Pengertian Energi Alternatif

Daftar Baca Cepat tampilkan

Energi Alternatif : Pengertian, Bentuk, Manfaat Dan Kelebihan – Energi alternatif adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut.

Umumnya, istilah ini digunakan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar hidrokarbon yang mengakibatkan kerusakan lingkungan akibat emisi karbon dioksida yang tinggi, yang berkontribusi besar terhadap pemanasan global berdasarkan Intergovernmental Panel on Climate Change. Selama beberapa tahun, apa yang sebenarnya dimaksud sebagai energi alternatif telah berubah akibat banyaknya pilihan energi yang bisa dipilih yang tujuan yang berbeda dalam penggunaannya.

Istilah “alternatif” merujuk kepada suatu teknologi selain teknologi yang digunakan pada bahan bakar fosil untuk menghasilkan energi. Teknologi alternatif yang digunakan untuk menghasilkan energi dengan mengatasi masalah dan tidak menghasilkan masalah seperti penggunaan bahan bakar fosil.

Oxford Dictionary mendefinisikan energi alternatif sebagai energi yang digunakan bertujuan untuk menghentikan penggunaan sumber daya alam atau pengrusakan lingkungan.

Ada banyak kontroversi tentang istilah ini dan bahkan saat ini definisi sumber energi alternatif sering dihubungkan dengan dua pendapat yang berbeda. Misalnya energi nuklir dianggap oleh beberapa pihak sebagai sumber energi alternatif sementara pihak lainnya mengatakan bahwa hanya sumber-sumber energi terbarukan yang nyata-nyata merupakan sumber energi alternatif. Situasi yang sama terjadi pada tenaga air karena beberapa pihak berpikir bahwa tenaga air merupakan sumber energi tradisional yang sama dengan bahan bakar fosil.

Baca Juga: Materi Getaran

Untuk keluar dari kontroversi, sedapat mungkin kita menyebutkan kata energi alternatif untuk sumber energi alternatif yang paling umum yaitu energi surya, energi angin dan energi panas bumi. Sumber energi alternatif lain termasuk diantaranya adalah biomassa dan hidrogen.

Energi memanglah suatu hal yang sangatlah dibutuhkan dalam kehidupan ini. Rasanya tanpa adanya energi akan sangat sulit sekali bagi manusia untuk hidup, dalam dunia keseharian semuanya kita lakukan menggunakan energi. Contohnya saja kendaraan yang setiap hari kita gunakan, sadarkah anda bahwa kendaraan tersebut juga membutuhkan energi untuk bisa bergerak? Persoalan akan energi semakin hari semakin memburuk, seiring dengan menipisnya persediaan energi bahan bakar minyak maka manusia dituntut agar berfikir lebih keras memikirkan pengganti dari bahan bakar minyak.

Mungkin anda mengira bahwa Bahan Bakar Minyak (BBM) yang saat ini kita gunakan bukanlah jenis energi alternatif. Padahal BBM merupakan jenis energi alternatif. Dahulu manusia menggunakan minyak ikan paus sebagai Bahan Bakar Minyak, bayangkan setiap harinya terdapat ikan-ikan paus mati untuk diambil minyaknya guna sebagai bahan bakar. Seiring dengan berkembangnya waktu akhirnya manusia mampu menemukan energi alternatif minyak ikan paus, yakni minyak dari fosil. Akhirnya minyak ikan paus digantikan dengan minyak fosil. Akhir-akhir ini minyak dari fosil mulai menipis, dan akhirnya ditemukan lagi energi alternatif lain contohnya saja energi matahari.

Sejarah Energi Alternatif

Dalam sejarahnya, transisi penggunaan energi alternatif berdasarkan faktor ekonomi, hadirnya suatu sumber energi baru bertujuan untuk menggantikan sumber energi yang lama yang semakin langka dan mahal, tidak ekonomis lagi, atau tidak dapat diakses lagi.

Baca Juga: Cermin Cekung

Batu bara sebagai alternatif kayu

Berdasarkan catatan Norman F. Cantor, Eropa telah hidup di abad pertengahan dengan hutan yang sangat lebat. Setelah tahun 1200an, bangsa Eropa menjadi sangat terlatih dalam melakukan deforestasi dan pada tahun 1500an mereka kehabisan kayu untuk pemanas ruangan dan memasak. Di masa tersebut, Eropa berada di ujung ketersediaan bahan bakar dan bencana nutrisi, hingga ditemukannya batu bara lunak dan pertanian kentang dan jagung menyelamatkan mereka dari bencana kelaparan.

Bahan bakar minyak sebagai aternatif minyak ikan paus

Minyak ikan paus adalah bahan bakar dominan di awal abad ke 19, namun di pertengahan abad, stok ikan paus berkurang dan harga minyak ikan paus meningkat tajam dan tidak dapat bersaing dengan sumber bahan bakar minyak yang murah dari Pennsylvania yang baru saja dikembangkan pada tahun 1859.

Alkohol sebagai alternatif bahan bakar fosil

Pada tahun 1917, Alexander Graham Bell mengusulkan etanol dari jagung dan bahan pangan lainnya sebagai bahan bakar pengganti batu bara dan minyak dan menyatakan bahwa dunia dekat dengan masa di mana kedua jenis bahan bakar tersebut akan segera habis. Sejak tahun 1970, Brazil telah memiliki program bahan bakar etanol yang menjadikan negara tersebut penghasil etanol kedua terbesar di dunia setelah Amerika Serikat dan eksportir terbesar dunia.

Program etanol Brazil menggunakan peralatan modern dan bahan baku tebu yang murah sebagai bahan baku, dan residu yang dihasilkan dari proses tersebut digunakan sebagai sumber energi untuk proses berikutnya. Saat ini tidak ada lagi kendaraan pribadi di Brazil yang dijalankan dengan bensin murni. Di akhir tahun 2008 Brazil telah memiliki sedikitnya 35.000 stasiun pengisian bahan bakar dengan sedikitnya satu pompa etanol.

Etanol selulosit dapat diproduksi dari berbagai macam bahan pangan, dan melibatkan penggunaan seluruh bagian hasil pertanian. Pendekatan baru ini meningkatkan hasil etanol yang diproduksi dan mengurangi emisi karbon karena jumlah energi pertanian yang digunakan sama untuk sejumlah etanol yang lebih tinggi.

Gasifikasi batu bara sebagai alternatif bahan bakar minyak yang mahal

Pada tahun 1970, pemerintahan Presiden Amerika Serikat Jimmy Carter mengusulkan gasifikasi batu bara sebagai alternatif bahan bakar minyak yang mahal yang sebagian besar diimpor. Program ini, termasuk Synthetic Fuels Corporation, terbengkalai ketika harga bahan bakar minyak turun pada tahun 1980an.

Energi terbarukan sebagai alternatif energi tak terbarukan

Energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber alami, seperti cahaya matahari, angin, hujan, arus pasang surut, dan panas bumi, yang terbarui atau secara alami dapat muncul kembali setelah dipergunakan. Ketika dibandingkan dengan proses produksi energinya, terdapat perbedaan mendasar antara energi terbarukan dengan bahan bakar fosil. Proses produksi bahan bakar fosil sulit dan membutuhkan proses dengan peralatan, proses fisik dan kimia yang rumit. Di lain hal, energi alternatif dapat diproduksi dengan peralatan dasar dan proses alam yang sangat mendasar.

Baca Juga: Hukum Archimedes

Apa yang disebut sumber energi alternatif ?

Bentuk Energi Alternatif Masa Modern

Energi alternatif yang bersahabat dengan lingkungan

Sumbe energi terbarukan seperti biomassa terkadang disebut sebagai alternatif untuk bahan bakar fosil yang sangat membahayakan untuk ekologi, sebab bila biomassa dikomersilkan akan dikhawatirkan membahayakan hutan sebagai penghasil biomassa terbesar (kayu juga terbasuk biomassa).

Energi terbarukan belum tentu energi alternatif dengan tujuan tersebut. Contohnya, di Belanda, yang pernah dipakai minyak kelapa sawit sebagai bahan bakar bio, saat ini dihentikan akibat bukti ilmiah bahawa pemakaiannya diciptakan kerusakan lebih parah dibandingkan bahan bakar fosil, seperti kemungkinan ekspansi lahan kelapa sawit yang bisa menghabiskan hutan lama.

Menggunakan bahan bakar bio dari bahan pangan, realisasi mengkonversi semua hasil panen di Amerika Serikat hanya bisa menggantikan 16% bahan bakar mobil yang dibutuhkan, serta pemusnahan hutan tropis, yang selama ini sebagai penyerap CO2, agar menjadi ladang penghasil bahan bakar bio, begitu jelasnya efek negatif yang begitu signifikan untuk ekologi serta menghasilkan peningkatan harga bahan pangan akibat kompetisi pasar. Sekarang, alternatif terhadap bahan bakar bio berlanjutan sedang diusahakan dalam sebuah bentuk etanol selulosit.

Alternatif “zero carbon”

Dilihat dari sisilain, misalnya perubahan iklim. Bahan bakar ekonomis rendah karbon ialah sumber alternatif untuk menghilangkan emisi karbon serta matena. Demi tujuan tersebut, sumber energi terbarukan serta berkelanjutan seperti biomassa, serta hidrogen yang menghasilkan dari gas alam, tidak ada secara langsung untuk melawan peningkatan karbon secara global. Energi nuklir serta teknik penangkapan dan juga penyimpanan karbon seperti teknologi batu bara bersih merupakan teknologi energi alternatif rendah terhadap emisi karbon, tetapi tidak sesuai dengan tujuan bahwa energi alternatif harus tidak merusak lingkungan.

Baca Juga: Materi Hukum Newton

Alternatif kemandirian energi

Di Eropa, ada harapan utnuk lebih mandiri serta tidak bergantung terhadap suplai energi (gas dan minyak) dari rusia, begitu juga dengan di Amerika Serikat yang berhadap terbatas dari impor miyak yang diproduksi oleh negara lain. Di lihat dari sudut pandang tersebut, gas alam domestik, bahan bakar fosil merupakan energi alternatif pada bahan bakar yang diimpor dari luar. Ini merupakan sudut pandang T.Boone Pickens yang menjelaskan Pickens Plan untuk kemandirian suatu energi, serta merefleksikan UU di Negara Bagian Florida, Amerika Serikat. Walaupun gas alam tidak bisa diperbaharui, tetapi dalam sudut pandang ini, hal itu merupakan energi alternatif.

Energi Alternatif dalam Transportasi

Di sebabkan oleh peningkatan harga gas pada tahun 2008 dengan peningkatan harga bahan bakar hingga 4 US dollar per galon saat itu, sudah ada gerakan untuk bisa mengembagkan kendaraan dengan efisiensi bahan bakar yang lebih tinggi serta kendaraan dengan bahan bakar alternatif. Adanya hal tersebut, banyak perusahaan kecil meningkatkan penelitian serta pengembangan untuk secara radikal mengubah cara mengerakkan kedaraan pribadi. Dan sekarang, kendaraan Hybrid dan bertenaga bartai sudah ada secara komersial serta bisa diterima masyarakat secara luas diseluruh dunia.

Konsep baru energi alternatif

Area penangkapan energi angin mengapung

Lokasi pencarian energi angin mengapung sama dengan lokasi pencarian energi angin biasa tetapi mengapung ditengah-tengah lautan. Area penangkapan energi angin lepas pantai bisa ditempatkan di perairan sedalam 40 meter. Keuntungan area penangkapan energi angin menampung ialah kemampuannya menangkap energi angin ditengah lautan tanpa halangan bukit, bangunan, pepohonan, serta bangunnan; angin di tengah lautan bisa mencapai kecepatan dua kali kecepatan angin daratan. Perusahaan energi Norwegia, StatoilHydro, akan menjalankan percobaan pertama area penangkapan energi angin mengapung di musim gugur 2009.

Biogas hasil pencernaan

Biogas hasil dari perencanaan yang berhubungan dengan pemanfaatan gas metana yang dilepaskan saat kotoran hewan membusuk. Gas tersebut bisa didapat dari sampah dan sistem saluran limbah. Sistem penghasil biogas dipakai untuk menghasilkan serta memproses gas metana lewat bakteri atau dekomposer yang memecah biomassa dalam kondisi anaerobik. Gas metana yang dikumpulkan serta dimurnikan bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif.

Heliokultur

Heliokultur merupakan proses menanen enerti mtahari menjadi bahan bakar dengan memindahkan karbon dioksida di atmosfer dengan memanfaatkan pertanian.

Baca Juga: Termodinamika

Sumber Energi Alternatif

Sumber-sumber energi yang umum digunakan manusia bisa digolongkan berdasarkan bentuk energinya, misalnya bentuk energi angin adalah kinetik, bentuk energi air adalah potensial, dan bentuk energi matahari adalah internal. Energi angin dan air berpindah melalui kerja, sedangkan energi matahari berpindah melalui perpindahan panas. Bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batubara) yang saat ini merupakan energi dominan di dunia juga tergolong dalam bentuk energi internal.

Dalam memilih sumber energi setidaknya terdapat empat parameter penting yang patut diperhatikan, yakni: jumlah/cadangan energi, kerapatan energi (energy density/energi per volume sumber energi), kemudahan penyimpanan energi (energy storage), dan kemudahan perubahan/perpindahan energi. Bila kemudian faktor lingkungan juga diperhitungkan, maka efek pencemaran lingkungan juga menjadi parameter penting bagi sebuah sumber energi. Dibandingkan dengan sumber energi yang lain, saat ini bahan bakar fosil unggul dalam hal jumlah, kerapatan, kemudahan penyimpanan, dan kemudahan perubahan/perpindahan energi.

Sumber energi alternatif adalah sumber energi yang bukan merupakan sumber energi tradisional (yaitu bahan bakar fosil seperti batubara, minyak dan gas alam). Beberapa kamus misalnya kamus Oxford menempatkan sumber energi alternatif berkorelasi dengan lingkungan dan menyatakan bahwa istilah sumber energi alternatif mengacu pada sumber energi yang tidak merugikan lingkungan. Ada banyak kontroversi tentang istilah ini dan bahkan saat ini definisi sumber energi alternatif sering dihubungkan dengan dua pendapat yang berbeda.

Misalnya energi nuklir dianggap oleh beberapa pihak sebagai sumber energi alternatif sementara pihak lainnya mengatakan bahwa hanya sumber-sumber energi terbarukan yang nyata-nyata merupakan sumber energi alternatif. Situasi yang sama terjadi pada tenaga air karena beberapa pihak berpikir bahwa tenaga air merupakan sumber energi tradisional yang sama dengan bahan bakar fosil. Untuk keluar dari kontroversi, sedapat mungkin kita menyebutkan kata energi alternatif untuk sumber energi alternatif yang paling umum yaitu energi surya, energi angin dan energi panas bumi. Sumber energi alternatif lain termasuk diantaranya adalah biomassa dan hidrogen.

Energi surya yang berasal dari matahari adalah sumber energi paling berlimpah yang tersedia di planet kita. Industri tenaga surya masih tergantung pada subsidi dan pemanfaatan energi surya masih memiliki masalah intermitten (karena matahari tidak bersinar sepanjang hari). Namun mengingat potensi, pendanaan, dan banyaknya penelitian mengenai energi surya, cukup realistis untuk mengatakan bahwa suatu saat energi surya akan menjadi sumber energi utama di dunia.

Energi angin lebih baik dalam hal persaingan harga jika dibandingkan dengan energi surya, tetapi masih memiliki masalah intermitten sama seperti energi surya. Banyak negara sudah mulai ekspansi energi angin dalam jumlah besar (terutama Cina) dan di tahun-tahun mendatang diperkirakan ladang angin (wind farm) akan berpindah ke lepas pantai karena angin laut lebih kuat dan lebih sering. Energi geothermal mengacu pada panas yang tersimpan di inti bumi.

Energi geothermal tidak seperti matahari dan angin, energi ini tersedia 24-7 namun memiliki biaya pengeboran tinggi, yang berarti bahwa pengembangan energi geothermal menggunakan teknologi saat ini hanya layak di daerah dekat lempeng tektonik. Ini juga menjadi alasan mengapa hanya ada 24 negara di dunia yang memanfaatkan energi panas bumi di saat ini.

Ketiga sumber energi alternatif ini memiliki keunggulan besar dibandingkan bahan bakar fosil tradisional, yaitu karakter mereka yang ramah lingkungan. Pembakaran bahan bakar fosil merupakan penyumbang utama perubahan iklim dan polusi udara. Ini berarti dunia perlu mengganti bahan bakar fosil dengan sumber energi alternatif sesegera mungkin untuk menghindari skenario dampak perubahan iklim yang mengerikan.

Macam-macam Energi Alternatif

Sumber daya alam nonkonvensional yang akan kami bahas antara lain yaitu energi matahari, energi panas bumi, energi angin, energi air, energi laut, energi biogas, energi biomassa, energi biodiesel, dan energi zat radioaktif.

Energi Matahari

Matahari merupakan sumber energi yang tak habis-habisnya. Hidup kita di dunia ini hampir sepenuhnya berkat energi matahari, karena apa yang kita makan itu sebenarnya energinya berasal dari Matahari yang tersimpan dalam tumbuhan maupun hewan. Selain itu, berbagai jenis energi baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi matahari, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Pemanfaatan energi panas matahari sebenarnya telah kita lakukan diantaranya yaitu:

Pemanasan ruangan

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

Jendela

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. 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

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. 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.

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.

Pembangkitan listrik

Pada pembangkitan listrik sinar matahari diperkuat oleh kolektor pada suatu titik fokus untuk menghasilkan panas yang sangat tinggi. Ada dua jenis kolektor yang biasa digunakan untuk pembangkitan listrik, yaitu kolektor parabolik memanjang dan kolektor parabolik cakram. 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 yang bertekanan tinggi yang dihasilkan ini kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar turbo generator untuk menghasilkan listrik.

Energi Panas Bumi

Energi geothermal atau energi panas bumi adalah energi yang berasal dari inti bumi. Inti bumi merupakan bahan yang terdiri atas berbagai jenis logam dan batu yang berbentuk cair, yang memiliki suhu tinggi. Energi ini dapat digunakan untuk menghasilkan listrik sebagai salah satu bentuk dari energi terbaharui, tetapi karena panas di suatu lokasi dapat habis, jadi secara teknis dia tidak diperbarui secara mutlak. Energi geothermal yang dapat dimanfaatkan sekarang ini adalah panas bumi yang berasal dari magma. Magma adalah batuan cair/panas bumi yang terdapat di dalam/kerak bumi.

Karena pengaruh geseran kulit bumi atau karena tekanan, magma dapat merembes ke permukaan bumi dan disebut lava. Lava inilah yang membentuk gunung-gunung di permukaan bumi. Gunung berapi menunjukkan bahwa ada hubungan aktif antara mulut gunung dengan magma, demikian juga adanya sumber-sumber air panas, menunjukkan adanya akuifer (kubangan air) yang terkena panas dari magma. Selanjutnya, apabila dilakukan pengeboran, maka akan terjadi semburan yang berupa gas/uap air panas atau air panas. Yang paling menguntungkan adalah bila semburan itu mengeluarkan uap air panas, sehingga dapat langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin uap yang kemudian dikaitkan dengan generator pembangkit listrik dan akan diperoleh energi listrik untuk berbagai keperluan.

Energi panas bumi memiliki beberapa keunggulan dibandingkan sumber energi terbarukan yang lain, diantaranya:

hemat ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal,
mampu berproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energi (energy storage), serta
tingkat ketersediaan (availability) yang sangat tinggi yaitu diatas 95%.

Energi Angin

Angin adalah udara yang bergerak dan berpindah tempat. Penggerakan udara itu disebabkan oleh perbedaan suhu. Perbedaan suhu disebabkan oleh perbedaan daya serap panas di permukaan bumi. Jadi, selama matahari masih memancarkan sinarnya ke bumi dan di bumi terdapat daratan dan lautan, maka akan terjadi perbedaan suhu dan menyebabkan terjadinya angin.

Pemanfaatan teknologi energi angin sebagai salah satu sumber energi yang dapat diperbarui juga sudah dilakukan di Indonesia.

Tetapi energi listrik yang dihasilkan dari angin masih relatif kecil kapsitasnya. Sehingga umumnya teknologi ini hanya diterapkan di daerah terpencil atau di pedesaan yang belum terjangkau aliran listrik PLN. Prinsipnya sangat sederhana, yaitu angin ditangkap oleh baling-baling atau katakanlah rotor bersayap. Energi putaran (energi mekanis) diteruskan untuk memutar generator pembangkit listrik. Ukuran generator yang dipasang tentu saja harus disesuaikan dengan kapasitas angin dan rotornya. Pengubahan energi angin menjadi energi listrik ini sangat menguntungkan untuk tempat-tempat yang memang terdapat angin banyak. Memang tidak semua tempat menguntungkan untuk dibangun PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Angin), tapi sumber energi itu tersedia secara bebas, dan angin akan tetap bertiup sepanjang zaman.

Energi Air

Energi air dapat digunakan dalam bentuk gerak atau perbedaan suhu. Karena air ribuan kali lebih berat dari udara, maka aliran air yang pelan pun dapat menghasilkan sejumlah energi yang besar. Tenaga air yang memanfaatkan gerakan air biasanya didapat dari sungai yang dibendung. Pada bagian bawah dam tersebut terdapat lubang-lubang saluran air.

Pada lubang-lubang tersebut terdapat turbin yang berfungsi mengubah energi kinetik dari gerakan air menjadi energi mekanik yang dapat menggerakan generator listrik. Energi listrik yang berasal dari energi kinetik air disebut “hydroelectric“. Hydroelectric ini menyumbang sekitar 715.000 MW atau sekitar 19% kebutuhan listrik dunia. Selain sebagai PLTA, air juga bermanfaan untuk sarana transportasi, sarana wisata/rekreasi, dan sarana irigasi/pengairan.

Energi Laut

Laut memiliki potensi yang besar, yaitu ikan, tanaman laut, harta karun, dan masih banyak lagi. Prinsip sederhana dari pemanfaatan bentuk energi laut adalah memakai energi kinetik untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik.

Energi yang berasal dari laut (ocean energy) dapat dikatagorikan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut:

Energi Ombak (Wave Energy)

Ombak dihasilkan oleh angin yang bertiup di permukaan laut. Ombak merupakan sumber energi yang cukup besar, namun untuk memanfaatkan energi yang terkandungnya dan mengubahnya menjadi listrik dalam jumlah yang memadai tidaklah mudah. Pada sebuah pembangkit listrik bertenaga ombak (PLTO), aliran masuk dan keluarnya ombak ke dalam ruangan khusus menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui sebuah saluran di atas ruang tersebut.

Jika di ujung saluran diletakkan sebuah turbin, maka aliran udara yang keluar masuk tersebut akan memutar turbin yang menggerakkan generator. Setelah selesai dibangun, energi ombak dapat diperoleh secara gratis, tidak butuh bahan bakar, dan tidak pula menghasilkan limbah ataupun polusi.

Secara ringkas kelebihan pembangkit listrik berenergi ombak yaitu: energi bisa diperoleh secara gratis, tidak butuh bahan bakar, tidak menghasilkan limbah, mudah dioperasikan, biaya perawatan rendah, dan dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai. Sedangkan kekurangannya yaitu: bergantung pada ombak, perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten.

Energi Pasang Surut (Tidal Energy)

Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Oleh karena waktu siklus bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.

Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi pasang surut, yaitu sebagai berikut:

Dam Pasang Surut (Tidal Barrages)

Cara ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang terdapat di dam/waduk penampungan air sungai. Hanya saja, dam yang dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut.

Ketika ombak masuk atau keluar (terjadi pasang atau surut), air mengalir melalui terowongan yang terdapat di dam. Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin. Kekurangan terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah hanya dapat menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk (pasang) ataupun mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per harinya.

Turbin Lepas Pantai (Offshore Turbines)

Pilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.

Berikut ini disajikan secara ringkas kelebihan dari pembangkit listrik tenaga pasang surut, yaitu: energi pasang surut dapat diperoleh secara gratis, tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya, tidak membutuhkan bahan bakar, biaya operasi rendah, produksi listrik stabil, pasang surut air laut dapat diprediksi, turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak menimbulkan dampak lingkungan yang besar.

Sedangkan kekurangannya yaitu: sebuah dam yang menutupi muara sungai memiliki biaya pembangunan yang sangat mahal, dan meliputi area yang sangat luas sehingga merubah ekosistem lingkungan baik ke arah hulu maupun hilir hingga berkilo-kilometer dan hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya (ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar).

Hasil Konversi Energi Panas Laut (Ocean Thermal Energy Conversion)

Ide pemanfaatan energi dari laut yang terakhir bersumber dari adanya perbedaan temperatur di dalam laut. Temperatur di permukaan laut lebih hangat karena panas dari sinar matahari diserap sebagian oleh permukaan laut. Tapi di bawah permukaan, temperatur akan turun dengan cukup drastis. Pembangkit listrik dapat memanfaatkan perbedaan temperatur tersebut untuk menghasilkan energi. Pemanfaatan sumber energi jenis ini disebut dengan konversi energi panas laut (Ocean Themal Energy Conversion atau OTEC). Perbedaan temperatur antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin dibutuhkan minimal sebesar 77 derajat Fahrenheit (25 °C) agar dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik dengan baik.

Secara ringkas kelebihan dari OTEC yaitu: tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya, tidak membutuhkan bahan bakar, biaya operasi rendah, produksi listrik stabil, dapat dikombinasikan dengan fungsi lainnya: menghasilkan air pendingin, produksi air minum, suplai air untuk aquaculture, ekstraksi mineral, dan produksi hidrogen secara elektrolisis. Sedangkan kekurangannya yaitu: belum ada analisa mengenai dampaknya terhadap lingkungan, jika menggunakan amonia sebagai bahan yang diuapkan menimbulkan potensi bahaya kebocoran, dan biaya pembangunan tidak murah.

Energi Biogas

Biogas merupakan gas campuran metana (CH4), karbondioksida (CO2) dan gas lainnya yang didapat dari hasil penguraian material organik seperti kotoran hewan, kotoran manusia, dan tumbuhan oleh bakteri pengurai metanogen pada sebuah biodigester. Cara membuat biogas yaitu bahan dasar proses pembusukan atau penguraian (sisa-sisa jasad hidup, misalnya sampah pertanian seperti batang pohon jagung, jerami, sisa ampas kelapa, enceng gondok, akasia, dan sebagainya) dicampur dengan bahan yang mengandung bakteri pengurai (misalnya kotoran kerbau atau sapi). Kemudia kedua bahan itu diaduk bersama air. Proses penguraian berjalan optimal pada temperatur 35-37º C. Adonan itu tidak boleh terlalu asam suifatnya, tetapi harus netral. Prosesnya harus dilakukan dalam keadaan tertutup rapat dan tidak boleh kemasukan udara. Adonan tadi ditaruh dalam suatu bejana dan diletakkan dalam tanah.

Untuk menghilangkan bau gas dan untuk menaikkan mutu gas, maka biogas dicuci dengan jalan mengalirkannya melalui air yang dibubuhi sedikit kapur. Dengan pencucian ini bau gas yang tidak enak menjadi hilang dan gas karbondioksida dapat diserap oleh air sehingga biogas yang diperoleh dapat dibakar dengan hasil panas yang tinggi. Biogas kemudian ditampung dalam tangki penampungan gas dan dapat dialirkan ke rumah untuk memasak, untuk pabrik tahu, atau untuk keperluan lain.

Energi Biomassa

Biomassa adalah segala jasad makhluk hidup yang digunakan untuk menghasilkan energi bila dibakar, yaitu berupa sampah-sampah organik sebagai sisa-sisa produksi pertanian. Biomassa yang berupa sampah atau sisa-sisa yang tidak berharga dapat digunakan sebagai sumber energi karena ia masih menyimpan energi matahari. Biomassa yang dapat dipakai sebagai bahan bakar itu tidak selalu berupa sampah, kadang-kadang berupa tanaman yang cepat tumbuh seperti angsana, akasia, dan sebagainya dapat digunakan sebagai bahan bakar secara ekonomis, atau sebagai sumber energi yang murah.

Pengambilan energi dari biomassa prinsipnya adalah membakar biomassa itu dalam tungku pembakar. Panas yang timbul digunakan untuk mendidihkan air, dan air mendidih itu timbul uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin uap. Selanjutnya turbin uap ini dapat menggerakkan generator listrik. Energi listrik dapat didistribusikan untuk berbagai macam keperluan. Hambatan dalam pembuatan biomassa adalah seluruh biomass harus melalui beberapa proses, yaitu harus dikembangkan, dikumpulkan, dikeringkan, difermentasi, dan dibakar. Seluruh langkah ini membutuhkan banyak sumber daya dan infrastruktur.

Energi Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan cair yang diformulasikan khusus untuk mesin diesel yang terbuat dari minyak nabati (bio-oil). Pemakaiannya tidak memerlukan modifikasi mesin dieselnya. Dengan komposisi campuran 5-20%, berbagai kendaraan mulai dari truk, bus, traktor, hingga mesin-mesin industri dapat menggunakan biodiesel ini. Biodiesel dapat dihasilkan dari tanaman yang mengandung asam lemak seperti kelapa sawit, jarak pagar, kelapa, sirsak, srikaya, dan kapuk. Biodiesel selain ramah lingkungan, harganya juga sangat murah. Biodiesel diprediksi dapat menggantikan posisi minyak bumi yang harganya mahal dan semakin langka.

Energi Zat Radioaktif

Zat radioaktif dapat memancarkan sinar α (alpha) yang bermuatan listrik positif, sinar β (beta) yang bermuatan listrik negatif, dan sinar γ (gamma) yang tidak bermuatan listrik. Sinar γ (gamma) inilah yang sangat berbahaya karena dapat menembus apa saja yang menghalanginya. Molekul-molekul yang netral dapat berubah menjadi ion-ion yang bermuatan listrik bila terkena sinar ini.

Sinar γ inilah yang dapat mengubah susunan gen atau kromosom dalam inti sel sehingga kekurangannya dapat bervariasi, yaitu ada yang mati, ada yang cacat, dan ada yang mempunyai sifat menguntungkan seperti buahnya lebat, umurnya singkat, dan sebagainya. Manusia memanfaatkan sinar ini untuk pertanian dan peternakan. Di samping itu, zat-zat radioaktif dapat bersifat sebagai tracer (penelusur), misalnya tempat sakit, kebocoran waduk, dan sebagainya.

Contoh Energi Alternatif

Berikut ini beberapa contoh energi alternatif.

Hidrogen. Hidrogen dapat dicampur dengan gas alam dan menciptakan bahan bakar untuk kendaraan. Hidrogen juga digunakan pada kendaraan yang menggunakan listrik sebagai bahan bakarnya. Walaupun begitu, harga untuk penggunaan hidrogen masih relatif mahal.
Propana. Propana atau yang biasa dikenal dengan LPG merupakan produk dari pengolahan gas alam dan minyak mentah. Sumber tenaga ini sudah banyak digunakan sebagai bahan bakar. Propana menghasilkan emisi lebih sedikit dibandingkan bensin, namun penciptaan metananya lebih buruk 21 kali lipat.
Biodiesel. Biodiesel merupakan energi yang berasal dari tumbuhan atau lemak binatang. Mesin kendaraan dapat menggunakan biodiesel yang masih murni, maupun biodiesel yang telah dicampur dengan minyak. Biodiesel mengurangi polusi yang ada, akan tetapi terbatasnya produk dan infrastruktur menjadi masalah pada sumber energi ini.
Methanol. Methanol yang juga dikenal sebagai alkohol kayu dapat menjadi energi alternatif pada kendaraan. Methanol dapat menjadi energi alternatif yang penting di masa depan karena hidrogen yang dihasilkan dapat menjadi energi juga. Namun, sekarang ini produsen kendaraan tidak lagi menggunakan methanol sebagai bahan bakar.
P-Series. P-series merupakan gabungan dari ethanol, gas alam, dan metyhltetrahydrofuran (MeTHF). P-series sangat efektif dan efisien karena oktan yang terkandung cukup tinggi. Penggunaannya pun sangat mudah jika ingin dicampurkan tanpa ada proses dengan teknologi lain. Akan tetapi, hingga sekarang belum ada produsen kendaraan yang menciptakan kendaraan dengan bahan bakar fleksibel.
Ethanol. Merupakan bahan bakar yang berbasis alkohol dari fermentasi tanaman, seperti jagung dan gandum. Bahan bakar ini dapat dicampur dengan bensin untuk meningkatkan kadar oktan dan kualitas emisi. Namun, ethanol memiliki dampak negatif terhadap harga pangan dan ketersediannya.
Gas Alam. Gas alam sudah banyak digunakan di berbagai negara yang biasanya untuk bidang properti dan bisnis. Jika digunakan untuk kendaraan, emisi yang dikeluarkan akan lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan minyak. Akan tetapi, efek rumah kaca yang dihasilkannya 21 kali lebih buruk.
Listrik. Listrik dapat digunakan sebagai bahan bakar transportasi, seperti baterai. Tenaga listrik dapat diisi ulang dan disimpan dalam baterai. Bahan bakar ini menghasilkan tenaga tanpa ada pembakaran ataupun polusi, namun sebagian dari sumber tenaga ini masih tercipta dari batu bara dan meninggalkan gas karbon.

Keuntungan dan Kerugian Menggunakan Energi Alternatif

Mobil listrik

Keuntungan:

Mobil listrik memiliki beberapa kelebihan yang potensial jika dibandingkan dengan mobil bermesin pembakaran dalam biasa. Yang paling utama adalah mobil listrik tidak menghasilkan emisi kendaraan bermotor. Selain itu, mobil jenis ini juga mengurangi emisi gas rumah kaca karena tidak membutuhkan bahan bakar fosil sebagai penggerak utamanya. Pada akhirnya, ketergantungan minyak dari luar negeri pun berkurang, karena bagi beberapa negara maju seperti Amerika Serikat dan banyak negara Eropa, kenaikan harga minyak dapat memukul ekonomi mereka. Bagi negara berkembang, harga minyak yang tinggi semakin memberatkan neraca pembayaran mereka, sehingga menghambat pertumbuhan ekonomi mereka.

Kerugian:

Meskipun mobil listrik memiliki beberapa keuntungan potensial seperti yang telah disebutkan di atas, tapi penggunaan mobil listrik secara meluas memiliki banyak hambatan dan kekurangan. Sampai di tahun 2011, harga mobil listrik masih jauh lebih mahal bila dibandingkan dengan mobil bermesin pembakaran dalam biasa dan kendaraan listrik hibrida karena harga baterai ion litium yang mahal. Meskipun begitu, saat ini harga baterai mulai turun karena mulai diproduksi dalam jumlah besar. Faktor lainnya yang menghambat tumbuhnya penggunaan mobil listrik adalah masih sedikitnya stasiun pengisian untuk mobil listrik, ditambah lagi ketakutan pengendara akan habisnya isi baterai mobil sebelum mereka sampai di tujuan.

Beberapa pemerintah di beberapa negara di dunia telah menerbitkan beberapa insentif dan aturan untuk menanggulangi masalah ini, yang tujuannya untuk meningkatkan penjualan mobil listrik, untuk membiayai pengembangan teknologi mobil listrik sehingga harga baterai dan komponen mobil bisa semakin efisien. Pemerintah Amerika Serikat telah memberikan dana hibah sebesar US$2,4 miliar untuk pengembangan mobil listrik dan baterai. Pemerintah China mengumum kan bahwa mereka akan menyediakan dana sebesar US$15 billion untuk memulai industri mobil listrik di negaranya. Beberapa pemerintah lokal dan nasional di banyak negara telah menerbitkan kredit pajak, subsidi, dan banyak insentif lainnya untuk mengurangi harga mobil listrik dan mobil plug-in.

Bio diesel
Keuntungan:

Dihasilkan dari sumber daya energi terbarukan dan ketersediaan bahan bakunya terjamin.
Cetane number tinggi (bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas solar berdasar sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin)
Viskositas tinggi sehingga mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik daripada solar sehingga memperpanjang umur pakai mesin
Dapat diproduksi secara lokal
Mempunyai kandungan sulfur yang rendah
Menurunkan tingkat opasiti asap
Menurunkan emisi gas buang
Pencampuran biodiesel dengan petroleum diesel dapat meningkatkan biodegradibility petroleum diesel sampai 500 %.

Kerugian:

Kandungan energi bio diesel diketahui 11 persen lebih kecil dari bahan bakar diesel yang berbasis minyak bumi. Ini berarti kapasitas pembangkit listrik dari mesin yang Anda gunakan akan menurun jauh ketika menggunakan Bio Diesel.
Kelemahan kedua yang terdapat pada Bio Diesel adalah memiliki kualitas oksidasi yang buruk sehingga Bio Diesel dapat menyebabkan beberapa masalah masalah serius ketika disimpan. Bila disimpan untuk waktu yang lebih lama, Bio Diesel cenderung berubah menjadi gel (lihat minyak goreng yang disimpan di kulkas), yang dapat menyebabkan penyumbatan berbagai komponen mesin.
Bio Diesel ini juga dapat mengakibatkan pertumbuhan mikroba, sehingga menyebabkan beberapa kerusakan pada mesin.
Selain itu dampak paling serius yang dihadapi dengan penggunaan Bio Diesel adalah kelangkaan pangan akibat dialihkannya tanaman yang biasa dikonsumsi untuk dijadikan bahan bakar. Tanaman seperti tebu, jagung, kelapa sawit dan beberapa jenis komoditas lainnya cenderung mengalami kenaikan harga yang cukup signifikan akibat dijadikan Bio diesel.

Tenaga angin

Keuntungan:

Meskipun masih berupa sumber energi listrik minor di kebanyakan negara, penghasilan tenaga angin lebih dari empat kali lipat antara 1999 dan 2005. Kebanyakan tenaga angin modern dihasilkan dalam bentuk listrik dengan mengubah rotasi dari pisau turbin menjadi arus listrik dengan menggunakan generator listrik. Pada kincir angin energi angin digunakan untuk memutar peralatan mekanik untuk melakukan kerja fisik, seperti menggiling “grain” atau memompa air. Tenaga angin digunakan dalam ladang angin skala besar untuk penghasilan listrik nasional dan juga dalam turbin individu kecil untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir.Tenaga angin banyak jumlahnya, tidak habis-habis, tersebar luas, bersih, dan merendahkan efek rumah kaca.

Kerugian:

Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman.

Hal ini yang membuat pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat. Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya matahari yang masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelip dan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat.
Efek lain akibat penggunaan turbin angin adalah terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran dari sudu-sudu turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin pada ranting pohon. Selain derau dari sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator dapat menyebabkan derau suara mekanis dan juga derau suara listrik. Derau mekanik yang terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalam nacelle atau rumah pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian.
Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisa data turbulensi angin dan kekuatan angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran, kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir.
Pengaruh ekologi yang terjadi dari penggunaan pembangkit tenaga angin adalah terhadap populasi burung dan kelelawar. Burung dan kelelawar dapat terluka atau bahkan mati akibat terbang melewati sudu-sudu yang sedang berputar.

Demikian Penjelasan Tentang Energi Alternatif : Pengertian, Bentuk, Manfaat Dan Kelebihan Semoga Bermanfaat Bagi Semua Pembaca GuruPendidikan.Com

Mungkin Dibawah Ini yang Kamu Cari