, gabungan ilmuwan Amerika dan Jepang telah melakukan uji coba MPT di kepulauan Hawai, dan berhasil dalam skala kecil mentransmisikan energi listrik melalui gelombang mikro dalam jarak 60 mil dari sumber nya. Jarak 60 mil ini diperhitungkan cukup untuk memposisikan satelit dan solar array-nya di luar angkasa.
Bisa dibayangkan, dengan teknologi ini kita bisa mentransfer energi listrik dari SPS diluar angkasa , kemudian dengan bantuan gelombang mikro ditransmisikan ke bumi, dikonversikan menjadi energi listrik, dan disalurkan ke konsumen. Atau dari suatu pembangkit listrik tenaga uap di Dieng ditransmisikan dengan bantuan gelombang mikro ke sistem pembangkit listrik di Jakarta, Bandung dan tempat-tempat lain yang diperlukan , tanpa penyusutan daya yang berarti, dan bebas hambatan.

Satu artikel di website How Wireless Power Works menyebutkan bahwa baru-baru ini para ilmuwan telah mengembangkan metoda transmisi energi/daya listrik tanpa kabel untuk peralatan elektronik. Dengan bantuan peralatan tersebut, cukup meletakkan handphone atau peralatan elektronik lain didekatnya, dan pengisian batere akan berlangsung secara otomatis, tanpa kabel. Bahkan dipasaran (mungkin belum di Indonesia) telah dijual peralatan yang berkerja berdasarkan prinsip Wireless power tsb, seperti yang terlihat di gambar sebelah. Ada juga alat lainnya seperti sikat gigi elektrik (Electric toothbarush) dsb.

Cara kerjanya berdasarkan teori resonansi , yaitu apabila suatu kumparan (induktor) yang pada ke dua ujungnya disambungkan dengan pelat kapasitor (lihat gambar) kemudian diberi arus listrik , maka akan terjadi resonansi frekuensi yang merupakan hasil dari induktansi kumparan dan kapasitansi pelat kapasitor.. Berdasarkan teori tersebut, suatu kumparan (inductor-kapasitor) dapat menyalurkan muatan (charges) peralatan elektronik lainnya, sepanjang frekuensi resonansinya sama .

Saya mencoba membayangkan, andaikata ke dua inovasi teknologi di atas benar-benar terwujud, betapa listrik gratis akan mudah sekali kita peroleh dimana kita berada.. Laptop, handhone, iPod, TV mobile, peralatan multimedia tidak akan pernah habis pasokan listriknya atau batere habis ; full selalu. Dengan perlengkapan tambahan selaku penyadap energi , suatu saat bukan tidak mungkin kendaraan hybrid atau kendaraan listrik lainnya akan semakin berjaya dijalan-jalan umum baik dikota maupun dalam perjalanan di luar kota. Pencemaran lingkungan juga berkurang drastis karena tidak menggunakan lagi energi fosil seperti minyak dan gas. Mudah-mudahan dalam waktu yang tidak terlalu lama angan-angan ini akan menjadi kenyataan. Dan mudah-mudahan kita masih dapat menikmatinya. Setidak-tidaknya anak cucu kitalah . Semoga.

Read Full Post »