BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teknologi Energi Surya
Energi Matahari memasok energi ke bumi dalam bentuk radiasi. Tanpa radiasi dari matahari, maka kehidupan di bumi tidak akan berjalan. Setiap tahunnya ada sekitar 3,9 x 1024 Joule = 1,08 x 1018 kWh energi matahari yang mencapai permukaan bumi, ini berarti energi yang diterima bumi dari matahari adalah 10.000 kali lebih banyak dari permintaan energi primer secara global tiap tahunnya dan lebih banyak dari cadangan ketersediaan keseluruhan energi yang ada di bumi. Intensitas radiasi matahari diluar atmosfir bumi tergantung pada jarak antara bumi dengan matahari.
Untuk cuaca yang cerah pada siang hari, iradians yang mencapai permukaan bumi adalah 1.000 W/m2 . Nilai ini relatif terhadap lokasi. Insolasi (energi radiasi) maksimum terjadi pada hari yang cerah namun berawan sebagian. Ini karena pemantulan radiasi matahari oleh awan sehingga insolasi (energi radiasinya) dapat mencapai 1.400 W/m2 untuk periode yang singkat. Seiring dengan peningkatan pengetahuan dan teknologi, manusia pada dewasa ini telah menemukan sebuah terobosan baru dalam memanfaatkan energi cahaya matahari dengan menciptakan alat konversi energi matahari menjadi energi listrik yang kemudian disebut fotovoltaik (photovoltaic) atau sel surya.
Indonesia merupakan negara yang terletak di garis khatulistiwa yang mempunyai tingkat radiasi harian matahari rata - rata yang relatif tinggi yaitu 4,5 kWh/m2/hari. Hal tersebut dapat digunakan sebagai modal utama pembangkitan listrik. Komponen utama dari sistem fotovoltaik adalah sel surya yang berfungsi untuk mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik.
Sel surya besarnya sekitar 10-15 cm persegi. Komponen ini mengkonversikan energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Sel surya merupakan komponen vital yang umumnya terbuat dari bahan semikonduktor. Multicrystalline silicon adalah bahan yang paling banyak dipakai dalam industri sel surya Multicrystalline dan monocrystalline
silicon menghasilkan efisiensi yang relatif lebih tinggi daripada amorphous silicon.
Sedangkan amorphus silicon dipakai karena biaya yang relatif lebih rendah.
Daya yang dihasilkan oleh fotovoltaik berbanding lurus dengan besarnya intensitas matahari yang diterima panel surya. Semakin besar intensitas matahari yang diterima oleh panel maka semakin besar daya yang dapat dihasilkan oleh fotovoltaik tersebut. Besarnya intensitas matahari yang diterima oleh panel surya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti letak astronomi lokasi pemasangan panel, gerak semu harian dan tahunan matahari serta cuaca.
teknologi sel surya, terdapat berbagai pilihan penggunaan material intinya. Kristal tunggal silikon sebagai pioner dari sel surya memang masih menjadi pilihan sekarang karena teknologinya yang sudah mapan sehingga bisa mencapai efisiensi lebih dari 20% untuk skala riset. Sedangkan modul/panel sel surya kristal silikon yang sudah diproduksi berefisiensi sekitar 12%. Namun demikian, penggunaan material ini dalam bentuk lempengan (waver) masih digolongkan mahal dan juga volume produksi lempeng silikon tidak dapat mencukupi kebutuhan pasar bila terjadi penggunaan sel surya ini secara massal. Sehingga untuk penggunaan secara besar-besaran harus dilakukan usaha untuk mempertipis lapisan silikonnya dari ketebalan sekarang yang mencapai ratusan mikron.
Gambar 2.1 menunjukkan rangkaian sel surya yang membentuk sebuah modul surya.
Gambar 2.1 Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk memperbesar total daya output. (Gambar: The Physics of Solar Cell, Jenny
Nelson)
2.1.1 Struktur Sel Surya
Gambar 2.2. Sel surya dan bagian-bagiannya
Gambar menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. Secara umum bagian sel surya terdiri dari:
1. Substrat/Metal backing
Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk sel surya dye-sensitized (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii
irrdium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).
2. Material semikonduktor
Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (cadmium telluride), dan amorphous silicon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).
Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll) yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel surya akan dibahas di bagian Cara Kerja Sel Surya. 3. Kontak metal/contact grid
Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif. 4. Lapisan anti-refleksi
Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.
5. Enkapsulasi/cover glass
Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.
2.1.2 Cara Kerja Sel Surya
Gambar 2.3. Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan lubang) dan tipe-n (kelebihan elektron). (Gambar: eere.energy.gov)
Gambar 2.4. Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction. (Gambar:
sun-nrg.org)
2.1.3 Instalasi Listrik Tenaga Surya
Untuk instalasi listrik tenaga surya sebagai pembangkit listrik, diperlukan komponen sebagai berikut:
1. Panel surya/solar panel
Panel surya menghasilkan energi listrik tanpa biaya, dengan mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga sel surya) yang disinari matahari/surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik. Sebuah sel surya menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 volt. Jadi sebuah panel surya 12 volt terdiri dari kurang lebih 36 sel (untuk menghasilkan 17 volt tegangan maksimum).
2. Charge controller
Charge controller digunakan untuk mengatur pengaturan pengisian baterai. Tegangan
maksimum yang dihasilkan panel surya pada hari yang terik akan menghasilkan tegangan tinggi yang dapat merusak baterai.
3. Inverter
Inverter adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC/direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC/alternating current).
Baterai adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga surya. Tanpa baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar matahari. Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga surya membutuhkan perencanaan mengenai kebutuhan daya yang meliputi:
Jumlah pemakaian Jumlah panel surya dan Jumlah baterai
2.2 Konfigurasi PLTS
PLTS berdiri sendiri (off grid) atau terpusat banyak di pasang di pulau-pulau terpencil di Indonesia yang sulit di akses oleh grid (PLN). Sudah ratusan pulau-pulau kecil di Indonesia yang telah terpasang PLTS terpusat ini yang memang menjadi salah satu program pemerintah. Untuk pulau-pulau atau daerah terpencil yang mendapat bantuan pemerintah umumnya (saat ini) terpasang PLTS stand alone dengan kapasitas 5, 10, atau 15 kWp. Kapasitas tersebut cukup untuk menerangi hingga 100 rumah, dengan catatan listrik hanya untuk penerangan dan tidak dianjurkan untuk televisi (tabung khususnya), kulkas, dll. karena dayanya tidak akan cukup. Terdapat dua jenis konfigurasi PLTS terpusat yaitu: 1. Sistem DC Coupled
2. Sistem AC Coupled 2.2.1 Sistem DC Coupled
Gambar 2.5. Sistem PLTS terpusat DC Coupled
2.2.2 Sistem AC Coupled
Gambar 2.6. Sistem PLTS terpusat AC Coupled
2.3 Teknologi Energi Angin
Turbin angin dirancang untuk mengumpulkan dan memanfaatkan energi angin yang mengalir melalui turbin tersebut untuk mengkonversi energi angin menjadi energi listrik. 2.3.1 Jenis
Keterangan
1. Arah angin pada HAWT jenis melawan arah angin (upwind) 2. Diameter rotor
3. Tinggi puat (hub) 4. Bilah
5. Kotak roda gigi (gear box) 6. Generator
7. Nasel (nacelle) 8. Menara HAWT
9. Arah angin pada HAWT jenis menurut arah angin (downwind) 10. Tinggi rotor
11. Menara VAWT 12. Tinggi equator 13. Bilah VAWT
Gambar 2.7. Jenis turbin angin
HAWT merupakan turbin yang poros utamanya berputar menyesuaikan arah angin. Agar rotor dapat berputar dengan baik, arah angin harus sejajar dengan poros turbin dan tegak lurus terhadap arah putaran rotor. Biasanya turbin jenis ini memiliki bilah berbentuk
airfoil seperti bentuk sayap pada pesawat. Pada turbin ini, putaran rotor terjadi karena
adanya gaya gaya angkat (lift) pada bilah yang ditimbulkan oleh aliran angin. Turbin ini sesuai digunakan pada jenis angin sedang dan tinggi, dan banyak digunakan sebagai pembangkit listrik skala besar.
2.3.2 Komponen dan Cara Kerja
Gambar 2.8. Komponen-komponen turbin angin sumbu mendatar
putaran yang diperlukan oleh generator untuk menghasilkan listrik. Nasel (nacelle) merupakan badan dari turbin angin, yang berfungsi untuk melindungi komponen-komponen lain. Anggukan (pitch) berfungsi mengendalikan kecepatan rotor dan mempertahankan rotor dari berubah arah putar karena lonjakan pada kecepatan dan arah angin. Bilah turbin dan pusat (hub) pada turbin angin disebut rotor. Turbin angin diletakkan jauh di atas menara untuk dapat menangkap angin. Menara terbuat dari baja, atau beton. Baling-baling angin (wind vane) berfungsi menentukan arah angin, dan berkomunikasi dengan penggerak gelengan (yaw drive) yang digerakkan motor untuk mempertahankan posisi rotor agar tetap menghadap arah angin.
2.3.3 Daya Turbin Angin
Untuk mencari Daya (P) yang diambil turbin angin yang terletak dalam aliran angin dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
3 0.5 turbin
P Av (1)
dimana adalah kerapatan udara, A adalah luas penamampang sapuan turbin angin, dan v adalah kecepatan angin.
Rumus tersebut merupakan persamaan daya turbin angin ideal. Karena ada faktor efisiensi maka persamaan menjadi:
3 0.5 turbin
P Av (2)
dimana adalah efisiensi.
2.3.4 Daya Listrik Keluaran Generator
Daya listrik yang dihasilkan oleh sebuah generator pada turbin angin dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut:
1. Berbagai kerugian akibat gesekan udara dan perubahan keadaan udara yang tergantung pada bentuk dan rakitan bilah turbin. Semua kerugian itu dimasukkan dalam efisiensi aerodinamika yang besarnya berkisar antara 0.3 sampai 0.8.
3. Berbagai kerugian elektro-mekanik, bila energi angin diubah menjadi energi listrik. Semua kerugian itu dimasukan ke dalam efisiensi generator. Besarnya kira-kira 0.5. 4. Kerugian pada saat manggunakan baterai atau efisiensi baterai berkisar antara 85%
hingga 90%.
Jika semua faktor efisiensi itu dimasukan ke rumus di atas, maka daya yang dihasilkan oleh generator dapat dihitung dengan persamaan:
3
0.5
turbin a m g b
P
Av (3)dimana a, m, g, dan b masing-masing adalah efisiensi aerodinamika, efisiensi transmiisi, efisiensi generator dan efisiensi baterai.
2.3.5 Teknologi Energi Bio
Istilah biomassa secara umum merupakan bahan yang dapat diperoleh dari tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung dan dimanfaatkan sebagai energi atau bahan dalam jumlah yang besar. Biomassa secara spesifik berarti kayu, rumput, eceng gondok, rumput laut, serbuk gergaji, serpihan kayu, jerami, sekam padi, sampah dapur, lumpur pulp, tinja, kotoran hewan, kelapa sawit, tebu, dan lain-lain.
Untuk pemanfaatan biomassa, bahan baku hayati yang dipilih dari berbagai jenis biomassa harus mempertimbangkan tujuan pemanfaatannya, permintaan dan ketersediaannya. Setelah itu, barulah bahan baku ini bisa diubah menjadi bahan baru atau energi.
digunakan sebagai bahan bakar yang baik untuk pengekstrakan gula dan proses penyulingan etanol.
Pengangkutan dan penyimpanan biomassa tidaklah mudah karena ukurannya terlalu besar dan mudah terurai. Oleh karena itu, biomassa layak untuk digunakan di daerah dimana biomassa tersebut diproduksi. Berdasarkan alasan ini, biomassa sering digunakan di dalam daerah atau daerah terdekat dimana pasokan dan permintaan biomassa seimbang. Akan tetapi, jika biomassa diubah menjadi bentuk yang mudah untuk diangkut seperti pelet atau bahan bakar cair. maka ia dapat dimanfaatkan di daerah yang lebih jauh.
Ada berbagai teknologi konversi yang bisa digunakan untuk merubah kualitas biomassa sesuai dengan tujuan penggunaannya.yaitu teknik fisika, kimia dan biologi. Konversi fisika termasuk penggerusan, penggerindaan, dan pengikisan untuk mengurai struktur biomassa dengan tujuan meningkatkan luas permukaan sehingga proses selanjutnya, yaitu kimia, termal dan biologi bisa dipercepat. Proses ini juga meliputi pemisahan, ekstraksi, penyulingan dan sebagainya untuk mendapatkan bahan berguna dari biomassa serta proses pemampatan, pengeringan atau kontrol kelembaban dengan tujuan membuat biomassa lebih mudah diangkut dan disimpan. Teknologi konversi fisika sering digunakan pada perlakuan pendahuluan untuk mempercepat proses utama.
Konversi kimia meliputi hidrolisis, oksidasi parsial, pembakaran, karbonisasi. pirolisis, reaksi hidrotermal untuk penguraian biomassa, serta sintesis, polimerisasi, hidrogenasi untuk membangun molekul baru atau pembentukan kembali biomassa. Penghasilan elektron dari proses oksidasi biomassa dapat digunakan pada sel bahan bakar untuk menghasilkan listrik.
Konversi biologi umumnya terdiri atas proses fermentasi seperti fermentasi etanol, fermentasi metana, fermentasi aseton-butanol, fermentasi hidrogen, dan perlakuan enzimatis. Aplikasi proses fotosintesis dan fotolisis akan menjadi lebih penting untuk memperbaiki sistem biomassa menjadi lebih baik.
Bahan bakar bio (biofuel) adalah bahan bakar yang diperoleh dari biomassa. Biasanya biomassa dibakar untuk melepas energi kimia yang tersimpan di dalamnya, pengecualian ketika biofuel digunakan untuk bahan bakar fuel cell (misal direct methanol
2.3.6 Bahan bakar bio cair
Bahan bakar bio cair biasanya berbentuk bioalkohol seperti metanol, etanol dan biodiesel. Biodiesel dapat digunakan pada kendaraan diesel modern dengan sedikit atau tanpa modifikasi dan dapat diperoleh dari limbah sayur dan minyak hewani serta lemak. Tergantung potensi setiap daerah, jagung, gula bit, tebu, dan beberapa jenis rumput dibudidayakan untuk menghasilkan bioetanol. Sedangkan biodiesel dihasilkan dari tanaman atau hasil tanaman yang mengandung minyak (kelapa sawit, kopra, biji jarak, alga) dan telah melalui berbagai proses seperti esterifikasi.
2.3.7 Biomassa padat
Penggunaan langsung biasanya dalam bentuk padatan yang mudah terbakar, baik kayu bakar atau tanaman yang mudah terbakar. Tanaman dapat dibudidayakan secara khusus untuk pembakaran atau dapat digunakan untuk keperluan lain, seperti diolah di industri tertentu dan limbah hasil pengolahan yang bisa dibakar dijadikan bahan bakar. Pembuatan briket biomassa juga menggunakan biomassa padat, di mana bahan bakunya bisa berupa potongan atau serpihan biomassa padat mentah atau yang telah melalui proses tertentu seperti pirolisis untuk meningkatkan persentase karbon dan mengurangi kadar airnya. Biomassa padat juga bisa diolah dengan cara gasifikasi untuk menghasilkan gas. 2.3.8 Biogas
Berbagai bahan organik, secara biologis dengan fermentasi, maupun secara fisiko-kimia dengan gasifikasi, dapat melepaskan gas yang mudah terbakar.
2.4 Teknologi Energi Sampah
2.4.1 Teknologi Pengolahan Sampah Konvensional
Termasuk dalam golongan pertama antara lain adalah teknologi pengkomposan, teknologi insinerasi untuk menghasilkan listrik, landfilling, dan daur ulang (recyling). 2.4.1.1 Teknologi Pengkomposan
Pengomposan sampah merupakan metode pengolahan sampah organik yang memanfaatkan aktivitas mikroba untuk membantu menguraikan sampah menjadi komponen-komponen yang lebih kecil. Penguraian yang terjadi tidak secara menyeluruh (hanya sebagian) sehingga sampah-sampah organik dapat digunakan sebagai pupuk tanaman. Penguraian dilakukan dengan kehadiran udara sebagai penunjang aktivitas mikroba. Proses pengomposan membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menghilangkan bau dan menyelesaikan proses penguraian. Waktu yang dibutuhkan dapat bervariasi dari beberapa minggu sampai beberapa bulan [2] (Wei, 2003; Environment Canada, 2013). Kelemahan dari proses pengkomposan adalah sulitnya pemasaran produk kompos, karena bersaing dengan pupuk-pupuk kimia. Selain itu, potensi energi yang terdapat dalam sampah tidak dapat dimanfaatkan. Sehingga teknologi ini kurang memberikan manfaat yang optimal dibandingkan dengan teknologi insinerasi dan teknologi anaerobic digester yang dapat memberikan surplus energi dalam bentuk panas maupun biogas. Lebih lanjut surplus energi ini bisa direcovery menjadi energi listrik.
2.4.1.2 Teknologi Insinerasi
memadai, merupakan teknologi yang menarik sebab akan membantu kebutuhan produksi listrik yang masih sangat dibutuhkan di Indonesia. Kelemahan teknologi insinerasi adalah sampah di Indonesia yang biasanya terlalu basah sehingga memiliki energi pembakaran yang rendah, dan limbah pembakaran yang merupakan keprihatinan lingkungan.
2.4.1.3 Landfill
Pada proses landfill, sampah-sampah yang tidak dapat lagi diolah/diuraikan, dikumpulkan menjadi satu untuk kemudian dikubur didalam tanah. Proses landfill membutuhkan lahan yang luas, serta bebas dari komponen organik. Komponen organik dari sampah yang dikubur dalam landfill akan berakibat pada akumulasi tekanan didalam
landfill karena sampah-sampah organik tersebut masih mengalami proses penguraian.
Akumulasi tekanan terlalu besar dapat mengakibatkan ledakan pada lahan landfill. Selain itu, penimbunan langsung komponen organik pada landfill akan mengakibatkan pengurangan kapasitas landfill. Oleh karena hal ini landfill semestinya hanya digunakan untuk sampah sisa yang tidak dapat diolah menjadi kompos, ataupun listrik dan tidak dapat didaur ulang.
2.4.1.4 Daur Ulang
Proses recycling merupakan proses yang memanfaatkan kembali sampah-sampah dengan cara mendaur-ulang sampah tersebut. Proses recycling tidak dapat diaplikasikan terhadap semua jenis sampah. Sampah-sampah yang umumnya dapat didaur-ulang adalah sampah-sampah anorganik seperti plastik, logam, dan gelas. Oleh karena itu, sebelum proses pendaurulangan, perlu dilakukan pemilahan terhadap sampah-sampah yang ada. 2.4.2 Teknologi Pengolahan Sampah Modern
2.4.2.1 Teknologi Anaerobic Digestion (AD)
Tumpukan sampah yang telah lama dapat menghasilkan biogas secara alami. Namun proses tersebut berjalan dengan lambat, dan harus menunggu waktu yang lama sebelum tumpukan sampah dapat mengahasilkan biogas. Proses Anaerobic Digestion merupakan proses pembuatan biogas yang di rekayasa sehingga sampah baru dapat diolah langsung menjadi biogas. Proses ini melibatkan aktivitas mikroba untuk menguraikan sampah-sampah organik menjadi gas metana yang disebut juga biogas. Sampah-sampah organik dimasukkan kedalam bioreaktor kedap udara sehingga tidak terdapat oksigen didalam reaktor. Bahan-bahan organik akan diuraikan oleh mikroba menjadi komponen-komponen yang lebih kecil sampai akhirnya menghasilkan gas metana (sekitar 40-70%) dan gas karbondioksida [4] (Rapport, 2008). Selama proses penguraian, akan terjadi akumulasi tekanan didalam reaktor akibat produksi gas yang terus-menerus sehingga bioreaktor harus dapat mengkompensasi tekanan yang terbentuk. Kapasitas bioreaktor komersial berada pada rentang 70 sampai 5000 m3 [5] (Verma, 2002). Biogas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik atau untuk menghasilkan media pemanas. Walaupun sebagian besar sampah diurai menjadi biogas, proses anaerobic digestion juga menghasilkan sisa berupa slurry yang dapat dijadikan kompos.
2.4.2.2 Teknologi Produksi Bioetanol
2.4.2.3 Teknologi Gasifikasi
Proses lain yang dapat digunakan untuk mengolah sampah adalah proses gasifikasi. Proses gasifikasi memanfaatkan panas untuk menguraikan sampah-sampah yang dapat dibakar. Perbedaan proses gasifikasi dengan proses insenerasi terdapat pada kadar oksigen yang disediakan. Pada proses insenerasi, oksigen yang dimasukkan kedalam insenerator berada dalam kondisi berlebih untuk memastikan terjadinya pembakaran sempurna. Berbeda halnya dengan proses gasifikasi, kadar oksigen yang dipasok kedalam gasifier terbatas bahkan terkadang tanpa kehadiran oksigen. Dengan demikian pada temperatur tinggi (600-1500 oC), komponen-komponen organik yang terdapat dalam sampah akan terurai menjadi kompone-komponen yang lebih kecil (H2, CH4, CO2, dll.) sehingga menghasilkan gas yang disebut juga dengan syngas/fuel gas [6] (Kwon, 2009). Syngas yang dihasilkan dapat digunakan untuk keperluan lain (sintesis senyawa lain) atau langsung dibakar. Pembakaran syngas memberikan performa yang lebih baik daripada pembakaran biasa karena syngas lebih mudah dikontakkan dengan udara.
2.4.2.4 Teknologi Pirolisis
Proses pirolisis serupa dengan proses gasifikasi tetapi dilakukan pada temperatur yang lebih rendah (350-550 oC) [7] (Rajaratne, 2014; Jahirul, 2012). Pada temperatur yang jauh lebih rendah, penguraian komponen-komponen organik pada sampah tidak terurai secara total. Penguraian parsial tersebut berakibat pada terbentuknya berbagai macam komponen organik yang dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan. Umumnya pada proses pirolisis akan dihasilkan produk yang berada dalam tiga fasa yaitu gas, cair, dan padat.
2.4.2.5 Teknologi Plasma
2.4.2.6 Teknologi Mechanical Processing
Proses mekanikal memanfaatkan kerja mekanik untuk menghancurkan dan memilah sampah, dan telah banyak digunakan. Pada proses mekanik, penguraian sampah hanya sebatas penghancuran secara fisik. Oleh karena itu, proses mekanik umumnya dikombinasikan dengan proses-proses lain, dalam arti proses ini dipasang terlebih dahulu untuk memilah sampah dimana nanti hasil sampah organik dapat digunakan untuk proses lain seperti insinerasi, pengkomposan, anaeroic digestion dan lain sebagainya.
2.5 Teknologi Energi Arus Laut
Arus laut adalah gerakan massa air laut yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Arus di permukaan laut terutama disebabkan oleh tiupan angin, sedang arus di kedalaman laut disebabkan oleh perbedaan densitas massa air laut. Selain itu, arus di permukan laut dapat juga disebabkan oleh gerakan pasang surut air laut atau gelombang. Arus laut dapat terjadi di samudera luas yang bergerak melintasi samudera (ocean
currents), maupun terjadi di perairan pesisir (coastal currents).
Gambar 2.9. Teknologi Marine Current Turbine
Daya keluaran dari pembangkit listrik arus laut dapat diperoleh melalui persamaan berikut: 3
0,5
P Av (4)
dimana,
P : daya output (watt) : massa jenis air laut A : luas permukaan turbin v : kecepatan arus laut
Pembangkit listrik tenaga arus laut memiliki beberapa komponen penting antara lain: Rotor, untuk mengkonversikan energi kinetik terdapat dua jenis rotor (daun turbin)
yang biasa digunakan Jenis rotor yang mirip dengan kincir angin atau cross-flow rotor atau rotor Darrieus.
Generator, dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Generator yang digunakan oleh pembangkit arus laut dengan teknologi MCT adalah generator asinkron. Gearbox, berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada turbin energi arus laut
menjadi putaran tinggi agar daat digunakan untuk memutar generator.
Sistem Pengereman, digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat arus yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya.
Rectifier-Inverter, untuk mengatasi naik turunnya keluaran listrik dari generator karena naik turunnya putaran turbin maka listrik yang dihasilkan oleh generator harus disalurkan terlebih dahulu ke sistem rectifier-inverter agar keluaran tegangan dan frekuensi listriknya sama dengan listrik yang dihasilkan PLN.
Gambar 2.10. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut
pembangkit listrik tenaga arus mempunyai kecepatan arus dua arah (bidirectional) minimum 2 meter per detik. Yang ideal adalah 2.5 m/s atau lebih. Kalau satu arah (sungai/arus geostropik) minimum 1.2-1.5 m/s. Kedalaman tidak kurang dari 15 meter dan tidak lebih dari 40 atau 50 meter. Relatif dekat dengan pantai agar energi dapat disalurkan dengan biaya rendah. Cukup luas sehingga dapat dipasang lebih dari satu turbin dan bukan daerah pelayaran atau penangkapan ikan.
2.6 Teknologi Energi Gelombang Laut
Salah satu potensi energi yang berasal dari laut adalah energi gelombang laut. Gelombang laut merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Potensi energi laut ini dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga listrik dengan memanfaatkan potensi energi fisis yang dikandung menjadi energi listrik dengan cara mengkonversikannya.
Berdasarkan hasil penelitian, deretan gelombang dengan tinggi rata-rata 1 meter dan periode 9 detik mempunyai daya sebesar 4,3 kW per meter panjang gelombang. Sedangkan deretan gelombang serupa dengan tinggi 2 meter dan 3 meter dayanya sebesar 39 kW per meter panjang gelombang. Untuk gelombang dengan ketinggian 100 meter dan perioda 12 detik menghasilkan daya 600 KW per meter.
Oscilating Water Column (OWC) merupakan salah satu sistem dan peralatan yang
2.7 Teknologi Hibrida
