Energi Yang Berperan Bagi Kehidupan Manusia
Di masa sekarang ini
kita tidak bisa terlepas akan pentingnya energi. Energi bagi kehidupan adalah
hal yang wajib bagi kelangsungan hidup manusia. Energi ini sangat bermanfaat
bagi manuasia khususnya. Energi ini pertama kali dicetuskan oleh James Prescott
Joule. Energi yaitu adalah sesuatu yang tidak bisa dimusnakan namun hanya dapat
perpindah dari bentuk satu ke bentuk yang lain. Yang lebih dikenal dengan Hukum
Kekekalan Energi.
Energi di dunia ini
sangatlah terbatas namun dari yang terbatas inilah manusia mencoba untuk
menjadikan energi sebagai bahan percobaan untuk keperluan manusia. Dari tahun
ke tahun perluasan energi semakin gencarnya dilakukan oleh para
peneliti. Perluasan energi biasanya ditujukan untuk memenuhi
kebutuhan manusia. Misalnya: radio, tv, internet, kipas angin, hp, dan lain
sebagainya. Namun semuanya itu tidak terlepas dari ilmu dasar
mengenai energi itu sendiri. Energi di dalam kehidupan manusia itu sendiri
adalah perpindahan energi. Jadi apa yang digunakan manusia itu bukanlah energi
namun perpindahan energi.
Perpindahan energi
inilah yang bisa digunakan untuk keperluan manusia. Sebagai contoh energi
cahaya matahari digunakan manusia untuk proses penjemuran, energi listrik
diubah menjadi energi cahaya yaitu bola lampu, dan masih banyak lagi.
Pengetahuan akan perpindahan energi dapat dibagi menjadi 3 bidang
ilmu pengetahuan dasar yaitu: Kimia, fisika, dan biologi.
Energi di bidang kimia
contohnya di bidang nuklir yang akir-akir ini sedang dikembangkan sebagai salah
satu energi yang sangat bermanfaat. Energi yang sedang dikembangkan
menjadi salah satu pembangkit energi nuklir. Namun energi di bidang
nuklir ini bukannya tanpa resiko. Resiko di sini adalah masalah cara penggunaan
dan cara pemanfaatan nuklir . Ini masih dipelajari karena nuklir yang mempunyai
energi yang sangat besar bisa sangat berbahaya bagi manusia hal ini disebabkan
oleh kereaktifan suatu unsur pembuat energi tersebut. Jika kita telaah dari
ilmu dasar kimia. Maka kita akan mendapatkan energi dalam bentuk perubahan
komposisi, sifat, struktur suatu unsur, senyawa, molekul, dan lain sebagainya.
Perubahan itu semua tergantung berapa banyak bagian dari suatu hal yang
berhubungan dengan objek kimia itu sendiri.
Pada masa kini
ilmu kimia yang diterapkan untuk mengetahui perubahan energi itu
sudahlah maju, seperti: bom atom, sinar radio untuk mengetahui gempa, dan untuk
bidang kesehatan. Ini sangatlah berbeda dengan masa yang lalu. Jika masa lalu
energi dalam jumlah yang terbatas. Namun semua itu masih bersumber pada energi
dimiliki oleh bagian terkecil yang dinamakan atom. Atom adalah bagian yang
tidak bisa dipecah lagi. namun itu adalah pandangan para ilmuwan duhulu. Namun
sekarang atom ternyata bisa dipecah lagi.
Yang bagiannya
meliputi neutron, proton, dan elektron. Yang ketiganya adalah bagian penyusun
atom. Setiap bagian atom tersebut memiliki muatan pasitif (proton) dan negatif
(elektron) namun ada pula yang tidak bermuatan(neutron). Yang
ketiganya terdapat pada inti atom. Menurut para ilmuwan pada masa sekarang ini
elektron dianggap sebagai muatan yang tidak stabil karena bermuatan negatif.
Dan untuk bisa melihat bagaimana suatu atom memiliki energi pertama kali yang
meneliti adalah seorang ilmuwan ternama yang bernama Einstein.
Yang mengemukakan
tentang energi partikel atom hydrogen dan yang terkenal teori Relativitasnya.
Yang sedikit menyinggung tentang energi radioaktif. Yaitu energi yang terbentuk
dari unsur - unsur yang memiliki keelektronegatifan tinggi,misalnya: Uranium.
Yang memiliki energi yang sangat besar yang sangat berguna bagi kehidupan
manusia.namun dari energi yang besar itulah yang membuat kenapa ini juga bisa
membuat kerusakan yang sangat parah bagi kehidupan manusia. Namun semua itu
telah diteliti lebih lanjut dan lebih mendalam tentang energi radioaktif.
Sekarang ini sudah
banyak unsur – unsur yang digunakan untuk keperluan manusia,salah satu
diantaranya adalah unsur Carbon dengan nomer 14 yang digunakan para peneliti
untuk mengetahui umur fosil. Dan mungkin sekarang ini unsur – unsur radioaktif
sedang digalakkan untuk kebutuhan manusia dalam berbagai bidang.
Namun manusia harus
mengetahui bahwa unsur radioaktif juga berdampak buruk bagi manusia,
misalnya: suatu virus atau hama menjadi kebal karena efek dari energi yang
ditimbulkan dari radioktif itu sendiri. Bukan itu saja kita pasti pernah
mendengar tentang jepang. Yang saat itu mengalami dampak dari energi radioaktif
tersebut yaitu dampak dari bom atom.
Memiliki kekuatan yang
sangat besar sampai bisa meluluhrantahkan bumi Hiroshima dan Nagasaki. Yang
kemudian peristiwa tersebut adalah pengalaman sejarah yang pahit bagi kita
semua jika kita tidak bersikap arif dalam menanggapi masalah ini. Mungkin
itulah pelajaran yang berharga bagi para ilmuwan masa depan untuk terus
berkarya bagi kehidupan manusia namun tetap harus bisa menerima dan menjaga
diri agar apa yang diciptakan tidak disalahgunakan.
Seperti yang baru saja
kita dengar bahwa ada PLTN di jepang yang juga mengalami kebocoran akibat
sunami yang hebat yang melanda jepang. Dan akibat kebocoran ini adalah rakyat
jepang dihantui akan kecemasan akan radiasi yang bisa mengakibatkan manusia
menjadi meninggal. Jadi, jika kita bandingkan manfaat dan kerugiannya maka kita
pasti akan menjawab banyak kerugiannya. Mungkin inilah perubahan energi yang
sangat besar dari ketiga perubahan energi yang ada.
Sedangkan energi yang
berkaitan tentang ilmu fisika adalah energi dari setiap benda. Bahwa setiap
benda yang ada di alam mempunyai energi baik kita sadari maupun tidak kita
sadari. Energi itu biasa dalam bentuk energi potensial, energi kinetic, maupun
energi mekanik. Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda yang
memiliki ketinggian. Sedangkan energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh
benda yang berupa kecepatan. Dan energi mekanik adalah gabungan dari energi
potensial dan energi kinetik.
Energi dalam bidang
fisika ditandai dengan perpindahan energi. Perpindahan energi inilah yang bisa
dimanfaatkan manusia untuk kebutuhan hidupnya. Dalam ilmu fisika sebenarnya ada
banyak sekali penemuan – penemuan yang berhasil ditemukan oleh para peneliti.
Misalnya kipas angin, kulkas, listrik, pesawat terbang, dan masih banyak lagi.
Energi ini bisa
diperbaharuhi karena perubahan energi dalam ilmu fisika adalah perubahanreversible atau
bisa kembali ke bentuk semula. Misalnya pada proses perubahan zat. Perubahan
air menjadi es atau yang dikenal dengan proses membeku. Es yang tadinya sudah
menjadi es ternyata bisa menjadi air kembali itu disebabkan karena
perubahan reversible.
Inilah mengapa ada
banyak peneliti yang menciptakan berbagai macam bentuk penemuan yang baru dalam
bidang fisika ini disebabkan perubahan fisika yang merupakan perubahan reversible yang
tidak banyak kerugiannya jika dibandingkan dengan perubahan kimia. Karena
perubahan kimia adalah perubahan yang bersifat irreversible atau
perubahan energi yang tidak bisa kembali kebentuk semula.
Sebanarnya perubahan
baik fisika maupun kimia dapat kita kembangkan menjadi salah satu icon yang
bisa mengantarkan kehidupan manusia menuju kehidupan yang lebih baik dari masa
sekarang ini. Seperti yang kita ketahui bahwa perubahan energi baik fisika
maupun kimia berdampak baik maupun buruk bagi kehidupan dan peradapan manusia.
Seperti perubahan energi
yang lain. Perubahan energi dalam ilmu biologi juga memiliki dampak positif
maupun dampak negatifnya. Perubahan energi dalam bidang biologi biasanya kita
temui pada tumbuhan hijau. Ini disebabkan perubahan biologi sangat banyak
melibatkan makhluk hidup sebagai salah satu objek penelitiannya.
Perubahan biologi
dianggap perubahan energi yang sangat ramah dan lebih berguna bagi kehidupan
manusia. Ini disebabkan oleh banyaknya manfaat yang dihasilkan jika
dibandingkan dengan perubahan kimia maupun fisika. Perubahan energi yang
bermula pada saat tumbuhan melakukan fotosintesis yang berguna untuk mendapatkan
energi baru.
Selanjutnya digunakan
sebagai makanan bagi konsumen. Dan energi itu akan terus berputar dari satu
makhluk ke makhluk yang lainnya selama bumi ini masih terus berputar. Dari
prinsip inilah yang digunakan oleh para peneliti masa depan untuk terus
berkarya bagi kesejahteraan umat manusia. Ini dibuktikan dengan banyaknya
produk – produk biologi yang ditemukan. Misalnya: bioteknologi, penemuan obat –
obatan modern, insulin, inseminasi buatan, vaksin, interferon, antibiotic, dan
lain sebagainya.
Kita telah melihat
banyaknya manfaat yang bisa kita peroleh dari perubahan energi namun jangan
salah perhitungan dan jangan serakah. Karena energi yang ada di alam ini adalah
milik Tuhan Yang Maha Kuasa. Jadi selayaknya kita menjaga apa yang telah ada dan
mengembangkannya menjadi sesuatu yang berguna bagi kehidupan alam bumi dan
jagat raya. Kita memang tak bisa membuat tapi cuma bisa menjaga dan
memelihara agar tetap lestari. Dan menjadikan kehidupan bumi yang lebih baik
dengan berbagai macam pengetahuan yang ada. Sungguh besarnya anugrah yang kita
dapatkan dari Tuhan Yang Maha Kuasa.
Energi Matahari
Matahari dari dekat. Secara global, matahari menyediakan 10.000 kali energi manusia - energi yang dapat di memanfaatkan siapapun secara gratis.
Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya, voltaic=tegangan)Photovoltaic tenaga matahari: melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.
Bahan semi konduktor yang paling umum dipakai dalam sel photovoltaic adalah silikon, sebuah elemen yang umum ditemukan di pasir. Semua sel photovoltaic mempunyai paling tidak dua lapisan semi konduktor seperti itu, satu bermuatan positif dan satu bermuatan negatif. Ketika cahaya bersinar pada semi konduktor, lading listrik menyeberang sambungan diantara dua lapisan menyebabkan listrik mengalir, membangkitkan arus DC. Makin kuat cahaya, makin kuat aliran listrik.
Sistem photovoltaic tidak membutuhkan cahaya matahari yang terang untuk beroperasi. Sistem ini juga membangkitkan listrik di saat hari mendung, dengan energi keluar yang sebanding ke berat jenis awan. Berdasarkan pantulan sinar matahari dari awan, hari-hari mendung dapat menghasilkan angka energi yang lebih tinggi dibandingkan saat langit biru sedang yang benar-benar cerah.Saat ini, sudah menjadi hal umum piranti kecil, seperti kalkulator, menggunakan solar sel yang sangat kecil. Photovoltaic juga digunakan untuk menyediakan listrik di wilayah yang tidak terdapat jaringan pembangkit tenaga listrik. Kami telah mengembangkan lemari pendingin, yang bernama Solar Chill yang dapat berfungsi dengan energi matahari. Setelah dites, lemari pendingin ini akan digunakan oleh organisasi kemanusiaan untuk membantu menyediakan vaksin di daerah tanpa listrik, dan oleh setiap orang yang tidak ingin bergantung dengan tenaga listrik untuk mendinginkan makanan mereka. Penggunaan sel photovoltaic sebagai desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai contoh, atap ubin atau slites solar dapat menggantikan bahan atap konvsional. Modul film yang fleksibel bahkan dapat diintegrasikan menjadi atap vaulted, ketika modul semi transparan menyediakan percampuran yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari. Sel photovoltaic juga dapat digunakan untuk menyediakan tenaga maksimum ke gedung pada saat hari di musim panas ketika sistem AC membutuhkan energi yang besar, hal itu membantu mengurangi beban maskimum elektik.Baik dalam skala besar maupun skala kecil photovoltaic dapat mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam selnya.
Bahan semi konduktor yang paling umum dipakai dalam sel photovoltaic adalah silikon, sebuah elemen yang umum ditemukan di pasir. Semua sel photovoltaic mempunyai paling tidak dua lapisan semi konduktor seperti itu, satu bermuatan positif dan satu bermuatan negatif. Ketika cahaya bersinar pada semi konduktor, lading listrik menyeberang sambungan diantara dua lapisan menyebabkan listrik mengalir, membangkitkan arus DC. Makin kuat cahaya, makin kuat aliran listrik.
Sistem photovoltaic tidak membutuhkan cahaya matahari yang terang untuk beroperasi. Sistem ini juga membangkitkan listrik di saat hari mendung, dengan energi keluar yang sebanding ke berat jenis awan. Berdasarkan pantulan sinar matahari dari awan, hari-hari mendung dapat menghasilkan angka energi yang lebih tinggi dibandingkan saat langit biru sedang yang benar-benar cerah.Saat ini, sudah menjadi hal umum piranti kecil, seperti kalkulator, menggunakan solar sel yang sangat kecil. Photovoltaic juga digunakan untuk menyediakan listrik di wilayah yang tidak terdapat jaringan pembangkit tenaga listrik. Kami telah mengembangkan lemari pendingin, yang bernama Solar Chill yang dapat berfungsi dengan energi matahari. Setelah dites, lemari pendingin ini akan digunakan oleh organisasi kemanusiaan untuk membantu menyediakan vaksin di daerah tanpa listrik, dan oleh setiap orang yang tidak ingin bergantung dengan tenaga listrik untuk mendinginkan makanan mereka. Penggunaan sel photovoltaic sebagai desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai contoh, atap ubin atau slites solar dapat menggantikan bahan atap konvsional. Modul film yang fleksibel bahkan dapat diintegrasikan menjadi atap vaulted, ketika modul semi transparan menyediakan percampuran yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari. Sel photovoltaic juga dapat digunakan untuk menyediakan tenaga maksimum ke gedung pada saat hari di musim panas ketika sistem AC membutuhkan energi yang besar, hal itu membantu mengurangi beban maskimum elektik.Baik dalam skala besar maupun skala kecil photovoltaic dapat mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam selnya.
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari
Kaca-kaca besar mengkonsetrasikan cahaya matahari ke satu garis atau titik. Panas yang dihasilakan digunakan untuk menghasilkan uap panas. Panasnya, tekanan uap panas yang tinggi digunakan untuk menjalankan turbin yang menghasilkan listrik. Di wilayah yang disinari matahari, Pembangkit Listrik Tenaga matahari dapat menjamin pembagian besar produksi listrik
Berdasarkan proyeksi dari tingkat arus hanya 354MW, pada tahun 2015 kapasitas total pemasangan pembangkit tenaga panas matahari akan melampaui 5000 MW. Pada tahun 2020, tambahan kapasitas akan naik pada tingkat sampai 4500 MW setiap tahunnya dan total pemasangan kapasitas tenaga panas matahari di seluruh dunia dapat mencapai hampir 30.000 MW- cukup untuk memberikan daya untuk 30 juta rumah.
Berdasarkan proyeksi dari tingkat arus hanya 354MW, pada tahun 2015 kapasitas total pemasangan pembangkit tenaga panas matahari akan melampaui 5000 MW. Pada tahun 2020, tambahan kapasitas akan naik pada tingkat sampai 4500 MW setiap tahunnya dan total pemasangan kapasitas tenaga panas matahari di seluruh dunia dapat mencapai hampir 30.000 MW- cukup untuk memberikan daya untuk 30 juta rumah.
Pemanas dan Pendingin Tenaga Matahari
Panas tenaga matahari menggunakan panas matahari secara langsung. Pengumpul panas matahari diatas atapmu dapat menyediakan air panas untuk rumahmu, dan membantu menghangatkan rumahmu. Sistem panas matahari berdasarkan prinsip sederhana yang telah dikenal selama berabad-abad: matahari memanaskan air yang mengisi bejana gelap. Teknologi tenaga panas matahari yang ada di pasar saat ini sangat efisien dan bisa diandalkan. Saat ini pasar menyediakan tenaga matahari untuk aplikasi dengan cakupan luas, dari pemanas air domestik dan pemanas ruangan di perumahan dan gedung –gedung komersial, sampai pemanas kolam renang, tenaga matahari-pendingin, proses pemanasan industri dan memproses air menjadi tawar.Saat ini produksi pemanas air panas domestik merupakan aplikasi paling umum untuk tenaga panas matahari. Di beberapa negara hal ini telah menjadi sarana yang umum digunakan oleh gedung tempat tinggal. Tergantung pada kondisi dan konfigurasi sistem, kebutuhan air panas dapat disediakan oleh tenaga matahari hingga 100% . Sistem yang lebih besar dapat ditambahkan untuk menutupi bagian penting dari kebutuhan energi untuk pemanas ruangan. Ada dua tipe teknologi: Tabung vakum- penyedot di dalam tabung vakum menyedot radiasi dari matahari dan memanaskan cairan di dalam, seperti di panel tenaga matahari datar. Tambahan radiasi diambil dari reflektor di belakang tabung. Bentuk bundar tabung vakum membuat cahaya matahari dari berbagai sudut dapat mencapai penyerap secara langsung. Bahkan di saat mendung, ketika cahaya datang dari banyak sudut pada saat bersamaan, tabung vakum kolektor tetap dapat efektif. Kolektor solar panel datar- pada dasarnya merupakan kotak yang ditutupi kaca yang ditaruh di atap seperti cahaya langit. Di dalam kotak terdapat serangkaian tabung pemotong dengan sirip pemotong terpasang. Seluruh struktur dilapisi substansi hitam yang didesain untuk menangkap sinar matahari. Sinar ini memanaskan air dan campuran bahan anti beku, yang beredar dari kolektor turun ke pemanas air di bawah tanah.
Panas tenaga matahari menggunakan panas matahari secara langsung. Pengumpul panas matahari diatas atapmu dapat menyediakan air panas untuk rumahmu, dan membantu menghangatkan rumahmu. Sistem panas matahari berdasarkan prinsip sederhana yang telah dikenal selama berabad-abad: matahari memanaskan air yang mengisi bejana gelap. Teknologi tenaga panas matahari yang ada di pasar saat ini sangat efisien dan bisa diandalkan. Saat ini pasar menyediakan tenaga matahari untuk aplikasi dengan cakupan luas, dari pemanas air domestik dan pemanas ruangan di perumahan dan gedung –gedung komersial, sampai pemanas kolam renang, tenaga matahari-pendingin, proses pemanasan industri dan memproses air menjadi tawar.Saat ini produksi pemanas air panas domestik merupakan aplikasi paling umum untuk tenaga panas matahari. Di beberapa negara hal ini telah menjadi sarana yang umum digunakan oleh gedung tempat tinggal. Tergantung pada kondisi dan konfigurasi sistem, kebutuhan air panas dapat disediakan oleh tenaga matahari hingga 100% . Sistem yang lebih besar dapat ditambahkan untuk menutupi bagian penting dari kebutuhan energi untuk pemanas ruangan. Ada dua tipe teknologi: Tabung vakum- penyedot di dalam tabung vakum menyedot radiasi dari matahari dan memanaskan cairan di dalam, seperti di panel tenaga matahari datar. Tambahan radiasi diambil dari reflektor di belakang tabung. Bentuk bundar tabung vakum membuat cahaya matahari dari berbagai sudut dapat mencapai penyerap secara langsung. Bahkan di saat mendung, ketika cahaya datang dari banyak sudut pada saat bersamaan, tabung vakum kolektor tetap dapat efektif. Kolektor solar panel datar- pada dasarnya merupakan kotak yang ditutupi kaca yang ditaruh di atap seperti cahaya langit. Di dalam kotak terdapat serangkaian tabung pemotong dengan sirip pemotong terpasang. Seluruh struktur dilapisi substansi hitam yang didesain untuk menangkap sinar matahari. Sinar ini memanaskan air dan campuran bahan anti beku, yang beredar dari kolektor turun ke pemanas air di bawah tanah.
Pendingin tenaga matahari: Pendingin tenaga matahari menggunakan sumber energi panas untuk menghasilkan dingin dan /atau mengurangi kelembaban udara dengan cara yang sama dengan lemari pendingin atau AC konvensional. Aplikasi ini cocok dengan energi panas matahari, sejalan dengan meningkatnya permintaan pendingin ketika panas matahari banyak. Pendingin tenaga matahari telah sukses didemonstrasikan. Penggunaan skala besar dapat diharapkan di masa depan, sejalan dengan berkurangnya biaya teknologi ini, terutama untuk sistem skala kecil.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar