XXX

BIOMASSA APA ITU?

Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan.

Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak.

Merupakan produk fotosintesis, yakni butir-butir hijau daun yang bekerja sebagai sel-sel surya, menyerap energi matahari dan mengkonversi karbon dioksida dengan air menjadi suatu senyawa karbon, hidrogen, dan oksigen.

CO2 + H2O + E ----> Cx(H2O) + O2

Ø Fact of Biomassa

Biomassa merupakan sumber energi primer yang sangat potensial di Indonesia, yang dihasilkan dari kekayaan alamnya berupa vegetasi hutan tropika. Biomassa bisa diubah menjadi listrik atau panas dengan proses teknologi yang sudah mapan. Selain biomassa seperti kayu, dari kegiatan industri pengolahan hutan, pertanian dan perkebunan, limbah biomassa yang sangat besar jumlahnya pada saat ini juga belum dimanfaatkan dengan baik.

Biomassa : Suatu bentuk energi yang diperoleh secara langsung dari makhluk hidup (tumbuhan). Contoh : kayu, limbah pertanian, alkohol,sampah dll

Biomassa berfungsi sebagai :

l sebagai penyedia sumber karbon untuk energi,

l dengan teknologi modern dalam pengkonversiannya dapat menjaga emisi pada tingkat yang rendah.

l mendorong percepatan rehabilitasi lahan terdegradasi dan perlindungan tata air.

l digunakan untuk menyediakan berbagai vektor energi, baik panas, listrik atau bahan bakar kendaraan.

Ø BIOMASSA SEBAGAI SUMBER ENERGI

Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati.

Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati memberi tiga keuntungan langsung:

Pertama, peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan.

Kedua, penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari pada memanfaatkannya.

Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat penimbunan sampah karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah perkotaan.

Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama untuk sumber energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat. Kelapa sawit, jarak, kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang produk utamanya sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Sedangkan ubi kayu, jagung, sorghum, sago merupakan tanaman-tanaman yang produknya sering ditujukan sebagai bahan pembuatan bioethanol.

Pemanfaatan energi biomassa dapat dilakukan dengan berbagai cara. Dewasa ini teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari :

1. Pembakaran langsung (direct combustion) dalam bentuk pemanfaatan panas.

Pemanfaatan panas biomassa telah dikenal sejak dulu seperti pemanfaatan kayu bakar. Pemanfaatan yang cukup besar umumnya untuk menghasilkan uap pada pembangkitan listrik atau proses manufaktur. Dalam sistem pembangkit, kerja turbin biasanya memanfaatakan ekspansi uap bertekanan dan bertemperatur tinggi untuk menggerakkan generator. Di industri kayu dan kertas, serpihan kayu terkadang langsung dimasukkan ke boiler untuk menghasilkan uap untuk proses manufaktur atau menghangatkan ruangan. Beberapa sistem pembangkit berbahan bakar batubara menggunakan biomassa sebagai sumber energi tambahan dalam boiler efisiensi tinggi untuk mengurangi emisi.

2. Konversi menjadi bahan bakar cair.

Dua bahan bakar bio yang paling umum adalah ethanol dan biodiesel. Ethanol merupakan alkohol yang dibuat dengan fermentasi biomassa dengan kandungan hidrokarbon yang tinggi seperti jagung metaldi proses yang sama untuk membuat bir. Ethanol paling sering digunakan sebagai aditif bahan bakar untuk mengurangi emisi CO dan asap lainnya dari kendaraan. Biodiesel merupakan ester yang dibuat menggunakan minyak tanaman, lemak binatang, ganggang, atau bahkan minyak goreng bekas. Biodiesel dapat digunakan sebagai aditif diesel untuk mengurangi emisi kendaraan atau dalam bentuk murninya sebagai bahan bakar kendaraan

3. Pemanfaatan Gas Biomassa

Pemanfaatan gas biomassa skala kecil yang banyak diaplikasikan oleh masyarakat adalah pemanfaatan gas metana hasil fermentasil yang langsung dibakar untuk dimanfaatkan panasnya. Pada skala yang lebih maju pemanfaatan gas biomassa dilakukan melalui sistem gasifikasi menggunakan temperatur tinggi untuk mengubah biomassa menjadi gas (campuran dari hidrogen, CO dan metana).

Ø PRINSIP PEMBAKARAN BAHAN BAKAR

Prinsip pembakaran bahan bakar sejatinya adalah reaksi kimia

bahan bakar dengan oksigen (O). Kebanyakan bahan bakar

mengandung unsur Karbon (C), Hidrogen (H) dan Belerang (S).

Akan tetapi yang memiliki kontribusi yang penting terhadap energi yang dilepaskan adalah C dan H. Masing-masing bahan bakar mempunyai kandungan unsurC dan H yang berbeda-beda.

Proses pembakaran terdiri dari dua jenis yaitu pembakaran lengkap (complete combustion) dan pembakaran tidak lengkap (incomplete combustion). Pembakaran sempurna terjadi apabila seluruh unsur C yang bereaksi dengan oksigen hanya akan menghasilkan CO2, seluruh unsur H menghasilkan H2O dan seluruh S menghasilkan SO2.

Sedangkan pembakaran tak sempurna terjadi apabila seluruh unsur C yang dikandung dalam bahan bakar bereaksi dengan oksigen dan gas yang dihasilkan tidak seluruhnya CO2. Keberadaan CO pada hasil pembakaran menunjukkan bahwa pembakaran berlangsung secara tidak lengkap.

Jumlah energi yang dilepaskan pada proses pembakaran dinyatakan sebagai entalpi pembakaran yang merupakan beda entalpi antara produk dan reaktan dari proses pembakaran sempurna. Entalpi pembakaran ini dapat dinyatakan sebagai Higher Heating Value (HHV) atau Lower Heating Value (LHV). HHV diperoleh ketika seluruh air hasil pembakaran dalam wujud cair sedangkan LHV diperoleh ketika seluruh air hasil pembakaran dalam bentuk uap.

Pada umumnya pembakaran tidak menggunakan oksigen murni melainkan memanfaatkan oksigen yang ada di udara. Jumlah udara minimum yang diperlukan untuk menghasilkan pembakaran lengkap disebut sebagai jumlah udara teoritis (atau stoikiometrik). Akan tetapi pada kenyataannya untuk pembakaran lengkap udara yang dibutuhkan melebihi jumlah udara teoritis.

Kelebihan udara dari jumlah udara teoritis disebut sebagai excess air yang umumnya dinyatakan dalam persen. Parameter yang sering digunakan untuk mengkuantifikasi jumlah udara dan bahan bakar pada proses pembakaran tertentu adalah rasio udara-bahan bakar. Apabila pembakaran lengkap terjadi ketika jumlah udara sama dengan jumlah udara teoritis maka pembakaran disebut sebagai pembakaran sempurna.

Ø PEMANFAATAN ENERGI BIOMASSA

l Agar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat beberapa teknologi untuk konversi biomassa, dijelaskan pada Gambar 2. Teknologi konversi biomassa tentu saja membutuhkan perbedaan pada alat yang digunakan untuk mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan bahan bakar yang dihasilkan.

l Secara umum teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran langsung, konversi termokimiawi dan konversi biokimiawi. Pembakaran langsung merupakan teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa telah dapat langsung dibakar. Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih dahulu dan didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan. Konversi termokimiawi merupakan teknologi yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar. Sedangkan konversi biokimiawi merupakan teknologi konversi yang menggunakan bantuan mikroba dalam menghasilkan bahan bakar.

Ø PEMANFAATAN ENERGI BIOMASSA

1. BIOBRIKET
2. GASIFIKASI BIOMASSA
3. PIROLISA
4. LIQUIFICATION
5. BIOKIMIA

1. BIOBRIKET

Briket adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengkonversi sumber energi biomassa ke bentuk biomassa lain dengan cara dimampatkan sehingga bentuknya menjadi lebih teratur. Briket yang terkenal adalah briket batubara namun tidak hanya batubara saja yang bisa di bikin briket. Biomassa lain seperti sekam, arang sekam, serbuk gergaji, serbuk kayu, dan limbah-limbah biomassa yang lainnya. Pembuatan briket tidak terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak terlalu rumit.

Di IPB terdapat banyak jenis-jenis mesin pengempa briket mulai dari yang manual, semi mekanis, dan yang memakai mesin. Adapun cara untuk membuat biobriket secara semi mekanis disajikan dalam bentuk video.

2. GASIFIKASI BIOMASSA

l Gasifikasi biomassa dapat didefinisikan sebagai proses konversi bahan selulosa dalam suatu reaktor gasifikasi (gasifier) menjadi bahan bakar. Gas tersebut dipergunakan sebagai bahan bakar motor untuk menggerakan generator Gambar 3. Skema Gasifikasi Biomassa dan Sistem Pembangkit Daya

l pembangkit listrik. Gasifikasi merupakan salah satu alternatif dalam rangka program penghematan dan diversifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan membantu mengatasi masalah penanganan dan pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan. Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu : (a) unit pengkonversi bahan baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi atau gasifier, (b) unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.

3. PIROLISA

Pirolisa adalah penguraian biomassa (lysis) karena panas (pyro) pada suhu yang lebih dari 1500C. Pada proses pirolisa terdapat beberapa tingkatan proses, yaitu pirolisa primer dan pirolisa sekunder. Pirolisa primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel dan gas/uap hasil pirolisa primer. Penting diingat bahwa pirolisa adalah penguraian karena panas, sehingga keberadaan O2 dihindari pada proses tersebut karena akan memicu reaksi pembakaran.

4. LIQUIFICATION

Liquification merupakan proses perubahan wujud dari gas ke cairan dengan proses kondensasi, biasanya melalui pendinginan, atau perubahan dari padat ke cairan dengan peleburan, bisa juga dengan pemanasan atau penggilingan dan pencampuran dengan cairan lain untuk memutuskan ikatan. Pada bidang energi liquification tejadi pada batubara dan gas menjadi bentuk cairan untuk menghemat transportasi dan memudahkan dalam pemanfaatan.

5. BIOKIMIA

Pemanfaatan biokimia lainnya adalah proses biokimia.Contoh proses yang termasuk ke dalam proses biokimia adalah hidrolisis, fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion adalah penguraian bahan organik atau selulosa menjadi CH4 dan gas lain melalui proses biokimia.

Selain anaerobic digestion, proses pembuatan etanol dari biomassa tergolong dalam konversi biokimiawi. Biomassa yang kaya dengan karbohidrat atau glukosa dapat difermentasi sehingga terurai menjadi etanol dan CO2. Akan tetapi, karbohidrat harus mengalami penguraian (hidrolisa) terlebih dahulu menjadi glukosa. Etanol hasil fermentasi pada umumnya mempunyai kadar air yang tinggi dan tidak sesuai untuk pemanfaatannya sebagai bahan bakar pengganti bensin. Etanol ini harus didistilasi sedemikian rupa mencapai kadar etanol di atas 99.5%.

Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung.

Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya:

• Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.
• Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi.
• Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari.
• Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.
• Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun.

Selain itu energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini. Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada makluk yang sanggup hidup di bumi.

Energi Panas Matahari sebagai Energi Alternatif

Energi panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi negara-negara yang terletak di khatulistiwa termasuk Indonesia, dimana matahari bersinar sepanjang tahun. Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa energi matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000 TerraWatt sedangkan yang dimanfaatkan masih sangat sedikit.

Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu:

1. Pemanasan ruangan
2. Penerangan ruangan
3. Kompor matahari
4. Pengeringan hasi pertanian
5. Distilasi air kotor
6. Pemanasan air
7. Pembangkitan listrik

Pemanasan Ruangan

Ada beberapa teknik penggunan energi panas matahari untuk pemanasan ruangan, yaitu:

• Jendela

Ini merupakan teknik pemanasan dengan menggunakan energi panas matahari yang paling sederhana. Hanya diperlukan sebuah lubang pada dinding untuk meneruskan panas matahari dari luar masuk ke dalam bangunan. Ada jendela yang langsung tanpa ada kacanya dan ada yang menggunakan kaca. Untuk mendapatkan panas yang optimal maka pada jendela dipasang kaca ganda. Biasanya di daerah-daerah empat musim dinding/tembok bangunan diganti dengan kaca agar matahari bebas menyinari dan menghangatkan ruangan pada saat musim dingin.

• Dinding Trombe(Trombe Wall)

Dinding trombe adalah dinding yang diluarnya terdapat ruangan sempit berisi udara. Dinding bagian luar dari ruangan sempit tersebut biasanya berupa kaca. Dinding ini dinamai berdasarkan nama penemunya yaitu Felix Trombe, orang berkebangsaan Perancis.

Prinsip kerjanya adalah permukaan luar ruangan ini akan dipanasi oleh sinar matahari, kemudian panas tersebut perlahan-lahan dipindahkan kedalam ruangan sempit. Selanjutnya panas di dalam ruangan sempit tersebut akan dikonveksikan ke dalam bangunan melalui saluran udara pada dinding trombe.

• Greenhouse

Teknik ini hampir sama dengan dinding trombe hanya saja jarak antara dinding masif dengan kaca lebih lebar, sehingga tanaman bisa hidup di dalamnya.

Prinsip kerja greenhouse juga serupa dengan dinding trombe. Panas masuk melalui kaca ke dalam greenhouse lalu dikonveksikan ke dalam bangunan untuk menghangatkan ruangan atau menjaga suhu rungan tetap stabil meskipun pada waktu siang atau malam hari.

Penerangan Ruangan

Adalah teknik pemanfaatan energi matahari yang banyak dipakai saat ini. Dengan teknik ini pada siang hari lampu pada bangunan tidak perlu dinyalakan sehingga menghemat penggunaan listrik untuk penerangan. Teknik ini dilaksanakan dengan mendesain bangunan yang memungkinkan cahaya matahari bisa masuk dan menerangi ruangan dalam bangunan.

Kompor Matahari

Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu bakar.

Untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.

Pengeringan Hasil Pertanian

Hal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya. Berbeda dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan bahan bakar fosil maupun menggunakan listrik.

Distilasi Air

Cara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25mm hingga 50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian menguap, sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang lebih dingin. Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan embunan mengalir karena gaya berat menuju ke saluran penampungan yang selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan.

Pemanasan Air

Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini memerlukan biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk memanaskan digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan pemanas air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak memerlukan biaya bahan bakar.

Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di dalam terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang berada di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan persediaan air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar kembali ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang dihasilkan kurang dari yang diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki penyimpan panas untuk dipanaskan kembali.

Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor surya plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.

Pembangkitan Listrik

Prinsipnya hampir sama dengan pemanasan air hanya pada pembangkitan listrik, sinar matahari diperkuat oleh kolektor pada suatu titik fokus untuk menghasilkan panas yang sangat tinggi bahkan bisa mencapai suhu 3800 C. Pipa yang berisi air dilewatkan tepat pada titik fokus sehingga panas tersebut diserap oleh air di dalam pipa. Panas yang sangat besar ini dibutuhkan untuk mengubah fase cair air di dalam pipa menjadi uap yang bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi yang di hasilkan ini kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar turbo generator untuk menghasilkan listrik.

Ada dua jenis kolektor yang biasa digunakan untuk pembangkitan listrik yaitu kolektor parabolik memanjang dan kolektor parabolik cakram.

Kolektor Parabolik Memanjang

Kolektor Parabolik Cakram

Di California, Amerika Serikat, alat ini telah mampu menghasilkan 354 MW listrik. Dengan memproduksi kolektor ini secara massal, maka harga satuan energi matahari ini di AS, sekitar Rp 100/KWh lebih murah dibandingkan energi nuklir dan sama dengan energi dari tenaga pembangkit dengan bahan baku energi fosil.(Ivan A Hadar, 2005).

Di India dengan area seluas 219.000 meter persegi maka kolektor mampu menghasilkan listrik sebesar 35-40 MW dengan rata-rata intensitas penyinaranya adalah sebesar 5.8 KWH per meter persegi per hari.(Gordon Feller).

Kita dapat juga membangkitkan listrik langsung dari energi surya, yaitu dengan menggunakan photovoltaic. Alat ini terbuat dari bahan semikonduktor yang sangat peka dalam melepaskan elektron ketika terkena panjang gelombang sinar matahari tertentu. Akan tetapi alat ini masih sangat mahal dan efisiensinya masih sangat rendah, yaitu sekitar 10%.

Pembangkitan listrik berdasarkan perbedaan tekanan pada gas juga bisa dilakukan, yaitu dengan menggunakan chimney. Ini sebuah sistem tower yang terdiri turbin gas dan jalinan kaca tertutup yang luas untuk memerangkap panas matahari.

Prinsipnya: sinar matahari akan menembus kaca dari alat ini kemudian memanaskan gas yang terperangkap di bawah kaca. Gas suhu tinggi ini akan memasuki tower tertutup yang tingginya bisa mencapai 1000 meter vertikal. Oleh karena perbedaan suhu gas pada permukaan bumi dan 1000 meter diatas permukaan bumi, maka gas akan mengalir ke atas melalui tower ini. Aliran gas/udara tersebut akan memutar turbin gas. Skema sederhana dapat dilihat pada gambar dibawah.

Keuntungan dan Kerugian Energi Panas Matahari

Keuntungan dari penggunaan energi panas matahari antara lain:

• Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
• Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya baik bagi manusia maupun lingkungan.
• Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan dapat mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
• Pembanguan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki nilai ekonomis.

Kerugian dari penggunaan energi panas matahari antara lain:

• Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga panas matahari tidak efektif digunakan pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
• Pada musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air di dalamnya membeku.
• Membutuhkan lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk pertanian, perumahan, dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi matahari sangat rendah.
• Lapisan kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan penglihatan, misalnya penerbangan.
• Sistem hanya bisa digunakan pada saat matahari bersinar dan tidak bisa digunakan ketika malam hari atau pada saat cuaca berawan.
• Penyimpanan air panas untuk perumahan bukan merupakan masalah, tetapi penyimpanan uap air pada pembangkit listrik memerlukan teknologi yang sulit.

Pustaka

• Arismunandar, W. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Bandung. Pradnya Paramita.
• Boyle, G. 1996. Renewable Energy. Milton Keynes. The Open University.
• Gordon Feller. India Building Large-Scale Solar Thermal Capacity. Available from http://www.ecoworld.org/Home/Articles2.cfm?TID=325
• Ivan A Hadar. Kompas, 11 Oktober 2005. Keluar dari Ketergantungan (Pasar) BBM.
• Passive Solar Architecture - Heating. Available from www.azsolarcenter.com/design/pas-2
• Solar Cooking. Available from www.energiinfo.org/solar_cooking

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

"Generator" beralih ke sini. Untuk penggunaan lain, lihat generator (disambiguasi)

Generator abad 20 awal

Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanikal, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apapun sumber energi mekanik yang lain.

Tokyo, Rabu

Piranti mobile seperti telepon seluler (ponsel), Personal Digital Assistant (PDA) dan notebook saat ini semakin banyak digunakan. Alasannya? Selain karena praktis dan mudah dibawa kemana saja, piranti mobile juga semakin maju dalam hal kemampuan mengelola data-data milik majikannya. Ia mampu melakukan penghitungan yang tidak kalah dibandingkan komputer-komputer desktop, misalnya. Piranti mobile juga dilengkapi memori yang cukup tinggi sehingga bisa menyimpan data dalam jumlah yang cukup besar.

Tetapi sejalan dengan meningkatnya kemampuan piranti-piranti tersebut, mereka juga semakin haus tenaga. Kebutuhan akan tenaga begitu besar sehingga para produsen piranti mobile harus melengkapi produknya dengan baterai yang lebih kuat sekaligus tahan lama.

Namun baterai kuat saja tidak cukup. Manusia menginginkan segala sesuatunya menjadi praktis dan tidak makan waktu. Dengan alasan tersebut, pengisian kembali (recharge) tenaga baterai menjadi salah satu masalah yang dianggap menyebabkan pekerjaan menjadi tidak efisien.

Sebenarnya pengisian kembali tenaga baterai adalah hal sepele. Namun bagi mereka yang menggunakan piranti-piranti mobile sepanjang hari, ketidaknyamanan cara itu akan terasa. Mereka harus mencari sumber daya listrik dan menunggu hingga baterai penuh kembali sebelum dapat membawanya bepergian.

Untuk mengatasi hal itu, beberapa perusahaan di Jepang, termasuk perusahaan komunikasi mobile Toshiba Corp, mulai memikirkan penggunaan sel-sel bahan bakar sebagai sumber tenaga piranti-piranti bergerak. Diilhami dari baterai-baterai yang dipakai sebagai sumber tenaga wahana ruang angkasa di tahun 1960-an, mereka mengembangkan sel bahan bakar mini yang mampu menghasilkan energi listrik melalui reaksi antara hidrogen dan oksigen.

Dengan baterai-baterai sel bahan bakar tersebut, kegiatan recharging bisa dihilangkan karena sel-sel itu cukup diisi bahan bakar tambahan (refuiling), bila tenaganya menipis.

Dikatakan Tetsuya Mizoguchi, presiden Toshiba Corp, perusahaannya tengah mencoba menciptakan baterai sel bahan bakar yang mampu mengubah methanol menjadi tenaga listrik secara langsung. Baterai itu diharapkan akan tersedia untuk masyarakat dalam waktu dua tahun ke depan.

Hal serupa juga dilakukan oleh produsen ponsel terbesar di Jepang, NEC Corp, yang bersama dengan dua badan riset pemerintah sedang mengembangkan baterai berbahan bakar methanol dan memakai nanoteknologi. Menurut NEC, kapasitas energi hasil penemuan itu 10 kali akan lebih besar daripada baterai lithium biasa, sehingga memungkinkan seseorang menggunakan ponselnya sebulan penuh, atau memakai laptopnya seharian tanpa harus di-charge.

Mengenai pasar baterai tersebut, Yoshimi Kubo, senior manager di NEC Laboratories memperkirakan ponsel generasi ke-tiga (3G) akan memenjadi salah satu piranti yang paling cepat mengadopsi teknologi baterai sel bahan bakar. Seperti diketahui, dengan kemampuan yang dimilikinya, ponsel 3G memerlukan tenaga yang tidak sedikit, dan hal itu menjadi masalah karena dengan baterai standar saat ini pengguna ponsel 3G hanya bisa berbicara selama 100 menit atau melakukan video-conferencing selama 70 menit.

"Saya yakin industri telekomunikasi membutuhkan baterai yang dapat diandalkan karena ponsel 3G saat ini tidak mempunyai tenaga cukup. Mereka, cepat atau lambat, akan membutuhkan baterai ber-sel bahan bakar," ujar Kubo yang berencana memasarkan baterai bahan bakar NEC pada tahun 2005.

Di lain pihak, Sony Corp, salah satu raksasa elektronik dunia, juga tidak mau ketinggalan dengan ikut mengembangkan baterai ber-sel bahan bakar yang menggunakan molekul-molekul karbon, sehingga memungkinkannya berfungsi pada suhu ekstrim.

Salah satu keunggulan lain dari baterai ber-sel bahan bakar, menurut Kubo, adalah bentuknya yang dapat disesuaikan karena ia menggunakan bahan bakar cair. Karena fleksibilitasnya, maka para peneliti memperkirakan mereka tidak akan kesulitan memasang baterai tersebut pada piranti-piranti elektronik.

Sementara mengenai biaya pemakaiannya, methanol yang tidak terlalu mahal diperkirakan dapat menyaingi biaya yang dikeluarkan pada penggunaan baterai lithium. Hal itu masih ditambah keuntungan dalam hal waktu karena pengisian sel bahan bakar akan jauh lebih singkat daripada waktu recharge baterai lithium.

Sampai saat ini semua perusahaan itu pada prinsipnya hanya menghadapi masalah ukuran. Mereka sedang mencari jalan agar baterai-baterai sel bahan bakar yang mereka kembangkan bisa mencapai ukuran sekecil mungkin. (Rtr/wsn)

Keyboard umumnya dipakai untuk mengetik (sudah biasa). Tapi bagaimana jika keyboard komputer digunakan sebagai pembangkit listrik? Nah, itulah ide yang dikembangkan oleh Iwantoneofthose. Keyboard ini sangat bersahabat dengan alat apalagi di tengah maraknya isu pemanasan global dan back to nature. Cara kerja keyboard ini adalah dengan mengkonversi energi gerak menjadi energi listrik. Energi gerak tersebut diperoleh dari pencetan-pencetan tangan anda ke keyboard. secara mudah dapat dijelaskan bahwa tombol-tombol keybord ini terhubung dengan “generator” yang akan menghasilkan energi listrik. Ketika anda menekan tombol keyboard, maka akan timbul energi kinetis. energi kinetis tersebut diubah menjadi energi lisrik oleh generator tadi. Jadi, semakin cepat anda mengetik, maka akan semakin banyak energi yang anda peroleh. Energi yang diperoleh nantinya disimpan pada komputer. Jika energi yang tersimpan dirasa sudah cukup, maka anda dapat melepas power utama komputer anda dan sepenuhnya menggunakan pembangkit lisrik tenaga keyboard. harganya? £59.99. Benar - benar energi alternatif

Wah sepertinya ada ide bagus untuk pemerintah kita yang masih meributkan masalah pembangunan PLTN. Dari pada ribut membangun PLTN lebih baik membangun PLTK — Pembangkit Listrik Tenaga KEyborad

Sumber: Gizmowatch, pocket-lint

Cogeneration Pembangkit Listrik yang Ideal

Produksi listrik dari pembangkit yang menggunakan bahan bakar fosil adalah proses yang relatif tidak efisien. Hal ini disebabkan karena pada operasi pembangkit itu energi panas sebagai hasil sampingan dalam bentuk uap yang terbuang begitu saja ternyata jauh lebih besar daripada energi listrik sebagai tujuan utama pembangkit itu. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa pada operasi pembangkit dapat dikatakan jika setiap kWh energi listrik yang diproduksi maka ada dua kWh lainnya dalam bentuk energi termal yang akan dibuang ke lingkungan sebagai gas buang. Adapun pembangkit yang besar menghasilkan uap panas adalah pembangkit dengan turbin uap tekanan balik (back pressure turbine). Di mana panas yang terbuang itu tediri dari radiasi dan kerugian yang bertumpuk pada generator uap. Dengan demikian tenaga listriknya kecil sehingga rasio antara listrik dan panasnya yang disebut efisiensi rendah. Perbaikan efisiensi pada mulanya dilakukan dengan cara mengurangi biaya pembangkit, biaya bahan bakar dan biaya pemeliharaan. Peningkatan efisiensi bisa juga dilakukan dengan teknologi sederhana yaitu dengan cara menggunakan material dan komponen berkualitas tinggi. Sedangkan efisiensi akan lebih tinggi jika dilakukan dengan meningkatkan teknologi energi daripada melalui peningkatan boiler bertekanan tinggi atau turbin kondensasi.

Gambar 1

Seperti pada pembangkit batu bara yang pada mulanya memiliki efisiensi 20% kemudian setelah dilakukan perbaikan pada bagian spesifikasi penguapan maka efisiensinya bisa meningkat menjadi 30%. Di sisi lain karena adanya kemajuan teknologi pada pembangkit tenaga uap konvensional sehingga batu bara muda bisa digunakan sebagai bahan bakar. Kemudian pembuangan gasnya dilakukan melalui sebuah menara pendingin akibatnya efisiensi pembangkit bisa menjadi 45%.

Efisiensi untuk pembangkit PLTU yang kecil adalah 28% dan untuk PLTU konvensional yang menggunakan turbin uap dan boiler umumnya mempunyai efisiensi sekitar 35%. Untuk pembangkit tenaga turbin uap yang dapat mengoperasikan zat cair dan gas dalam ruangan pembakaran bertekanan uap 250 bar dan suhu 535ºC akan menghasilkan efisiensi sebesar 40%. Sementara itu dalam air pendingin PLTU (kondensor) mengandung panas 55%. Sementara itu PLTD memiliki efisiensi 30%, gas buang PLTD mengandung panas 25%, dan air pendinginnya 33%. Suatu PLTG umumnya memiliki efisiensi 25 - 30% dan PLTG modern di mana suhunya 1110ºC memiliki efisiensi 32 - 33% sedang gas buang PLTG mengandung panas 75%. Berarti kehilangan energi termal terbesar dalam bentuk gas buang terjadi pada turbin gas. Dengan demikian pembangkit yang banyak mengeluarkan (menghasilkan) panas adalah PLTG. Jika gas buang itu mencapai suhu 500º C maka gas buang itu bisa digunakan untuk memanaskan sebuah boiler PLTU. Berarti untuk meningkatkan efisiensi pembangkit bisa dilakukan dengan memanfaatkan panas yang terbuang. Untuk itu teknologi yang bisa memanfaatkan energi panas yang terbuang adalah kogenerasi.

Gambar 2

Cogeneration adalah teknologi untuk meningkatkan efisiensi pembangkit. Melalui cogeneration ini ternyata efisiensi dari bahan bakar yang digunakan pembangkit bisa mencapai 80%, akibatnya biaya produksi menjadi murah. Hal itu dilakukan dengan cara mengolah energi panas yang berasal dari gas buang pembangkit termal.

Dari pengolahan itu dihasilkan dua macam energi panas :

1. Panas yang bisa digunakan untuk kebutuhan industri
2. Panas yang dialirkan ke pembangkit sehingga penggunaan bahan bakar untuk pemanasan pembangkit bisa dihemat.

Hal inilah yang menyebabkan efisiensi pembangkit konvensional meningkat. Dengan demikian biaya bahan bakar yang harus dikeluarkan pembangkit yang menggunakan cogeneration bisa dihemat.

Sedangkan keunggulan cogeneration adalah:

1. Teknologinya bersih.
2. Penggunaan bahan bakarnya efisien.
3. Mampu mengurangi emisi terhadap lingkungan.

Dengan demikian pada saat isu lingkungan merebak di mana masyarakat menuntut supaya pembangkit listrik mengurangi emisi pada gas perusak lingkungan sehingga mengurangi polusi, maka penggunaan cogenerationpun semakin meningkat sehingga cogeneration telah diterima sebagai salah satu solusi dalam upaya mengatasi pemanasan global. Di Indonesia cogeneration dikembangkan oleh PLN khususnya pembangkit Jawa-Bali I (PJB I). Cogeneration ini memanfaatkan sisa panas dari pembangkit berskala kecil untuk diubah menjadi tenaga sekunder berupa uap, udara dingin dan air panas. Dengan digunakannya cogeneration itu maka tingkat efisiensi panas yang dihasilkan permbangkit kecil meningkat menjadi 90%.

Cogeneration dengan bahan bakar limbah

Cogeneration selain dapat beroperasi dengan bahan bakar fosil juga dapat digabungkan/dikawinkan dengan sumber energi terbarukan (gas atau padat). Seperti untuk gas terdiri dari biogas yang dihasilkan dari sampah pertanian dan limbah organik yang mengandung gas seperti jerami. Sedangkan untuk limbah padat terdiri dari limbah hutan dan limbah perkotaan.

Untuk itulah sekarang ini cogeneration sudah dikembangkan menjadi pembangkit ganda yang menggunakan bahan bakar dari energi terbarukan seperti itu. Seperti di Inggeris telah memanfaatkan cogeneration untuk mengubah gas limbah menjadi dua macam energi :

1. Tenaga listrik dengan dengan daya 20 kW - 1 MW yang digunakan untuk hotel dan industri
2. Energi panas yang digunakan untuk kebutuhan gedung perkantoran

Dengan demikian cogeneration ini cocok untuk industri yang membutuhkan energi listrik dan panas. Seperti industri kimia, farmasi, kilang minyak, kertas, kayu lapis, makanan dan industri baja. Industri itu menggunakan cogeneration dengan output listrik di atas 1 MW.

Sedangkan yang banyak menggunakan cogeneration adalah Inggeris di mana sampai saat ini saja sudah mencapai sekitar 5% dari total kebutuhan listriknya dipasok oleh cogeneration. Jika pembangkit cogeneration ini dihubungkan ke jaringan interkoneksi maka pembangkit itu sudah tidak menjadi kebutuhan sendiri atau telah menjadi komersial. Hal ini jika terjadi kelebihan energi listrik maka energi itu bisa dijual ke konsumen dan sebaliknya pada saat beban puncak maka pembangkit cogeneration membutuhkan beban yang bisa diambil dari sistim interkoneksi. Suatu pembangkit skala kecil yaitu dengan ukuran 1 MW terdiri dari mesin, generator, pemanas, sistim pembuangan unit pemanas dan unit kontrol dan unit-unit itu dibuat secara kompak. Cogeneration itu bisa menggunakan bahan bakar gas alam dan biogas dari limbah. Unit cogeneration itu dibuat dengan teknologi canggih di mana pada key board komputernya tersedia fungsi kontrol dan monitoring. Fungsi kontrol dimaksudkan untuk menyalakan mesin dan sinkronisasi generator sesuai dengan output yang dibutuhkan. Sedangkan unit monitoring dimaksudkan untuk keamanan unit dan untuk mempridiksi perawatan yang diperlukan. Cogeneration skala kecil itu cocok di tempatkan pada daerah yang memerlukan panas dan listrik. Untuk itu berarti bisa ditempatkan di rumah sakit, tempat hiburan dan perumahan.

Cogeneration Mesin Diesel

Mesin Diesel mempunyai efisiensi termal yang relatif tinggi. Di mana panas yang keluar dari mesin diesel terutama dalam bentuk gas yang dihabiskan dan energi termal yang dibawa oleh air selubung mesin. Pada beban yang penuh mesin diesel mempunyai keseimbangan panas.

Panas yang dikeluarkan mesin diesel semuanya bisa dimanfaatkan misalnya energi gas hanya 20% yang bisa dimanfaatkan secara ekonomis.

Radiasi dan kerugian lain	9,15 %
Panas dalam minyak pelumas	4,61 %
Panas dalam air selubung	13,84 %
Panas dalam gas buang	33,20 %
Shaf Work	39,20 %

Mesin diesel menghasilkan/mengeluarkan gas panas dari ketel dan selubung mesin jadi produksi energi termalnya cukup tinggi sehingga energi ini bisa digunakan untuk keperluan pembangkit yang berarti bisa dihemat biaya operasi pembangkit. Hal ini karena jumlah bahan bakar yang akan digunakan untuk memanaskan pembankit bisa ditiadakan dan kalau panasnya masih bersisa maka bisa dijual atau disimpan. Dengan demikian penggunaan PLTD untuk pembangkitan sendiri lebih menguntungkan dari pada menggunakan pembangkit PLN. Hal ini karena pada pembangkit PLN ada biaya transmisi/distribusi sedangkan pada pembangkitan sendiri selain tidak ada biaya transmisi/distribusi kemudian ditambah lagi dengan adanya hasil sampingan yang berupa energi termal yang bisa dimanfaatkan untuk memanaskan mesin pembangkit yang biasanya menggunakan bahan bakar sehingga bisa menghemat biaya bahan bakar.

Studi Kasus

Studi perbandingan pemakaian listrik PLN/Pembangkitan sendiri di tiga perusahaan Toray Grup Tangerang (PT. ITS ; PT. ISTEM dan PT. ACTEM ). Di sini juga akan membandingkan biaya suplai tenaga yang telah di keluarkan oleh pembangkit sendiri yang menggunakan Cogeneration dengan PLN.

A. Penggunaan Mesin Diesel Sendiri

Rata-rata daya listrik terpakai perjam 8930 kW (per bulan 6537 MWh). Perhitungan biaya produksi per bulan

Tabel Penggunaan biaya pada mesin diesel sendiri

Keterangan	Jutan Rp/bln	Rp/kWh
Pemakaian solar 1778 kl a Rp 183,82 Pemakaian listrik & air untuk diesel Pemakain minyak plumas Ongkos perawatan Biaya tenaga kerja Biaya penyusutan & Asuransi mesin Jumlah Biaya	326,86 12,20 13,40 58,46 14,60 28,90 454,41	50,00 1,87 2,05 8,94 2,23 4,42 69,51
Penghematan biaya dari gas buang Diesel yang diproduksi jadi uap : - Produksi uap murni hanya dengan residu memerlukan residu 1545,2 kl - Pemakaian uap dengan residu yang dicampur gas buang diesel memerlukan residu 1308,2 kl Penghematan residu237 kl a Rp 188,57 per liter	44,69	6,84
	409,72	62,68

B. Pemakaian listrik di PLN (harus dilengkapi mesin cadangan)

Rata-rata daya listrik terpakai per jam 8930 kW (per bulan 6537 MWh). Perhitungan pemakaian listrik PLN (termasuk biaya tetap mesin cadangan per bulan)

Keterangan	Juta Rp/bln	Rp/kWh
A. Tarif tegangan tinggi I4 : Biaya beban : 12,500 kVA a Rp 1970/kVA Biaya pemakaian 1894*77 + 4643*48,5	24,63 371,02	3,77 56,76
B. Amortisasi biaya penyambungan & bunga uang jaminan : Amortisasi biaya penyambungan : Daya : 12500 kVA 40 Rp/kVA Bunga 15%/thn : Masa pakai 12 thn Bunga uang jaminan : 125.000.00*13*0,15/12 thn	7,50 2,03	1,15 0,31
C. Penyusutan alat transmisi 12 thn : 6626 juta Rp/144	46,01	7,07
D. Biaya perawatan & asuransi : (3% * 6626 juta Rp)/12 Jumlah Biaya	16,57 467,76	2,53 71,56
E. Biaya perawatan & biaya-biaya lain untuk mesin diesel cadangan	28,90	4,42
JUMLAH BIAYA YANG DIPERLUKAN	496,66	75,98

Dari perhitungan biaya tersebut di atas ternyata pembangkitan sendiri lebih hemat dari pada PLN. Hal ini disebabkan karena pembangkitan sendiri menggunakan cogeneration dan biaya yang dikeluarkan untuk transmisi dan distribusi relatif tidak ada. Keuntungan lain dari pembangkitan sendiri adalah keandalan sistim tenaga litrik yang dapat terjamin dan kelebihan daya yang dapat dijual.

Cogeneration Kombinasi

Cogeneration ini menggunakan prinsip siklus uap kondensor di mana di dalam kondensat uap panas yang berasal dari air dingin diturunkan kemudian hal ini berakibat meningkatknya energi listrik yang dihasilkannya. Pemilihan sistim siklus kondensasi dan sistim cogeneration berdasarkan pertimbangan ekonomis. Seperti perusahaan listrik karena tidak membutuhkan energi termal. Berarti energi termal yang dihasilkan oleh pembangkit listrik akan digunakan untuk meningkatkan produksi listrik untuk itu yang tepat digunakan adalah sistim siklus kombinasi. Yaitu jika siklus gas dikawinkan dengan siklus uap sehingga menjadi siklus kombinasi maka akan menyebabkan terjadinya peningkatan efisiensi. Pada siklus kombinasi itu boiler PLTU dipanaskan hanya oleh gas buang PLTG. Kemudian oksigen dalam pipa pembuangan turbin gas digunakan untuk pembakaran bahan bakar primer dalam suatu sistim boiler uap hilir. Kompresor memasok udara terkompresi ke boiler untuk melakukan proses super canggih, kemudian boiler itu menghasilkan uap yang dapat menggerakkan turbin uap. Selain dari itu panas limbah dari pipa pembuangan turbin gas juga digunakan untuk memanaskan boiler yang akan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin uap. Di mana uap boiler itu digunakan untuk menggerakkan sebuah turbin uap yang pada gilirannya merupakan tenaga penggerak mula bagi sebuah generator listrik. Kemudian jika panas yang keluar dari pipa pembuangan turbin gas dinaikkan dan gas buang yang meninggalkan boiler digunakan untuk memanaskan kondensat yang menuju maka efisiensinya bisa meningkat sampai lebih dari 50%.

Gambar 3

Sebuah pembangkit batu bara yang menggunakan kombinasi dari turbin uap dan turbin gas. Di mana limbah panas yang berasal dari turbin gas bisa dimanfaatkan yaitu dengan bantuan sebuah boiler. Sehingga bisa membangkitkan uap untuk mengontrol turbin uap. Dengan demikian hasil dari sistim gas dan uap akan menghasilkan efisiensi sebesar 44%. Sedangkan pada sistim kogenerasi energi termal yang dihasilkan oleh pembangkitnya selain bisa digunakan untuk meningkatkan produksi listrik dan bisa juga digunakan untuk kebutuhan lain. Dengan demikian sistim ini cocok dipakai di industri, hal ini karena energi termal dibutuhkan pada industri untuk kebutuhan pemanasan.

Daftar Pustaka

1. Biaya Suplai Tenaga Listrik di Indonesia, Skripsi Deni Almanda, FT UGM, Yogyakarta, 1988
2. ESCAP, Proceeding of the work shop on co-generation of electricity and proses heat United Nation, New York, 1983
3. Cogeneration Memangkas biaya dan emisi, Majalah Listrik Indonesia Edisi II Tahun III April 1998, Jakarta

Oleh: Deni Almanda
Penulis adalah dosen Teknik elektro dan kepala Perpustakaan FT UMJ.

Robot Yang Bisa Senyum, Sedih, dan Marah

MIT

Nexi,robot buatan MIT, yang wajahnya dapat berekspresi seperti manusia.

Riset robotika di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) dan mitranya menghasilkan robot yang dapat meniru ekspresi emosi manusia. Wajah robot bernama Nexi tersebut bisa berubah-ubah sehingga bermimik seperti orang yang sedang sedih, marah, tersenyum, dan ekspresi lainnya.

Struktur mukanya dibuat sedemikian rupa sehingga dapat melakukan kombinasi gerakan untuk membentuk berbagai ekspresi. Bagian lehernya dapat melakukan putaran empat derajat dan diatur agar dapat bergerak secepat leher manusia. Wajahnya dilengkapi bagian-bagian yang meniru rongga mata, alis, kelopak mata, dan rahang. Kombinasi gerakan bagian-bagian ini akan membentuk variasi ekspresi.

Kedua bola matanya yang dapat digerakkan di dalam rongga mata dilengkapi sensor cahaya. Di keningnya terdapat kamera inframerah untuk merekam citra visual di sekitarnya. Di kepalanya juga dipasang empat mikrofon untuk mendukung pemrosesan suara.

Bagian tubuh lainnya juga sudah dilengkapi teknologi canggih. Ia memang belum punya dua kaki seperti manusia, namun dua roda di alasnya sangat fleksibel bergerak ke mana saja. Lengannya dapat mengangkat benda hingga sebarat 5 kilogram. Plastik pmebungkus di tubuhnya dapat mengenali sentuhan manusia.

Saat ini, robot tersebut sedang dilatih untuk bereaksi terjadap dorongan emosi tertentu. Robot ini merupakan hasil kerja sama MIT dengan dua perusahaan teknologi robotika. Jika bagian kepalanya dikembangkan bersama Xitome Design, bagian tubuhnya dikerjakan dengan UMASS Amherts.(PHYSORG/WAH) Kompas.com

“ ROBOT BEROTAK BIOLOGIS ”

GURU Besar Bidang Cybernetics dari Universitas Reading, Inggris, Kevin Warwick, tak dapat menyembunyikan rasa bangganya. Robot berotak biologis dari syaraf (neuron) tikus sejauh ini memberi harapan. Gordon, demikian nama robot itu, merupakan robot berotak biologis pertama di dunia.

Gordon dijejali puluhan elektroda untuk menangkap sinyal elektrik yang dibangkitkan oleh sel-sel otak itu. Otak biologis itu terdiri atas banyak neuron pada sebuah Multi Electrode Array (MEA), yang akan mengomunikasikan dan mengontrol robot melalui koneksi bluetooth. Proyek tersebut yang pertama mengetahui bagaimana otak menyimpan sebuah data spesifik.

Setiap kali Gordon mendekati obyek, sinyal-sinyal yang terkirim membuatnya menghindari tabrakan. Otak biologis memerintahkan roda berbelok ke kanan atau ke kiri. Begitu seterusnya.

Bagi Kevin, pengajar pada School of Systems Engineering, proyek bernilai hampir setengah juta poundsterling yang didanai UK Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) itu, memberinya dua kejutan. Pertama, bagaimana otak biologis mampu menggerakkan tubuh robot. Kedua, proyek itu membantu mereka meneliti lebih jauh bagaimana otak belajar dan menyimpan banyak pengalaman.

"Manusia akan tahu bagaimana otak bekerja dan itu akan berdampak pada banyak hal di dunia ilmu pengetahuan dan obat-obatan," ujarnya. Proyek dimulai 1 Januari 2007 dan akan berakhir 31 Desember 2009.

Aplikasi pengobatan

Bagi tim, kemampuan Gordon bergerak semata-mata karena kemampuan otak biologisnya, bukanlah tujuan akhir penelitian. Lebih jauh, mereka mempelajari kerja otak biologis yang lumayan rumit, di antaranya melalui respons Gordon terhadap berbagai sinyal.

Dari sana, misalnya, para peneliti akan menyaksikan langsung bagaimana ingatan bermanifestasi di dalam otak, ketika Gordon mengunjungi teritori yang dikenalnya.

Pemahaman mengenai hal itu diyakini akan sangat membantu dunia memahami lebih jauh tentang berbagai penyakit yang terkait dengan gangguan otak, seperti alzheimer, parkinson, dan stroke.

Perilaku kompleks

Ahli farmasi yang juga anggota tim, Ben Whalley, mengatakan, ada satu pertanyaan fundamental yang dihadapi para ilmuwan hingga sekarang. Yakni, bagaimana menjelaskan kaitan aktivitas neuron individual dengan perilaku kompleks, seperti terlihat pada banyak organisme.

Bagi Ben, proyek itu memberi mereka peluang unik untuk memahami sesuatu, yang menunjukkan perilaku-perilaku kompleks, tetapi masih berdekatan dengan aktivitas neuron individu. "Ini memberi harapan bahwa kami menuju jawaban dari pertanyaan-pertanyaan yang sangat fundamental tadi".

Di dunia robotika, pencapaian tim pembuat "Gordon" merupakan kemajuan dari upaya sejenis seperti yang dilakukan pada pertengahan tahun 2005.

Saat itu terinspirasi sistem- sistem biologis, para peneliti mengembangkan miniatur robot yang mampu merakit dirinya sendiri dengan memakai bagian-bagian atau bahan-bahan dari lingkungan di sekitarnya.

Telah lama para peneliti dihadapkan pada pertanyaan bagaimana sel-sel hidup dapat mereplikasi DNA menggunakan materi yang mengambang tak beraturan di dalam inti sel. Hingga kini, upaya semacam itu terus dilakukan.

Seperti halnya Gordon, miniatur robot yang dikembangkan tiga tahun lalu itu juga diarahkan dapat menyadari kekeliruan dan berupaya memperbaiki kesalahannya. Pengembangan robot menggunakan sel-sel hidup tersebut melibatkan tim peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Meningkat pesat

Pengembangan robot tak hanya menantang bagi para peneliti dengan berbagai maksud pengembangannya. Bagi orang awam, robot adalah produk teknologi yang banyak dicari dan dimanfaatkan.

Tahun 2004 lalu, survei tahunan robotika dunia yang digelar PBB menyebutkan, penggunaan robot untuk keperluan rumah tangga dan perkantoran mencapai tujuh kali lipat pada tahun 2007.

Jenis-jenis robot itu, di antaranya, pemotong rumput, pengisap debu, dan pembersih jendela. Akhir tahun 2003, tercatat 607.000 alat bantu otomatis digunakan di tingkat rumah tangga. Jumlah itu baru 2/3 dari total alat bantu pada tahun itu.

Akhir tahun 2007, jumlah tersebut meningkat menjadi 4,1 juta. Pengisap debu menduduki peringkat pertama alat yang dipakai, diikuti lonjakan pesat permintaan robot pembersih jendela dan pembersih kolam.

Di bidang robot mainan, robot anjing AIBO buatan Sony juga sangat diminati konsumen. Sebuah studi mencatat, setidaknya ada 692.000 robot penghibur (entertainment robots) di seluruh dunia.

Gantikan peran manusia

Secara perlahan tetapi pasti, robot mulai menggantikan peran manusia. Dari yang sebelumnya berfungsi di bawah kendali langsung penggunanya, robot beranjak berubah: bekerja mandiri pascapemrograman dengan komputer.

Di perusahaan-perusahaan besar, robot menggantikan tugas manusia, seperti di bidang perakitan produk. Kini, diperkirakan ada 21.000 jenis robot telah digunakan industri (service robot) untuk berbagai tugas, seperti memerah susu sapi, menangani limbah berbahaya dan beracun, hingga membantu mengoperasikan bioskop.

Menurut sebuah studi, akhir dekade ini, robot tak hanya membersihkan lantai, memotong rumput, dan menjaga rumah, tetapi juga membantu golongan lanjut usia dan kaum cacat. Robot juga membedah, menjinakkan bom, memadamkan api, dan memeriksa lokasi yang membahayakan manusia.

Kemajuan teknologi memungkinkan robot-robot melakukan banyak hal yang tak terbayangkan sebelumnya. Robot Gordon berotak biologis menunjukkan hal tak ternilai, menjembatani jurang pemisah antara biologi dan teknologi.

“ PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROBA “

Semakin menipisnya cadangan energi yang tak terbaharukan untuk pembangkit energi listrik, membuat para peneliti bekerja keras menemukan alternatif pengganti yang dapat memenuhi kebutuhan masyarakat akan energi listrik. Salah satu yang sedang dicoba oleh Peneliti dari Universitas Harvard Prof. Peter Girguis kini mengembangkan teknologi pembangkit listrik dari mikroba, menurutnya sekitar 2,8 milyar penduduk dunia tidak punya akses ke sumber listrik.

Walaupun gagasan ini belum sepenuhnya berhasil menggantikan sumber energi lain yang ada, namun penyempurnaan terhadap hasil penelitian akan terus dilakukan sehingga diharapkan akan diperoleh hasil yang optimal.

Secara lengkap tentang artikel tersebut dapat anda baca dibawah ini, yang kami kutip dari Deutsche Welle DW-World.de


MIKROBA SEBAGAI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

Gagasan memanfaatkan mikroba untuk membangkitkan listrik kedengarannya ekstrem. Tentu saja daya listrik yang dibangkitkan dari mikroba tak sebesar yang dihasilkan pembangkit listrik konvensional. Penelitian untuk memanfaatkan mikroba sebagai pembangkit energi listrik tersebut saat ini dilakukan oleh Profesor Peter Girguis, pakar mikro-biologi dari Universitas Harvard. Model pembangkit listrik mikroba itu dalam uji coba di laboratorium, saat ini baru mampu mengisi baterai telefon seluler atau menyalakan sebuah lampu LED. Daya listrik yang dibangkitkan memang masih terlalu kecil untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga, namun sudah memadai untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang paling mendasar di zaman teknologi komunikasi yang semakin maju.


Bakteri Anaerob

Bakteri yang dimanfaatkan untuk membangkitkan energi adalah dari jenis bakteri anaerob, yakni bakteri yang berkembang dalam lingkungan tanpa oksigen. Penelitian menunjukkan, bakteri yang paling efektif membangkitkan listrik antara lain bakteri anaerob yang hidup dari unsur logam, belerang atau gas methan. Menemukan bakteri semacam ini sebetulnya relatif mudah. Cukup bermodal cangkul dan menggalinya di kebun di belakang rumah, kata Peter Girguis. Lebih lanjut disebutkannya :

“Jika kita ingin mencari sumber bakteri untuk membuat sel pembangkit listrik, cari saja habitat tanpa oksigen. Banyak yang tidak tahu, habitat semacam ini ada di kebun kita. Jika kita menggali tanahnya cukup dalam, di sana tidak ada oksigen lagi.“

Tanah yang diberi pupuk kompos merupakan makanan ideal bagi bakteri an-aerob tersebut. Bakteri jenis ini memiliki keunikan metabolisme yang dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Karena sebagai produk buangan dari metabolismenya, bakteri ini melepaskan elektron. Elektron inilah yang dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik.

Peneliti mikro biologi dari Universitas Harvard Peter Girguis secara sederhana menggambarkan model sel pembangkit listrik mikroba yang dibuatnya.

"Pada tanah yang tidak mengandung oksigen kita tanam sebuah elektroda. Misalnya batang grafit dari sebuah pensil atau dari baterei bekas. Pensil harganya murah, baterai bekas bahkan gratis. Pada elektroda ini bakteri akan berkembang biak. Setelah itu kita pasang sebuah batang grafit lain di atas permukaan tanah, yang bertindak sebagai katoda. Jika elektroda dan katoda dihubungkan mengunakan kabel yang dilengkapi sirkuit saklar, kita memiliki sumber listrik. Saklar hanya berfungsi menyambung atau memutus aliran listriknya."

Daya kecil

Daya listrik yang dihasilkan model sel pembangkit listrik bakteri itu, memang baru mampu menyalakan sebuah lampu LED atau mengisi baterai ponsel. Namun saat ini terus dilakukan penelitian intensif untuk meningkatkan kapasitasnya. Uji coba pemanfaatan bakteri untuk menghasilkan litsrik memang sudah dilakukan sejak awal abad ke-20. Akan tetapi ketika itu banyak kendalanya karena sifat bakterinya belum banyak dikenal. Peter Girguis menggambarkan kendala tersebut.

“Sel pembangkit listrik bakteri yang pertama, dibuat dari mikroba yang dikembang-biakan di laboratorium. Para peneliti mencampurkan bahan kimia agar bakteri melepaskan elektron. Bahan kimia ini mahal dan kadang-kadang beracun. Uji cobanya amat rumit karena memerlukan persyaratan tertentu. Misalnya semua harus diaduk rata dengan teliti pada suhu konstan 25 derajat Celsius. Uji cobanya amat mahal dan perlu kerja intensif.“