Energy: Sumber yang Terbarukan

Matahari, air, udara, panas bumi, gelombang laut dan bahan yang berasal dari hewani dan nabati dapat dikatakan selalu tersedia dan tidak akan habis.

Energi Cahaya Matahari

Sinar matahari merupakan energi yang dapat dimanfaatkan sebagai penghasil energi listrik dan penghasil energi panas. Sebagai penghasil energi listrik, sinar matahari ditangkap dalam sebuah panel surya (photovoltaic). Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Matahari memiliki sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan. Sel surya selain dapat dimanfaatkan langsung sebagai energi listrik di siang hari, bisa juga disimpan dalam sebuah baterai untuk digunakan jika diperlukan, misalnya digunakan untuk menyalakan lampu pada saat malam hari.

Penggunaan panel surya banyak diterapkan di daerah-daerah yang belum terjangkau jalur listrik yang ada. Selain itu digunakan secara terbatas untuk menjalankan alat-alat elektronik yang mandiri jauh dari kegiatan manusia dan tidak perlu setiap saat dikontrol serta tidak membutuhkan energi besar.

Kelemahan dari energi listrik ini antara lain:

• Ketergantungan terhadap sinar matahari besar
• Sudut jatuhnya sinar tergantung arah edar matahari yaitu arah timur dan barat
• Waktu sinar yang terbatas
• Bidang penangkapan yang besar sehingga dibutuhkan lahan yang luas untuk menggelar panel surya yang besar
• Harga panel surya masih mahal

Panel surya memiliki kelebihan antara lain:

• Energi yang dihasilkan ramah lingkungan
• Sumber energi tidak akan habis, selama matahari masih bersinar
• Panel surya yang tipis mudah dibentuk dan dapat diletakkan mengikuti permukaan bangunan, baik dinding maupun atap.
• Pemasangan lebih mudah

Beberapa rumah tangga di kota besar sudah memanfaatkan sel surya sebagai pemanas air.

Energi Air (hidro electric)

Pemanfaatan air untuk mempermudah pekerjaan, berbentuk roda air telah ada sejak jaman dahulu. Prinsip kerjanya sama dengan pembangkit listrik sekarang, roda air yang dahulu merupakan bagian dari suatu alat mekanik tertentu, sekarang digunakan untuk menjalankan turbin.Turbin yang memiliki putaran tinggi akan menjalankan generator listrik kemudian listrik yang dihasilkan didistribusikan ke gardu-gardu listrik melalui kabel sebelum didistribusikan ke rumah-rumah atau bangunan yang membutuhkan. Dalam skala kecil (komunitas lokal) prinsip pembangkit ini dapat diaplikasikan, tentunya dengan hasil listrik yang kecil, misalnya cukup untuk penerangan di pos ronda atau penerangan jalan desa.

Dalam skala besar pembangkit ini memiliki kelemahan antara lain: dibutuhkan lahan yang luas untuk membangun bendungan dan memiliki dampak ekologi lokal akibat pembangunan bendungan tersebut yang membuat perubahan lingkungan setempat. Kelebihan dari pembangkit ini antara lain: listrik yang dihasilkan cukup besar dan dapat diaplikasikan juga dalam skala yang lebih kecil.

Energi Angin

Seperti halnya dengan energi air, pemanfaatan energi angin berupa kincir angin, juga sudah ada sejak jaman dahulu. Masyarakat Persia kuno menggunakannya untuk memompa air, begitu juga dengan masyarakat eropa sejak berabad lalu, selain untuk memompa air juga digunakan untuk mengolah gandum. Negara Belanda menjadi terkenal dengan kincir anginnya yang dijadikan sebagai icon. Sampai hari ini penggunaan kincir angin untuk memompa air untuk keperluan peternakan dan lahan perkebunan masih digunakan di beberapa daerah (di beberapa negara) terutama yang jauh dari jalur listrik yang ada.

Prinsip kerja dari kincir angin ini sama dengan roda air, kincir akan bergerak oleh angin dan memutar turbin. Turbin yang dirancang khusus untuk memiliki putaran tinggi akan menjalankan generator listrik, kemudian listrik yang dihasilkan didistribusikan ke gardu-gardu listrik melalui kabel sebelum didistribusikan ke rumah-rumah atau bangunan yang membutuhkan. Dalam skala yang besar, turbin angin ini sudah dapat memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah besar. Sama halnya dengan panel surya, turbin angin jika untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah besar maka diperlukan lahan yang luas sebagai ladang turbin angin. Tetapi untuk kebutuhan yang kecil (lokal) misalnya rumah tangga, turbin angin dapat digunakan secara mandiri, tentunya dalam ukuran yang lebih kecil.

Turbin angin sangat tergantung terhadap cuaca di suatu daerah, terkadang angin berhembus kencang terkadang sepoi-sepoi, karena itu pada setiap ladang turbin angin, memiliki baterai penyimpan yang digunakan apabila kondisi angin tidak mencukupi. Daerah yang paling baik untuk didirikan turbin angin adalah daerah pantai dan daerah pegunungan. Kedua daerah ini memang mempunyai angin yang cukup kencang hampir sepanjang tahun. Daerah pantai memiliki angin darat dan angin laut selama 24 jam, apalagi jika terjadi badai, perputaran turbin semakin kencang dan listrik yang dihasilkan semakin banyak.

Selain tergantung dengan derah, turbin angin ini membutuhkan lahan yang cukup luas guna menyebarkan alat ini dalam jumlah yang banyak. Semakin banyak jumlah turbin angin, maka semakin besar daya yang di hasilkan.

Energi Panas Bumi (geothermal)

Energi panas bumi dapat dimanfaatkan jika terjadi aliran panas (uap) dari dalam bumi yang muncul di permukaan baik itu sengaja oleh manusia atau dengan sendirinya terjadi oleh alam. Ada dua sistem yang digunakan untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan energi panas bumi. Sistem pertama adalah condensing turbine, yakni pembangkit listrik yang dilengkapi alat kondensasi untuk mengubah uap menjadi air. Uap yang dicairkan dilewatkan pada turbin dan menyebabkan perputaran turbin menjadi lancar sehingga produksi listrik lebih banyak dan tidak terjadi tekanan balik yang menghambat perputaran. Sistem kedua adalah sistem siklus biner. Prinsip operasi sistem ini yaitu panas dari panas bumi berupa cairan dan gas (fluida geotermal) dari bawah bumi yang dipindahkan dengan alat penukar panas (heat exchanger) memanasi fluida organik melalui bagian penguapan (vaporizer). Fluida organik (seperti N-pentane) itu kemudian disalurkan ke turbin berputar sehingga dapat menggerakkan generator yang membangkitkan listrik. Kemudian, uap organik yang keluar dari turbin dikondensasikan menjadi cairan lagi, lalu dipompakan lagi ke dalam pemanas (reheater) dan vaporizer kembali ke turbin. Begitu seterusnya menjadi suatu siklus. Cairan panas bumi yang telah memanaskan fluida organik dipompakan lagi ke dalam tanah, demikian juga siklus air geotermal hanya memindahkan panasnya, sesudah itu dipompakan lagi ke dalam tanah.

Energi Nabati dan Hewani

Energi Nabati (tumbuh-tumbuhan) dan Hewani adalah pemanfaatan limbah yang dihasilkankannya. Limbah yang dihasilkan dari pertanian dan peternakan dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Pemanfaatan beberapa limbah pertanian melalui proses fermentasi akan menghasilkan ethanol dan alkohol yang dapat digunakan sebagai cairan bahan bakar. Selain limbah pertanian, tanaman juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi sebelum menjadi limbah. Sebagai contoh fermentasi tebu atau jagung akan menghasilkan alkohol dan ester. Limbah peternakan menghasilkan limbah organik dari kotoran ternak seperti sapi, kerbau, babi dan kambing. Melalui sebuah proses, limbah organik ini akan menghasilkan gas yang dapat digunakan untuk bahan bakar, misalnya digunakansebagai bahan pengganti minyak tanah dan gas LPG untuk memasak.