Energi Matahari
ENERGI MATAHARI

Pengertian Energi Matahari


Energi Matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. 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.
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.
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.

Pemanfaatan Energi Matahari
Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu:
*Pemanasan Ruangan
Ada beberapa teknik penggunaan 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.
*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
Penerangan ruanagan 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.
*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.
*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 dan 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.

Selain pemanfaatan di atas, ada 3 cara dalam pemanfaatan energi matahari secara langsung, yaitu
1. Prinsip Pemanasan Langsung
Pemanfaatan energi surya oleh manusia secara langsung dalam bentuk pemanasan telah lama dikenal. Menjemur pakaian dan pembuatan ikan kering merupakan beberapa contohnya. Dengan cara pemanasan langsung ini suhu yang diperoleh tidak akan melampaui 100℃.
Efektifitas pemanfaatan energi surya dengan cara pemanfaatan langsung dapat ditingkatkan apabila menggunakan pengumpul-pengumpul panas yang disebut kolektor. Sinar-sinar matahari dikonsentrasikan dengan kolektor ini pada satu tempat sehingga diperoleh suhu yang lebih tinggi.
2. Konversi Surya Termis Elektris (KSTE)
Pada prinsipnya KSTE memerlukan sebuah konsentrator optic untuk pemanfaatan radiasi surya, yaitu sebuah alat untuk menyerap energi yang dikumpulkan, suatu system pengangkut panas, dan sebuah mesin yang agak konvensional untuk pembangkit tenaga listrik. Sistem KSTE besar yang pertama dibuat pada tahun 1920, dengan kapasitas 45 kW di Meadi, Mesir.
3. Konversi Energi Fotovoltaik
Konversi energi fotovoltaik merupakan radiasi yang dapat diubah menjadi arus listrik searah dengan menggunakan lapisan-lapisan tipis dari silikon (Si) murni. Untuk keperluannya, silicon harus dimurnikan hingga tingkat pemurnian yang tinggi sekali yaitu kurang dari satu atom pengotoran per 〖10〗^10 atom sillikon.
Bentuk kristalisasi silikon akan terjadi bila silicon yang cair menjadi padat karena tiap atom silikon mempunyai electron valensi. Tiap dua atom silikon yang berdekatan memiliki salah satu electron valensi. Tiap pasangan electron valensi adalah suatu ikatan kovalensi yang pada dasarnya merupakan hubungan yang mengikat atom-atom Kristal.
Pada suhu nol absolute (0 K) semua ikatan kovalensi berada dalam keadaan utuh dan lengkap. Apabila suhu naik, atom-atom akan mengalami keadaan getaran termal. Getaran-getaran ini yang meningkat dengan suhu dapat mengganggu beberapa ikatan kovalensi. Terganggunya ikatan valensi dalam kristal semikonduktor pada suhu lingkungan biasa mempunyai akibat besar terhadap sifat-sifat listrik kristal itu. Ikatan valensi juga dapat terganggu akibat pengaruh radiasi elektromagnetik yang dating dari luar. Jika foton dari radiasi yang masuk itu memiliki banyak energy, maka pada tempat resapan akan dapat terjelma suatu pasangan electron dan lubang. Jumlah energy yang diperlukan untuk terjadinya hal ini adalah 1,1 eV bagi silikon pada suhu ruangan biasa.

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.

DAFTAR PUSTAKA

Kadir, Abdul. 1995. Energi Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi Ekonomi Edisi Kedua. Jakarta: Universitas Indonesia.
http://www.kamase.org/berbagai-aplikasi-energi-matahari.html. Diakses tanggal 3 Mei 2010
http://akira.blogsopt.com/2009/03/mataharisumber-energi-tanpa-batas_15.html. Diakses tanggal 3 Mei 2010
http://antoni.ngeblogs.com/2010/makalah-energi-matahari-dan-pemanfaatanya.html. Diakses tanggal 3 Mei 2010
Google Translate
Arabic Korean Japanese Chinese Simplified Russian Portuguese
English French German Spain Italian Dutch
  • Follower


    ShoutMix chat widget


    .