Sumber Arus Listrik dan Sumber-Sumber Energi Listrik Kelas IX Semester 1

SUMBER ARUS LISTRIK

Listrik adalah energi, sehingga sesuai dengan hukum kekekalan energi, untuk menghasilkan energi listrik perlu adanya alat yang dapat mengubah energi lain menjadi energi listrik. Secara umum, sumber arus listrik terdiri atas dua jenis, yaitu sumber arus searah (Direct Current = DC) dan sumber arus bolak-balik (Alternating Current =AC).

Agar lebih memahami, perhatikan Tabel 5.7!

 

Elemen volta, baterai, dan akumulator adalah sumber arus DC, yang dihasilkan dari reaksi kimia, sehingga disebut juga sebagai elektrokimia. Berdasarkan dapat atau tidaknya diisi ulang, sumber arus listrik dibedakan menjadi elemen primer dan elemen sekunder.

Elemen primer adalah sebutan bagi sumber arus listrik yang tidak dapat diisi ulang ketika energinya habis, contohnya seperti baterai kering dan elemen volta. Elemen sekunder adalah sebutan bagi sumber arus listrik yang dapat diisi ulang ketika energinya habis, contohnya seperti akumulator dan baterai Lithium-ion  (Li-ion) yang digunakan pada telepon genggam atau kamera.

 

 

SUMBER-SUMBER ENERGI LISTRIK

Tahukah kamu, bagaimana cara membangkitkan energi listrik yang biasa kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari? Apa hanya dari minyak bumi dan batubara saja? Mengingat keterbatasan energi tambang, kini listrik tidak hanya dihasilkan dari minyak bumi atau batu bara, tetapi juga dari energi matahari, angin, air, dan bioenergi.

Sumber-sumber energi tersebut merupakan energi alternatif karena ketersediaannya di alam yang dianggap sangat melimpah atau tidak akan pernah habis jika digunakan. Agar mengetahui berbagai sumber energi alternatif tersebut, bacalah uraian berikut dengan saksama.

a. Energi Matahari

Energi matahari merupakan sumber energi terbesar dan paling melimpah. Melalui penggunaan panel surya, energi matahari dapat diubah menjadi energi listrik. Energi yang diperoleh saat matahari bersinar terang akan disimpan dalam baterai agar dapat digunakan saat cuaca mendung atau bahkan malam hari. Pada saat cuaca mendung, energi listrik yang diperoleh tidak dapat dihasilkan secara maksimal.

Penggunaan energi surya di Indonesia diterapkan dalam dua macam teknologi, yaitu teknologi energi surya termal dan energi surya fotovoltaik. Suhu yang tinggi dari energi surya termal digunakan untuk memasak (kompor surya), mengeringkan hasil pertanian, dan memanaskan air. Energi surya fotovoltaik digunakan untuk menghasilkan listrik yang nantinya dapat digunakan untuk menyalakan lampu, memutar pompa air, menyalakan televisi, dan sebagai energi alat telekomunikasi.

b. Energi Angin (Kincir Angin)

Angin adalah salah satu contoh sumber energi alternatif yang dapat digunakan untuk membangkitkan energi listrik. Energi gerak, yang dihasilkan oleh gerakan angin terhadap kincir, diubah oleh generator menjadi energi listrik. Berbeda dengan batu bara, gas, dan minyak bumi, kincir angin tidak menyebabkan polusi bagi lingkungan, sehingga kincir angin dipercaya ramah lingkungan.

Oleh sebab itu, pada tahun 1930, pemerintah Amerika mulai menggunakan kincir angin sebagai sumber energi listrik utamanya. Di daerah California, saat ini sudah ada 13.000 kincir angin yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik hingga 1,5 – 4 juta kWh setiap tahunnya, ini berarti setiap kincir angin digunakan untuk menyuplai kebutuhan listrik 150 hingga 400 rumah. Namun, ketika tidak ada angin yang berhembus, maka tidak akan ada energi listrik yang dihasilkan, sehingga masih diperlukan sejumlah batubara, gas, atau minyak bumi untuk memenuhi energi listrik pada saat tersebut.

Tidak kalah dengan California, Indonesia telah membangun beberapa unit kincir angin di Yogyakarta dengan kapasitas masing-masing 80 KW dan menargetkan pembuatan Pembangkit Listrik Tenaga Baru (PLTB) yang mampu menghasilkan 250 MW pada tahun 2025.

 c. Energi Air (Hydropower)

Air yang mengalir dari hulu ke hilir, khususnya pada sungai-sungai yang deras, dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif untuk membangkitkan energi listrik. Arus air sungai tersebut dimanfaat kan untuk menggerakkan turbin yang terhubung pada generator sehingga energi listrik dapat dihasilkan. 

Banyaknya sungai dan danau air tawar membuat Indonesia membangun banyak Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) di seluruh wilayahnya. Potensi tenaga air di seluruh Indonesia diperkirakan sebesar 75.684 MW, tetapi yang sudah dimanfaatkan masih 100 MW dengan jumlah pembangkit sekitar 800 buah. Salah satu contoh PLTA yaitu PLTA Karangkates yang ada di Kabupaten Malang Provinsi Jawa Timur.

 

d. Bioenergi

Bioenergi adalah energi yang di peroleh dari biomassa. Biomassa merupakan bahan organik yang berasal dari makhluk hidup, baik dari tumbuhan maupun hewan. Limbah dari budidaya pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, maupun perikanan juga dapat digunakan sebagai sumber bioenergi.

Energi yang diperoleh dari biomassa ini dapat diubah menjadi energi listrik dengan cara mengolah biomassa menjadi bahan bakar nabati, misalnya etanol atau biodisel. Bahan bakar nabati ini selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan bakar generator atau diesel untuk menghasilkan listrik.

Pernahkah kamu berpikir bahwa tanaman dapat menghasilkan arus listrik? Sumber listrik baru telah dikembangkan oleh Marjolein Helder dari Universitas Wegeningen Belanda. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa pada saat tumbuh, tanaman memperoleh listrik dari interaksi antara akar tanaman dengan bakteri tanah.

Akar tanaman tersebut mampu mengeluarkan cairan dan gas hingga 70% ke tanah. Selanjutnya bakteri yang ada di sekitar akar mengurai bahan organik sehingga membentuk sumber energi listrik baru. Saat menguji penelitiannya, Helder meletakkan sebuah elektrode dekat bakteri untuk menyerap elektron dan hasilnya menunjukkan ada arus listrik yang mengalir di antara elektrode tersebut. Mikroba pada tanaman mikrobial  dapat  menghasilkan arus 0,4 watt per meter persegi dari tanaman hidup.

Di waktu mendatang, energi listrik dari tanaman ini akan dikembangkan hingga dapat memproduksi sebanyak 3,2 watt meter persegi. Ini artinya akar dalam wilayah 100 meter persegi dapat memenuhi kebutuhan listrik sebuah rumah dengan pemakaian 2.800 kWh per tahun.

Tahukah kamu bahwa energi nuklir, gas hidrogen, panas bumi, gelombang air laut, dan piezoelektrik juga merupakan sumberenergi listrik alternatif?

7. Transmisi Energi Listrik

Tahukah kamu bagaimana energi listrik dapat disalurkan ke rumah-rumah dengan efektif dan efisien?  Perhatikan Gambar 5.22!

 

Transmisi listrik jarak jauh dilakukan dengan menaikkan tegangan listrik. Jika tegangan listrik untuk transmisi jarak jauh rendah, maka arus listriknya akan menjadi besar sehingga diperlukan kabel listrik yang besar dan banyak energi yang terbuang menjadi kalor saat listrik disalurkan dari PLN ke rumah-rumah. Namun, dengan tegangan yang tinggi, arus listrik akan menjadi kecil sehingga kabel listrik yang dibutuhkan kecil dan tidak terlalu banyak energi yang terbuang.

Agar tegangan listrik dari PLN dapat dinaikkan, maka diperlukan transformator step up. PLN memproduksi listrik dengan tegangan sebesar 10.000 volt, sehingga perlu dinaikkan menjadi sekitar 150.000 volt. Transmisi energi listrik dengan tegangan sebesar ini dilakukan dengan menaikkan kabel pada gardu-gardu listrik yang tinggi agar aman bagi penduduk. Pada transmisi berikutnya digunakan transformator step down untuk menurunkan tegangan hingga menjadi 220 volt sehingga dapat langsung didistribusikan ke penduduk. 

Artikel yang terkait :

Transmisi Energi Listrik

Penggunaan Energi Listrik

Rangkaian Listrik

Arus Listrik