Para ilmuwan berlomba-lomba untuk menyempurnakan sumber energi terbarukan untuk memperbaiki lingkungan dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar minyak dan fosil lainnya. Berikut ini adalah kandidat energi terbarukan yang diprediksi akan menjadi sumber energi di masa depan.
Panel Surya Ruang Angkasa
Ide dasarnya adalah menangkap energi matahari untuk energi di bumi di luar angkasa. Di bumi, tenaga surya sangat berkurang pada malam hari, selain itu juga bergantung pada situasi awan, kondisi cuaca dan musim. Sekitar 30 persen dari radiasi matahari yang masuk tidak pernah sampai di bumi. Di ruang angkasa, matahari selalu bersinar, kemiringan bumi tidak mencegah pengumpulan energi dan tidak ada atmosfer untuk mengurangi intensitas sinar matahari. Hal ini membuka kemungkinan untuk meletakkan panel surya ke luar angkasa cukup potensial. Selain itu, perangkat ini dapat digunakan untuk mendapatkan energi yang dapat diandalkan dan bersih untuk masyarakat di daerah terpencil di seluruh dunia, tanpa bergantung pada grid tradisional untuk pembangkit listrik lokal yang besar.
Bagaimana cara kerjanya? Perakitan satelit mandiri yang diluncurkan ke ruang angkasa, bersama-sama dengan reflektor dan daya gelombang mikro atau laser yang pemancar. Reflektor atau cermin tersebar di petak besar ruang, mengarahkan radiasi matahari ke panel surya. Panel ini mengubah tenaga surya menjadi gelombang mikro atau laser, dan balok daya tak terputus turun ke bumi. Di bumi, pembangkit listrik-menerima mengumpulkan balok daya tersebut dan menambahkannya ke jaringan listrik.
Tenaga Manusia
Dari jejak atau tapakan kaki, manusia terus-menerus mengeluarkan energi melalui gerakan-gerakan yang dilakukan, dan peneliti memanfaatkan gerakan-gerakan ini sebagai energi.
Pemanenan energi dari lingkungan atau kegiatan seseorang bukan dari baterai atau stopkontak memiliki beberapa keuntungan. Sumber listrik yang bebas dan perangkat yang lebih mobile. Hal ini sangat berguna untuk elektronik medis seperti pompa insulin dan alat pacu jantung. Pemanen energi juga bisa memperpanjang masa pakai baterai di smartphone dan laptop.
Ide ini bukan tidak baru. Banyak peralatan yang dirancang dengan menggunakan gerakan manusia sebagai penggerak. Kelemahan yang banyak ditemui adalah efisiensi dan biaya yang tinggi.Namun seiring dengan waktu, teknologi efisiensi yang berkembang pesat akan penggunaan energi manusia menjadi mungkin. Penemuan penggunaan langkah kaki untuk peneangan jalan pedestrian telah diperkenalkan di Belanda. Lebih lanjut, teknologi dari tenaga manusia akan lebih berkembang lagi.
Tenaga Gelombang
Energi gelombang adalah energi yang dibawa oleh gelombang laut atau lautan yang disebabkan oleh angin bertiup di atas lautan dan ketika ditangkap dapat dikonversi menjadi energi listrik yang bersih dan ramah lingkungan. Ide pertama tentang teknologi gelombang dan eksploitasi gelombang dipatenkan pada tahun 1799 di Perancis oleh Girard.
Tidak semua lokasi di dunia memiliki potensi penangkapan energi geombang laut. Berikut lokasi yang potensial di dunia yang bisa untuk menangkap gelombang laut menjadi energi. Energi gelombang dapat ditangkap pada 3 lokasi yang berbeda di laut, yaitu dekat pantai, lepas pantai dan jauh lepas pantai. Energi gelombang dapat ditangkap baik di permukaan laut dari gelombang atau lebih rendah di laut dari perubahan tekanan.
Tenaga gelombang pertama dan terbesar yang diproduksi didirikan di Portugal digunakan 3 konverter energi gelombang memproduksi total 2.25 MW. Pada tahun 2020 harapan untuk produksi energi dari tenaga ombak di Portugal adalah 400GWh yang akan menjadi 0,6% dari konsumsi energi diperkirakan di Portugal.
Proyek energi gelombang terbesar dari 19 MW diumumkan pada bulan Juli 2012 dan dibangun di lepas pantai Victoria, Australia. Biaya energi gelombang rata-rata sekitar 4 sen per KWh. Berbagai terbesar teknologi gelombang dan perangkat yang dikembangkan digunakan di Skotlandia untuk proyek-proyek energi gelombang. Skotlandia menghasilkan sekitar 10% dari total energi gelombang Eropa sehingga membuatnya menjadi pemain penting di pasar energi gelombang dan pusat Penelitian dan Pengembangan.
Salah satu keuntungan energi gelombang adalah bahwa instalasi energi gelombang memiliki OPEX rendah - biaya operasional dan pemeliharaan rendah. Keuntungan energi gelombang lainnya adalah jelas, menjadi energi hijau tidak memiliki emisi C02, sehingga termasuk dalam jajaran energi bersih. Salah satu kelemahan energi gelombang adalah hasil dari energi gelombang biasanya jauh dari daerah konsumsi energi. Meskipun demikian energi gelombang merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang paling maju.
Hidrogen
Bahan bakar hidrogen adalah bahan bakar nol-emisi yang menggunakan sel elektrokimia, atau pembakaran di mesin internal, untuk kendaraan listrik dan perangkat listrik. Hal ini juga digunakan dalam propulsi pesawat ruang angkasa dan berpotensi diproduksi secara massal dan dikomersialkan untuk kendaraan penumpang dan pesawat.
Hidrogen murni tidak terjadi secara alami di bumi dalam jumlah besar, bahkan dibutuhkan sejumlah besar energi dalam produksi industri. Ada berbagai cara untuk memproduksinya, seperti elektrolisis dan steam-methane proses reformasi. Dalam elektrolisis, listrik dijalankan melalui air untuk memisahkan atom hidrogen dan oksigen. Metode ini dapat menggunakan angin, matahari, panas bumi, hidro, bahan bakar fosil, biomassa, nuklir, dan banyak sumber energi lain. Untuk mendapatkan hidrogen dari proses ini sedang dipelajari sebagai cara yang layak untuk memproduksinya di dalam negeri dengan biaya rendah. Cara lainnya adalah steam-methane reforming, adalah teknologi terkemuka saat ini untuk memproduksi hidrogen dalam jumlah besar, Alternatif lainnya adalah ekstrak hidrogen dari metana, namun reaksi ini menyebabkan produksi sisi karbon dioksida dan karbon monoksida, yang gas rumah kaca dan memberikan kontribusi terhadap pemanasan global.
Tenaga Geoterma
Seiring dengan kenaikan BBM dan listrik, energi panas bumi memiliki masa depan yang menjanjikan. Panas bawah tanah dapat ditemukan di mana saja di bumi dan dapat menghasilkan energi sepanjang waktu dengan manajemen yang relatif kecil diperlukan. Geotermal berasal panas bumi memiliki tiga macam aplikasi.
Energi geotermal langsung merupakan penggunaan energi panas bumi yang digunakan di daerah dekat sumber air panas (geothermal reservior atau hot spring) yang dapat secara langsung didistribusikan ke bangunan rumah atau perkantoran. Air panas yang berasal dari geothermal dipompa melalui heat exchanger yang entransfer panas dari air ke sistim pemanas bangunan.Air yang sudah digunakan dikembalikan dalam tanah untuk dipanaskan kembali.
Pompa panas geotermal digunakan di dalam tanah di mana air dan tanah tetap berada dalam suhu 50-60 derajat Celcius sepanjang tahun. Cairan yang berputar dalam rangkaian pipa di bawah tanah, ke dalam kolam bawah tanah dan menuju bangunan. Sebuah electric compresser dan heat exchanger akan mengirimkan panas lewat sistim saluran. Pada musim panas, proses ini berkebalikan. Pipa membawa panas dari bangunan dan membawa ke dalam tanah atau kolam untuk diserap panasnya.
Pembangkit listrik tenaga geotermal berasal dari panas dan uap dari bawah tanah yang disalurkan melalui pipa ke dalam sumur bawah tanah dan digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik. Ada tiga tipe pembangkit listrik geotermal.
Pembangkit Uap Kering, di mana uap panas disalurkan dengan menggunakan pipa ke
geothermal reservoir ke dalam generator. Uap akan menggerakkan turbin yang akhirnya menghasilkan listrik.
Pembangkit Uap Flash, air yang bersuhu antara 148-371 derajat celcius dibawa ke dalam sumur. Sebagian berubah menjadi uap yang menggerakkan turbin. Ketika uap menjadi dingin berkondendasi menjadi air dan dikembalikan ke dalam tanah.
Pembangkit Siklus Binary dengan membawa air panas geothermal yang melewati heat exchanger yang mana panas ditransfer ke dalam suatu cairan (seperti isobutene) yang memanaskan air pada suhu rendah. Ketika cairan dipanaskan berubah menjadi uap dan uap menggerakkan turbin.
Jendela Panel Surya
Jendala panel surya adalah teknologi yan luar biasa dipasang sekaligus dapat memanen tenaga matahari. Pada tahun 2014, peneliti di Michigan State University telah menciptakan konsentrator surya sepenuhnya transparan, yang bisa mengubah setiap jendela atau lembaran kaca (seperti layar smartphone Anda) ke dalam sel surya fotovoltaik. Menurut Richard Lunt, yang memimpin penelitian, tim peneliti yakin panel surya transparan dapat efisien digunakan dalam berbagai pengaturan, dari "gedung-gedung tinggi dengan banyak jendela atau segala jenis perangkat mobile yang menuntut estetika tinggi kualitas seperti telepon atau e-reader, atau perangkat baca elektronik.
Para peneliti menggunakan teknik yang sedikit berbeda untuk mengumpulkan sinar matahari dengan menggunakan konsentrator surya luminescent transparan atau TLSC. TLSC terdiri dari garam organik yang menyerap panjang gelombang ultraviolet dan cahaya inframerah tertentu yang tidak terlihat, yang kemudian menjadi bersinar sebagai panjang gelombang lain dari cahaya inframerah (juga tidak terlihat). Cahaya inframerah yang dipancarkan ini dipandu ke tepi plastik, di mana strip tipis sel surya fotovoltaik konvensional mengubahnya menjadi listrik.
Prototipe TLSC saat ini memiliki efisiensi sekitar 1%, namun para peneliti pikir paling tidak 10% dan harus mungkin sekali produksi dimulai. Luminescent konsentrator non-transparan (yang memiliki ruang dalam cahaya warna-warni) maksimal mengeluarkan sekitar 7%. Apabila kaca diterapkan tersendiri tidak terlalu signifikan namun dalam skala besar setiap jendela di rumah atau kantor blok energi yang dikumpulkan cukup banyak.
Biofuel Alga
Bahan bakar ganggang atau biofuel alga adalah sebuah alternatif untuk bahan bakar fosil cair yang menggunakan ganggang sebagai sumber minyak yang kaya energi. Beberapa perusahaan dan lembaga pemerintah mendanai upaya untuk mengurangi biaya modal dan operasional dan membuat produksi bahan bakar ganggang komersial. Seperti bahan bakar fosil, ganggang rilis bahan bakar CO2 ketika dibakar, tapi tidak seperti bahan bakar fosil, bahan bakar ganggang dan biofuel lainnya hanya melepaskan CO2 baru dihapus dari atmosfer melalui fotosintesis sebagai ganggang atau tanaman tumbuh. Krisis energi dan krisis pangan dunia telah memicu minat Algaculture (pertanian ganggang) untuk membuat biodiesel dan biofuel lainnya menggunakan lahan yang tidak cocok untuk pertanian.
Di antara karakteristik bahan bakar alga 'menarik adalah bahwa mereka dapat tumbuh dengan dampak minimal pada sumber air bersih, dapat diproduksi dengan menggunakan garam dan air limbah, memiliki titik nyala yang tinggi, biodegradable dan relatif tidak berbahaya bagi lingkungan jika tumpah. Biaya alga per satuan massa dari tanaman generasi kedua biofuel lainnya karena biaya modal dan operasional yang lebih tinggi, namun diklaim menghasilkan antara bahan bakar 10 dan 100 kali lebih per satuan luas. Berdasarkan perkiraan Departemen Energi Amerika Serikat. bahwa jika bahan bakar ganggang diganti semua bahan bakar minyak di Amerika Serikat, itu akan membutuhkan 15.000 mil persegi (39.000 km2), yang hanya 0,42% dari peta Amerika Serikat, atau sekitar setengah dari luas tanah Maine. Ini adalah kurang dari 1/7 wilayah jagung dipanen di Amerika Serikat pada tahun 2000.
Peternakan Terbang Tenaga Angin
Sebuah turbin angin udara adalah sebuah konsep desain untuk turbin angin dengan rotor didukung di udara tanpa menara, sehingga manfaat dari lebih mekanis dan aerodinamis, kecepatan tinggi dan angin di dataran tinggi, sementara menghindari biaya konstruksi tower, atau kebutuhan untuk cincin slip. Sebuah generator listrik mungkin di tanah atau udara. Tantangan untuk peternakan tenaga angin ini adalah memberikan keamanan menangguhkan dan memelihara turbin ratusan meter dari tanah di angin kencang dan badai, mentransfer kekuatan dipanen dan / atau dihasilkan kembali ke bumi, dan gangguan penerbangan.
Turbin udara ini adalah salah satu proyek Google, yang bertujuan untuk mengumpulkan energi angin dari tempat yang tinggi, di mana angin bertiup lebih kuat dan lebih andal. Google telah menguji prototipe turbin angin yang berencana akan meluncurkan versi 84-kaki penerbang turbin angin futuristik mengumpulkan energi.
Turbin terbang ke hampir ketinggian di atas 1.500 kaki. Pada ketinggian itu, delapan baling-baling turbin menjadi yang dapat mengirim 600 Kw energi kembali ke permukaan. Teknologi ini merupakan sistem yang dikembangkan sebagian oleh Makani Power, startup yang dibeli Google pada tahun 2013. Google telah menguji versi 28-kaki turbin berangin merpati di titik Pescadero, CA, dan bersi 84-kaki akan diluncurkan berikutnya.
Fusi Nuklir
Tenaga fusi adalah generasi energi dengan fusi nuklir. Reaksi fusi adalah reaksi energi tinggi di mana dua inti atom ringan berfusi membentuk inti yang lebih berat. Ilmuwan saat ini sedang mengembangkan energi ini sebagai pembangkit listrik di masa mendatang. Untuk mendapatkan energi fusi, gas dari kombinasi jenis hidrogen - deuterium dan tritium- dipanaskan sampai suhu sangat tinggi (100 juta derajat Celcius). Salah satu cara untuk mencapai kondisi tersebut dengan menggunakan metode yang disebut 'kurungan magnetik' yang mengendalikan gas panas (dikenal sebagai plasma) dengan magnet yang kuat. Perangkat yang paling menjanjikan untuk melakukan hal ini adalah 'Tomanak', asal kata bahasa Rusia untuk ruang magnetik berbentuk cincin.
Dunia membutuhkan cara baru yang bersih untuk memasok peningkatan energi, di sisi lain ada kekhawatiran yang tumbuh mengenai perubahan iklim dan penurunan persediaan bahan bakar fosil. Pembangkit listrik tenaga fusi memiliki banyak keuntungan. Pembangkit ini tidak mengeluarkan emisi karbon. Satu0satunya produk sampingan dari reaksi fusi ini adalah sejumlah kecil helim yang merupakan gas inert yang tidak akan menambah polusi udara. Bahan bakar untuk fusi ini juga melimpah.Deuterium dapat diekstraksi dari air dan Tritium dihasilkan litium yang dapat ditemukan di kerak bumi. Pasokan bahan bakar juga akan berlangsung selama jutaan tahun. Efisiensi energinya juga besar, dimana satu kilogram bahan bakar fusi dapat memberikan jumlah energi yang sama seperti 10 juta klogram bahan bakar fosil. Selain itu tidak ada limbah radioaktif yang berumur panjang, hanya komponen pemangkit saja yang menjadi daioaktif dan hal ini aman untuk proses daur ulang atau dibuang secara konvensional dalam jangka waktu 100 tahun. Dari sisi keselamatan, jumlah kecil bahan bakar yang digunakan dalam perangkat fusi artinya kecelakaan nuklir dalam skala besar kemungkinannya sangat kecil. Kekuatan pembangkit listrik tenaga fusi dapat diandalkan yang mana harus menyediakan pasokan beban dasar listrik dalam jumlah besar dengan biaya yang kurang lebih sama dengan sumber energi lainnya.
Banyak rintangan ilmiah dalam fusi kini telah diatasi oleh para peneliti. Tokamak terbesar di dunia, JET (Joint Eropa Torus), telah menghasilkan 16 megawatt listrik fusi dan membuktikan kelayakan teknis fusi menggunakan deuterium dan tritium, saat ini dianggap sebagai bahan bakar paling efisien. Tantangannya sekarang adalah untuk membuktikan fusi dapat bekerja pada pembangkit listrik scale.International penelitian fusi mengikuti peta jalan untuk mencapai pembangkit listrik dalam waktu 30 tahun.
Sumber:
http://ieet.org/index.php/IEET/more/renewableenergy20141002
http://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power
http://www.ccfe.ac.uk/introduction.aspx
https://www.linkedin.com/pulse/8-mind-blowing-projects-use-pete-ballard
http://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_wind_turbine
http://www.alternative-energy-news.info/flying-wind-farms/
http://www.popularmechanics.com/science/energy/a14612/google-84-foot-flying-wind-turbine/
http://en.wikipedia.org/wiki/Algae_fuel
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3152439/
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150402132800.htm
http://www.extremetech.com/extreme/188667-a-fully-transparent-solar-cell-that-could-make-every-window-and-screen-a-power-source
http://geology.about.com/od/mineral_resources/a/geothermal.htm
http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/geothermal-energy1.htm
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3152439/
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150402132800.htm
http://www.extremetech.com/extreme/188667-a-fully-transparent-solar-cell-that-could-make-every-window-and-screen-a-power-source
http://geology.about.com/od/mineral_resources/a/geothermal.htm
http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/geothermal-energy1.htm
Tidak ada komentar :
Posting Komentar