Energi untuk Masa Depan

Shell sering mengiklankan mengenai energi untuk masa depan, saya berkunjung ke www.shell.com/newenergyfuture untuk mencari tau apa yang dikerjakan perusahaan minyak menciptakan energi masa depan.

Seperti diketahui, produksi minyak akan menurun. Eksplorasi baru akan menimbulkan kerusakan lingkungan. Ini disadari oleh perusahaan minyak global seperti Shell. Berikut ini informasinya:
Energi fosil seperti minyak semakin berkurang, efisiensi pemanfaatan dan penghematan minyak diperlukan. Pengelompokan oleh Shell:

• Manajemen CO2
• Eksplorasi sumber baru
• Efisiensi penggunaan energi
• Diversifikasi energi

CO2 dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak, gas (lebih dibandingkan dengan dua item terdahulu). Di salah satu artikel saya membaca bahwa kemajuan industri di Cina memerlukan energi listrik lebih besar, sehingga meningkatkan CO2 dimana listrik banyak dihasilkan dari batu bara yang rendah kalori. Shell dalam hal ini memiliki beberapa teknologi baru seperti: penyimpanan CO di bawah tanah, teknologi yang mengubah batubara menjadi gas sintetis.

Eksplorasi sumber baru melalui teknologi, di laut dalam, optimalisasi reservoir lama. Optimalisasi reservoir dengan menyuntikan uap panas, bahan kimia untuk mencairkan, memudahkan aliran minyak untuk eksplorasi.

Efisiensi energi dengan pengembangan teknologi, penggunaan lebih sedikit bahan bakar fossil untuk meningkatkan energi. Misalnya mobil hemat bahan bakar, pendidikan & lomba untuk penghematan energi, oli (lubricant) untuk mengurangi gesekan mesin.

Diversifikasi energi, biofuel, pembuatan bahan bakar dari organisme hidup, tumbuhan: seperti alga, jagung. Membuat gas lebih mudah ditransportasi dan aman.

Untuk lebih detail baca di Shell.

Mencari Lampu DC untuk Solar Cell

Solar cell menghasilkan listrik arus searah DC, karenanya lebih effisien menggunakan lampu DC. Lampu DC memang masih mahal, akan tetapi secara jangka panjang lebih murah. Lampu DC adalah beberapa jenis:
* Lampu DC Compact Fluorescent
* Lampu DC LED
dan satu lagi adalah Lampu Induksi LVD.

Lampu CFL sering digunakan untuk menggantikan lampu pijar karena hemat energi. CFL terdiri dari dua bagian, bagian tabung Mercury, dan bagian electronic ballast yang terletak di pegangan lampu.

LED banyak ditemukan perangkat elektronik untuk mengindikasikan power, status dll. Perkembangan teknologi, Lampu LED sudah banyak digunakan untuk penerangan umum. Lampu LED sudah difungsikan sebagai lampu taman, lampu emergency, lampu penerangan jalan, lampu sorot/ flood light, lampu penerangan.

Harus diakui bahwa teknologi LED masih belum dapat menggantikan lampu Sodium, Metal Halide yang banyak digunakan untuk lampu penerangan jalan PJU dan juga lampu sorot yang digunakan untuk papan reklame, lampu di stadiun dll. Hal ini terutama dalam hal jumlah lumen, dan warna.

Saat ini sudah ada lampu induksi LVD. Lampu induksi LVD memiliki selubung phospor gelas kaca yang diisi dengan gas mercury dan menggunakan generator frekwensi tinggi untuk menghasilkan radio frequency magnetic field untuk mengemisikan radiasi ultra violet di dalam tabung lampu.

Seperti juga lampu fluorescent, lampu induksi LVD memerlukan electronic yang disebut sebagai magnetic generator.

Keunggulan lampu induksi LVD:

• Lumen effisiasi yang tinggi, hasil dari teknologi riset terbaru. Warna terang benderang.
• Tanpa penggunaan elektroda mempertinggi masa pakai sampai 100.000 jam.
• Lampu dapat langsung terang sesuai dengan spesifikasi. 
• Tanpa flicker.

Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Panel surya untuk Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) menghasilkan energi listrik dengan mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (di dalam solar cells atau sel surya) yang ada di panel surya (solar panel) disinari matahari/ surya, membuat photon bergerak menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah solar cells/ sel surya menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel surya (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).

Perbedaan dari sel surya adalah dari materi pembuatannya:
Polikristal (Poly-crystalline)
Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung.

Monokristal (Mono-crystalline)
Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.

Amorphous
Amorphous atau juga disebut thin film, adalah jenis yang paling tidak efisien. Untuk menghasilkan daya yang sama dengan crystalline, memerlukan permukaan sebesar dua kali.

Arus dan tegangan yang dihasilkan oleh panel surya dialirkan melalui kabel ke solar charge controller. Fungsi charge controller adalah untuk mengatur pengaturan pengisian baterai. Tegangan maksimun yang dihasilkan panel surya pada hari yang terik akan menghasilkan tegangan tinggi dan dapat merusak baterai.

Inverter, diperlukan apabila kita menggunakan perangkat Alternating Current (AC). Inverter adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC - direct current) dari baterai menjadi tegangan bolak balik (AC - alternating current).

Sistem PLTS terdiri dari:
* Panel surya/ solar panels
* Solar charge controller
* Baterai
* Inverter

Untuk perhitungan implementasi dapat dibaca juga di blog ini: Belajar Tenaga Surya Untuk Listrik dan Penerangan dan website Tenaga Surya.

Sumber Listrik Baterai

Baterai sebagai sumber listrik portabel. Tanpa baterai kita kemana-mana tersambung dengan kabel. Baterai adalah sumber listrik arush searah - direct current. Baterai adalah kombinasi dari satu atau lebih bahan kimia yang menghasilkan listrik.

Baterai dari berbagai bahan kimia, menghasilkan tegangan listrik. Baterai ada dua jenis, yang sekali pakai dan yang dapat di-charge ulang. Besarnya arus yang disimpan dari baterai tergantung dari besarnya baterai tersebut:
* Zinc Carbon, Zinc chloride (baterai jenis heavy duty), alkaline, umumnya bahan yang digunakan untuk mainan anak-anak, senter, dll. Tegangan 1.5 Volt. Baterai bahan ini tidak dapat di charge ulang.
* Ni-MH, Nickel Metal Hidride, baterai yang bisa di-charge ulang, digunakan pada mainan anak-anak, senter, dll. Tegangan 1.2 V
* Lead Acid, sering juga disebut aki. Satu cel tegangannya adalah 2.1 Volt. Aki mobil 12 Volt terdiri dari 6 cell (12.6 Volt). Aki motor adalah terdiri 3 sel (6.3 Volt).
* Lithium Ion, baterai yang sering kita jumpai di handphone. Tegangan 3.7 Volt.

Dari tabel diatas, sekarang anda jadi tahu, kenapa batu baterai sekali pakai adalah 1.5 Volt, dan baterai isi ulang (contoh Enegizer, Sanya) tegangannya adalah 1.2 Volt. Dari segi kapasitas dalam Ampere Hour (Ah), jumlah Ampere yang dapat diberikan dalam satu jam, ukuran baterai:
* Baterai AAA sekali pakai 1250 mAh. Baterai isi ulang AAA 1000 mAh.
* Baterai AA sekali pakai 2890 mAh. Baterai isi ulang 700 - 2700 mAh.
* Baterai C sekali pakai 8350 mAh.
* Baterai D sekali pakai 20500 mAh.

Secara teoritis baterai isi ulang Ni-MH dapat digunakan sampai dengan 1000 kali (di bawah 2000 mAh), dan yang diatas 2500 mAh sekitar 500 kali. Umur dari baterai tergantung dari charging. Fast charging mengurangi umur baterai. Slow overnight charge juga harus cukup pintar untuk mendeteksi apabila baterai sudah terisi penuh, dan tidak lagi melakukan charging. Umumnya slow overnight charge untuk Ni-MH adalah sekitar 15 jam.

Biaya Produksi Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Indonesia terletak di garis katulistiwa, sehingga Indonesia mempunyai sumber energi surya yang berlimpah dengan intensitas radiasi matahari rata-rata sekitar 4.8 kWh/m2 per hari di seluruh wilayah Indonesia. Dengan berlimpahnya sumber energi surya dan banyaknya wilayah di Indonesia yang belum memiliki aliran listrik, penggunaan energi surya untuk membangkitkan listrik adalah alternatif yang sangat menarik. Sayangnya biaya untuk membangkitkan listrik dengan tenaga surya adalah mahal.

Umumnya pembangkit listrik tenaga surya adalah menggunakan panel surya atau dalam bahasa inggris nya adalah solar panel. Solar panel/ panel surya adalah kumpulan dari sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon menghasilkan arus listrik. Sebuah sel silikon menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).

Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) ekonomis untuk daerah terpencil yang belum terjangkau oleh listrik dari Perusahaan Listrik Negara. Saat ini program pemerintah untuk komunikasi bagi daerah terpencil seperti USO (Universal Service Obligation) banyak memanfaatkan tenaga surya. USO mengimplementasikan telepon dan internet.

Selain itu PLTS juga banyak digunakan untuk televisi, pompa air, lemari pendingin PUSKESMAS, komunikasi BTS.

Biaya pokoknya listrik dari beberapa sumber daya adalah sebagai berikut:

* Dari bahan bakar minyak atau diesel Rp 1.600-Rp 1.800 per kilowatt hour (kWh)
* Batu bara Rp 250-Rp 350 per kWh
* Gas Rp 350-Rp 450 per kWh
* Panas bumi Rp 700-Rp 800 per kWh.

Lalu berapa biaya pokok dengan tenaga surya? Menurut Edn, harga nya pada 2010 diperkirakan menjadi USD 2,500 per kwh. Artinya sekitar Rp. 25.000.000 dengan kurs 10.000.

Menghemat Penggunaan Energi dengan Virtualisasi Komputer

Processor yang dikembangkan saat ini mengikut Moore Law, dimana kecepatan pertumbuhan kecepatan perhitungan processor adalah eksponensial, tetapi sebenarnya penggunaan kita sehari-hari tidak membutuhkan 'kemewahan' seperti itu. Memang ada server yang bekerja sangat keras, untuk melayani pengguna yang banyak dan memerlukan proses yang cepat. Contohnya web site blogger ini, google melayani searching dan indexing. Melayani ribuan atau jutaan orang setiap detik.

Tetapi komputer yang kita gunakan sehari-hari, paling juga digunakan untuk browsing internet, buat karangan dengan word processing, buat spreadsheet, main game, hanya menggunakan kurang lebih rata-rata 10% dari processing powernya.

Makanya sekarang ada Intel Atom, processor yang lebih murah, yang katanya processing power nya di bawah dari Pentium, dan karenanya lebih murah, menggunakan daya listrik lebih sedikit.

Karena penggunaan kemampuan processor tersebut yang masih belum maksimun, disarankan komputer divirtualisasi. Virtualisasi adalah penggunaan satu unit komputer, menjadi seakan-akan beberapa unit komputer (virtual). Dalam virtualiasasi, sumber daya komputer, seperti processor, memory, hardisk, network card, di share untuk beberapa operating system, jadi seakan akan ada beberapa komputer.

Untuk virtualiasi kebutuhan minimal adalah Pentium D, dengan memory yang besar. Komputer kita install Linux Ubuntu, kemudian kita install aplikasi virtualisasi seperti VMWare. Kemudian di dalam Ubuntu, di dalam VMWare kita bagi install beberapa Operating System lain. Misalnya OpenSuse, Windows XP, OpenBSD, FreeBSD, dll. Setiap Operating System baru tersebut kita simpan menjadi file dari VMWare di dalam Ubuntu. Memory yang digunakan adalah memory dari server, jadi misalnya server kita 1 GB, dengan Ubuntu kita gunakan 256 MB, maka jika setiap Operating System di dalam VMWare menggunakan 256 MB memory, kita bisa menjalankan 3 guest Operating System.

Dengan demikian kita sudah menghemat penggunaan energi dengan meng-virtualisasikan komputer. Bayangkan dalam hal diatas, satu komputer menggunakan 150 Watt, kita menghemat 450 Watt.

Kenapa AC Inverter lebih hemat daya?

AC (Air Conditioning) Inverter lebih hemat daya karena compressor AC mengatur pendinginan secara terus menerus. Hal ini berbeda dengan AC konvensional yang compressor nya tidak dapat mengatur frekwensi putaran kipas, bekerja maksimal sampai suhu tertentu, kemudian mematikan kipas. Pada saat suhu naik, kompressor akan bekerja kembali. Demikian seterusnya.

Dapat dilihat pada gambar di bawah ini, bahwa pada saat compressor dihidupkan, daya yang digunakan lebih besar.

Name inverter diambil dari perubahan AC (Alternating Current - arus bolak balik) ke DC (Direct Current - arus searah) dengan rectifier. Jadi arus AC PLN diubah menjadi DC, pengaturan Pulse Wide Modulation (PWM) tersebut digunakan untuk menggerakan motor compressor. Dengan PWM, compressor diatur untuk bekerja dengan kecepatan yang berbeda beda untuk menjaga suhu ruangan.

Suhu ruangan yang telah di-set dijaga suhunya oleh compressor, sehingga fluktuasi suhunya kecil. Berbeda dengan Air Conditioning konvensional, dimana setelah suhu tersebut tercapai compressor berhenti bekerja, dan akan bekerja lagi bila suhu ruangan mulai meningkat.

Air Conditioning Inverter lebih murah dioperasikan (berhubungan dengan tagihan listrik), memiliki daya tahan yang lebih tinggi, dan tidak bising. Kekurangannya tentu saja lebih mahal.

Lalu bagaimana dengan AC dengan tenaga surya? Penggunaan DC untuk mengatur putaran motor compressor pada Air Conditioning, pada prinsipnya dapat dimplementasikan dengan panel surya. Baca artikel Air Condtioning dengan panel surya.

Lampu Hijau dengan Lampu LED

Lampu hemat energi, adalah lampu fluorescent. Umumnya kita membaca di kotak lampu adalah bahwa lampu 15 Watt CFL setara dengan lampu 60 Watt lampu pijar. Lebih hemat lagi. Kalau mengenai biaya, lumayan juga. Lampu pijar 60 Watt harganya sekitar Rp. 4.000, sedangkan lampu CFL harganya sekitar Rp. 25.000. Ada sekitar 8 kali lipat.

Berarti dengan 60 Watt, kita bisa menggunakan sampai dengan 4 x lampu CFL. Lebih terang bukan?

Disebut lampu pijar karena cahaya yang didapatkan pemanasan. Cara kerja: listrik dialirkan pada filamen, terjadi pemanasan sehingga menghasilkan cahaya. Lampu pijar tidak efisien, karena 90% dari energi menjadi panas.

Lampu halogen adalah lampu pijar dengan filamen terbungkus gas halogen. Lampu halogen lebih tahan lama dibandingkan lampu pijar biasa.

Lampu fluorescent adalah'gas discharge lamp', dimana listrik digunakan untuk men'excite mercury vapor'. Mercury menyebabkan cahaya ultraviolet gelombang pendek memproduksi fluoresce phospor.

Pernah dengar lampu LED? Nah lampu ini lebih hemat dibandingkan dengan kedua lampu tersebut diatas. Lumen adalah parameter untuk penerangan. 1 Watt LED menghasilkan 100 lumen. Kalau CFL 1 Watt menghasilkan antara 40 - 60 Lumen, sedangkan untuk lampu pijar 1 Watt menghasilkan 8 - 15 lumen.

Satu hal lagi, mengenai daya tahan lampu. Lampu pijar memiliki daya tahan 1000 jam. Lampu CFL, 6000 jam. Lampu LED sekitar 50.000 jam.

Mau beli lampu LED? Coba simak disini: www.panelsurya.com

Belajar Tenaga Surya untuk Listrik dan Penerangan

Listrik yang dihasilkan tenaga surya dengan menggunakan cermin yang dipusatkan pada satu penerima, dan juga dengan menggunakan panel surya dari photovoltaic.

Pembangkit listrik yang umum adalah menggunakan panel surya photovoltaic. Panel surya menghasilkan listrik dari sinar matahari, diubah menjadi arus searah. Arus searah tersebut biasanya disimpan dalam aki. Dengan menginstalasi panel surya di atas atap rumah, kita sudah dapat menghasilkan tenaga listrik. Listrik yang dihasilkan tidak begitu besar, karena hal tersebut tergantung dari besarnya panel surya dan efisiensi.

Perhitungan adalah dalam watt per jam. Misalnya panel surya 50 Watt per jam lebih kecil dari 100 Watt per jam. Karena karakteristik matahari, umumnya untuk Indonesia, kita menghitung hasil maksimun tenaga listrik yang dihasilkan adalah sekitar 4 - 5 jam. Katakanlah dengan menggunakan 2 panel surya 100 Wp makan hasil maksimun adalah 2 x 100 x 5 = 1.000 Watt per hari. Jumlah Ampere yang dihasilkan adalah 1.000/ 12 V = 83 Ampere. Kita bisa menggunakan aki 12 V 100 Ah (Ampere hour) untuk menyimpan energi listrik tersebut.

Berapakah banyak lampu yang bisa kita pergunakan? Asumsi kita adalah menggunakan lampu DC CFL (Compact Fluorescent Lamp).
1 x 15 Watt x 12 jam = 180 Watt - untuk lampu depan rumah
1 x 15 Watt x 12 jam = 180 Watt - untuk lampu belakang rumah
4 x 15 Watt x 5 jam = 300 Watt - untuk lampu ruang keluarga
2 x 15 Watt x 4 jam = 120 Watt - untuk lampu ruang makan
3 x 15 Watt x 3 jam = 135 Watt - untuk lampu 2 ruang tidur
Total kebutuhan rumah adalah = 915 Watt.

Lalu bagaimana dengan TV? Kulkas? Berarti kita membutuhkan lebih banyak panel surya, dan batere. Akan tetapi TV dan Kulkas kan menggunakan arus bolak balik (AC). Iya PLN menghasilkan listrik bolah balik, sedangkan panel surya menghasilkan listrik searah (DC). Berarti untuk itu dibutuhkan inverter.

Perhitungan diatas dalam kondisi ideal, artinya pemakaian adalah sesuai dengan waktu yang disebutkan. Memang masih ada sisa 85 Watt per hari, yang akan terus disimpan di batere, yang dapat digunakan pada saat pemakaian lebih ataupun pada saat cuaca mendung.

Bagaimana dengan biaya? Perhitungan kasar adalah sebagai berikut:
Biaya per Watt hour untuk panel surya adalah Rp. 60.000, berarti kita butuh dana 200 x 60.000 = Rp. 12.000.000
Biaya charge controller 20 Ampere adalah sebesar Rp. 1.000.000
Biaya per Ampere hour untuk aki adalah sebesar 20.000 = 100 x 20.000 = Rp. 2.000.000
Total dana yang kita butuhkan adalah Rp. 15.000.000.

Informasi mengenai pembangkit listrik mandiri dengan tenaga surya dapat dibaca di panelsurya.com