Geothermal : Dari Perut Bumi Untuk Negeri

02.43 teknologi fisika, teknologi mutakhir No Comments

Hingga saat ini, energi fosil berupa Bahan Bakar Minyak (BBM) dan gas masih merajai pemenuhan energi di Indonesia. Kala krisis BBM dan gas melanda, masyarakat belum memiliki energi alternatif yang berujung aktivitas menjadi lumpuh. Bisa dikatakan, masyarakat kita masih memiliki ketergantungan cukup tinggi terhadap energi fosil.

Energi fosil merupakan jenis energi yang tidak dapat diperbarui. Semakin hari, ketersediannya semakin menipis. 20-40 tahun kedepan energi fosil diperkirakan habis. Lantas, apakah kita harus diam saja? Akankah kita membiarkan anak cucu kita nanti mengalami kesulitan berkepanjangan? Sudah saatnya beralih pada energi masa depan yang lebih bersih, asri dan berkelanjutan. Mulai dari sekarang, kawan. Tak perlu menunggu energi fosil benar – benar habis untuk memulainya.

Energi masa depan yang saya ajukan disini adalah energi panas bumi atau yang biasa dikenal sebagai energi geothermal. Dibalik keindahan indonesia yang tampak oleh mata, di perut bumi negeri kita tersimpan potensi geothermal yang melimpah, mencakup 40% potensi geothermal di dunia, tersebar di 251 lokasi pada 26 propinsi dengan total potensi energi 27.140 MW atau setara 219 Milyar ekuivalen Barrel minyak. Fakta ini membuat Indonesia menempati urutan pertama penghasil geothermal terbanyak di dunia. Namun, baru sekitar 4% potensi ini yang digunakan. Sayang sekali bukan jika tidak dikembangkan? Memang, diperlukan stokeholder dan para ahli yang memiliki kepedulian besar terhadap energi masa depan agar potensi ini tidak tersia – siakan. 

Pertama kali mendengar energi geothermal, saya yang masih awam tentang jenis energi ini berpikir “kenapa energi geothermal dikategorikan energi berkelanjutan ya? Padahal kan mengeruk isi perut bumi? Bukannya sama saja dengan energi fosil yang lama – lama juga akan habis?” Apa kawan ada yang berpikiran sama? Nah, setelah saya mencoba memahami proses pemanfaatan energi geothermal, saya menyadari kalau geothermal tidak seperti pemikiran awal saya. Secara singkat, mekanisme pemanfaatan geothermal adalah sebagai berikut:

Pada daerah penghasil geothermal, dibangun sumur-sumur bor. Hasil pemboran  menghasilkan fluida dalam dua fasa, yaitu berbentuk uap dan cair. Setelah keduanya dipisahkan, uap dialirkan ke turbin pemutar generator. Generator akan mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Setelah dimanfaatkan,  uap keluar dari turbin dan menuju ke kondensator untuk diubah wujudnya menjadi cair, yang disebut kondensat. Kondensat dan zat cair hasil pengeboran dialirkan ke ruang pendingin agar suhunya turun. Setelah cukup dingin, cairan dimasukkan kembali kedalam bumi melalui sumur injeksi. Di perut bumi, cairan ini akan dipanaskan kembali oleh panas bumi yang pembentukannya terus menerus, sehingga tidak akan habis. Dengan demikian, energi panas bumi adalah energi yang berkelanjutan.

gambar: proses pemanfaatan geothermal
sumber gambar: geothermal.marin.org

Ternyata, selain sifat geothermal yang renewable dan potensinya melimpah di negeri kita, pemanfaatan geothermal juga sejalan dengan langkah penyelamatan bumi dari pemanasan global. Pemanasan global disebabkan polusi gas rumah kaca seperti CO₂ yang terlalu banyak di atmosfer. Bahan bakar fosil merupakan penyumbang terbesar emisi gas CO₂ ini. Karena geothermal tidak menghasilkan gas rumah kaca, dengan menggunakan geothermal berarti kita telah ikut berpartisipasi menyelamatkan bumi. Ibaratnya, sekali merengkuh dayung, dua tiga pulau terlampaui.

Read More

Stella, Mobil Keluarga Bertenaga Surya Pertama

02.32 teknologi fisika, teknologi mutakhir No Comments

Semakin hari, ketersediaan bahan bakar fosil semakin berkurang, pencarian energi alternatif sedang gencar – gencarnya dilakukan. Sebuah terobosan dalam energi berkelanjutan dan desain mobil telah memungkinkan sebuah tim dari Belanda untuk mengembangkan sebuah mobil keluarga dengan memanfaatkan tenaga surya pertama di dunia, penggunaan tenaga surya sebagai energi alternatif sangat bagus mengingat matahari adalah energi terbarukan dan tidak menghasilkan gas buang. Dengan menggunakan panel surya yang ditempatkan di atap mobil, kendaraan yang dijuluki Stella ini mampu melakukan perjalanan dua kali lipat lebih jauh dari mobil listrik. Stella mampu menempuh perjalanan sejauh 420 mil atau sekira 676 km dengan kondisi cuaca cerah dan sejauh 250 mil atau 402 km tanpa sinar matahari dan tanpa diisi ulang.

Pada mobil tenaga surya ini, berlaku konsep fisika tentang energi. Yaitu energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain. Energi dari cahaya matahari diubah menjadi energi listrik yang dapat menggerakkan mobil.

Read More

Teknologi Nuklir, APA ITU???

02.16 teknologi fisika, teknologi mutakhir No Comments

Nuklir? Apa sih sebenarnya nuklir itu? Pada umumnya masyarakat awam mengenal istilah nuklir dari sejarah Perang Dunia II. Pada saat itu, dua buah bom nuklir meledak atau diledakkan oleh tentara Sekutu (Amerika Serikat) masing-masing di kota Hiroshima pada tanggal 6 Agustus 1945 dan Nagasaki pada tanggal 9 Agustus 1945. Bagi bangsa Indonesia, peristiwa pengeboman dua kota di Jepang tadi juga terkait langsung dengan arah perjalanan bangsa ini. Dalam waktu yang sangat berdekatan dengan kekalahan tentara Jepang terhadap kekuatan Sekutu pada Perang Dunia II itulah bangsa Indonesia memproklamirkan kemerdekaannya pada tanggal 17 Agustus 1945, setelah sebelumnya selama tiga setengah abad dijajah oleh Belanda dan selama tiga setengah tahun dijajah oleh Jepang.

Dibandingkan dengan teknologi lain, teknologi nuklir merupakan teknologi yang oleh sebagian besar masyarakat awam dirasa paling jarang atau bahkan tidak pernah sama sekali bersentuhan dengan masalah-masalah kehidupan manusia sehari-hari. Masyarakat awam lebih banyak mengenali risiko atau bahaya dari teknologi nuklir itu dibandingkan dengan pengenalan mereka terhadap manfaat yang dapat diperoleh dari teknologi nuklir. Hasilnya adalah deretan panjang pengertian dan asumsi negatif yang diidentikkan dengan nuklir. Kurangnya informasi yang menyeluruh mengenai nuklir, ditambah cacat bawaan dalam perkembangan teknologi nuklir itu sendiri telah mengakibatkan dalam benak sebagian besar masyarakat awam terpatri istilah nuklir yang identik dengan bom.

Istilah nuklir dalam ilmu pengetahuan selalu dikaitkan dengan peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam inti atom. Disiplin fisika nuklir misalnya, merupakan cabang ilmu pengetahuan yang khusus mempelajari fenomena-fenomena fisika yang terjadi di dalam inti atom. Reaksi nuklir merupakan reaksi yang melibatkan inti atom. Kita juga mengenal istilah reaktor nuklir, yaitu suatu tempat untuk melangsungkan reaksi nuklir secara aman dan terkendali.

Nuklir atau inti atom sebenarnya hanyalah bagian yang sangat kecil dari sebuah atom, sedang atom itu sendiri merupakan bagian yang terkecil dari sebuah materi. Meskipun demikian, dalam membahas mengenai ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir, ternyata kita harus berhadapan dengan bidang bahasan yang sangat luas. Hal ini tentu saja sangat erat kaitannya dengan berbagai macam fenomena fisika beserta informasi lain yang terkandung di dalam nuklir yang berhasil dikuak oleh manusia. Bahkan hingga kini, banyak informasi yang terkandung di dalamnya masih terus dipelajari oleh manusia. Berbagai penelitian dalam skala besar yang melibatkan banyak ilmuwan terus dilakukan dalam rangka memperoleh informasi untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir itu sendiri.

Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir bermula ketika Otto Hahn dan Fritz Strasmann pada tahun 1938 menemukan reaksi pembelahan inti atom. Mereka melakukan penelitian dengan cara menembaki unsur Uranium-235 (U-235) dengan partikel neutron yang bergerak sangat lambat. Dari hasil penembakan tersebut mereka mendapatkan bahwa inti atom U-235 pecah menjadi inti-inti atom yang lebih kecil dan massanya lebih ringan dibandingkan U-235, lalu dipancarkan dua hingga tiga buah partikel neutron baru yang bergerak sangat cepat (neutron ini disebut neutron cepat), hingga pada akhirnya dilepaskanlah energi dalam bentuk panas sebesar 200 Mega electron-Volt (MeV).

Reaksi yang ditemukan oleh Hahn dan Strasmann ternyata sangat berlainan dengan reaksi kimia biasa yang sudah dikenal pada saat itu. Pada reaksi kimia biasa, reaksi itu terjadi antara unsur-unsur kimia, dimana unsur-unsur yang bereaksi masih dapat ditemukan dalam senyawa hasil reaksi. Reaksi pembelahan inti atom U-235 tersebut disebut reaksi nuklir, karena setelah terjadi reaksi pembelahan tidak ditemukan lagi adanya inti atom U-235. Reaksi ini sering kali disebut juga sebagai reaksi fisi (pembelahan) karena inti U-235 pecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Dari penemuan reaksi inilah persamaan kesetaraan massa dan energi yang dirumuskan oleh Albert Einstein dengan persamaan: E = mc2 (E = energi dalam Joule, m = massa dalam kilogram, dan c = kecepatan cahaya yang nilainya 300.000 kilometer per detik) dapat dibuktikan dan diakui kebenarannya oleh kalangan ilmuwan secara luas.

Itulah sedikit penjelasan mengenai nuklir, dan ada satu hal lagi yang menakjubkan. Hanya dengan secuil ini :

Bisa menghasilkan daya ledak yang begitu dahsyat seperti ini:

Hal ini menunjukkan betapa besarnya energi yang dapat dihasilkan dari reaksi nuklir :D

Read More

Komputer Kuantum: Teknologi Fisika di Bidang Kuantum

02.01 teknologi fisika, teknologi mutakhir No Comments

Pernahkah anda mendengar tentang Komputer Kuantum? Komputer kuantum secara fisik tidak jauh berbeda dari komputer yang sering anda temui, tetapi satu hal yang berbeda dari komputer ini adalah  bahwa teori kuantum menjadi dasar dari bagaimana komputer ini beroperasi. Hasil akhirnya adalah bahwa komputer ini bekerja dengan cara yang sama sekali berbeda dari komputer lainnya. Sebuah komputer yang umum kita temui  beroperasi berdasarkan unit yang dikenal sebagai bit. Setiap byte dalam sebuah komputer biasa hanya terdiri dari  0 atau 1. Tidak peduli berapa banyak byte yang Anda miliki, setiap komputer pada satu titik dalam waktu hanya dapat menempati satu kombinasi byte ini agar benar-benar bekerja dan berhasil di pemrograman. Tetapi sebuah komputer kuantum berbeda dari cara ini karena adanya prinsip dalam mekanika kuantum yang dikenal sebagai prinsip superposisi. Jika Anda bisa mengingat kembali tentang pelajaran sains anda, anda mungkin pernah mempelajari tentang prinsip superposisi dimana menjelaskan tentang bagaimana gelombang seperti gelombang cahaya dan suara bergerak dari satu titik ke titik lain

unit komputer kuantum
(image from thefutureofthing.com)

Quanta juga dapat di superposisi dengan satu sama lain dan hasil akhirnya adalah bahwa bit kuantum yang membentuk komputer sebenarnya dapat 0, 1 dan setiap superposisi dari dua. Bit yang dalam pandangan tekhnolgi kuantum (juga dikenal sebagai qubit) sangat berbeda dengan bit dalam pandangan komputer lama. Karena bit ini sudah disuperposisi, itu juga berarti bahwa posisi yang berbeda dapat ditempati secara bersamaan. Sedangkan komputer 8-bit sederhana hanya dapat menempati salah satu dari 256 posisi yang dihasilkan oleh mereka 8 bit sekaligus, komputer 8-bit yang sama kuantum bisa menempati semua posisi 256 qubit sekaligus. Hasil akhirnya adalah bahwa komputer kuantum bisa jauh lebih efisien daripada komputer yang kita kenal sekarang.

Meskipun komputer kuantum masih dalam tahap awal, sebagai teknologi yang sudah dirancang dengan baik pada akhirnya itu akan menjadi benar bahwa komputer ini akan mampu menghitung lebih cepat daripada komputer yang kita miliki saat ini. Ketika itu terjadi, kecepatan 3,0 GHz dari sebuah komputer yang ada pada saat ini hanyalah secuil dari kemampuan komputer kuantum yang akan dikembang dimasa depan.

Sumber: http://www.fisika.org/2013/04/07/teknologi-fisika-di-bidang-kuantum/

Read More