Pembangkit Energi

yenisartika93blogspot.com

PEMANFAATAN AIR LAUT SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK UNTUK MENGHIDUPKAN LAMPU LED

Abstrak

Pada zaman modern ini, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat berkembang  pesat, begitu juga pengembangan pengetahuan tentang energi alternatif. Telah dilakukan penelitian tentang air laut yang mampu menghasilkan energi listrik, dimana air laut merupakan senyawa NaCl, air laut adalah sebuah larutan elektrolit dengan zat terlarut terbesar. Dari hasil penelitian yang dilakukan bahwa tegangan yang terdapat pada 1 cangkir air laut diperoleh 0,86V, dengan keterangan lampu mati, dan untuk 2 cangkir air laut diperoleh tegangan 1,78V dengan keterangan lampu hidup. Saat ini suplai energi listrik dari pemerintah tidak cukup mampu untuk memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan oleh masyarakat, oleh karena itu kita perlu menghasilkan energi alternatif untuk membantu menyuplai energi listrik dari air laut tersebut ke masyarakat. Listrik merupakan salah satu kebutuhan hidup baik di masyarakat maupun dilingkungan kita sekitar.

      Kata kunci : Air laut, listrik

I.       Pendahuluan

Air laut di era modern ini telah banyak dimanfaatkan banyak negara sebagai sumber energi alternatif dan sebagai bahan yang bisa dimanfaatkan untuk membuat sesuatu yang berguna, jika dimanfaatakan secara besar-besaran air laut ini akan berpotensi besar untuk mencukupi sumber energy listrik dimasyarakat untuk memenuhi kebutuhan energi listrik. Krisis energi telah menjadi permasalahan yang terus berlarut di Indonesia dan negara yang lain. Kebutuhan energi akan terus meningkat seiring dengan kemajuan teknologi dan pertambahan jumlah penduduk, karena itu pemanfaatan air laut ini sangat berguna untuk mengatasi krisis energi listrik yang melanda diberbagai Negara. Ada beberapa cara untuk memanfaatkan air laut, bukan hanya sebagai sumber listrik, tetapi bisa dijadikan sebagai bahan pangan.

Gagasan untuk menciptakan energi listrik dari air laut baru saja diaplikasikan, dimana diaplikasikan pertama kali dibali, yang disebut sebagai PLTAL ( Pembangkit Listrik tenaga Air Laut) dan dikemukakan oleh yang melakukan penelitian bahwa satu unit pembangkit listrik ini dapat menghasilkan hingga satu megawatt—yang cukup untuk menghidupi listrik sebuah desa. Namun, pada kenyataannya, daya yang dapat dihasilkan berkisar pada angka sepuluh kilowatt. Inilah yang membuat pengaplikasian pembangkit listrik ini masih terbatas untuk dimanfaatkan secara besar-besaran, namun sudah cukup jika dimanfaatkan untuk penggunaan arus yang kecil disuatu tempat, misalnya untuk menghidupkan lampu dipinggiran jalan. Tetapi dikatakan bahwa penyebab hal tersebut bergantung terhadap kadar air laut disetiap masing-masing daerah atau tempat, semakin baik kadar garam terhadap laut tersebut semakin besar tegangan dan daya arus listrik yang dihasilkan oleh air laut tersebut . Energi laut merupakan energi alternatif “tebaharui” termasuk  sumber daya nonhayati yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan. Diperkirakan potensi laut mampu memenuhi empat kali kebutuhan listrik dunia sehingga tidak mengherankan berbagai negara maju telah berlomba memanfaatkan energi ini. Sumber energi alternatif pada air laut yang tengah berkembang adalah energi pasang surut,gelombang laut,arus laut,dan OTEC ( ocean thermal energy convertion).

II.    Landasan Teori ( Materi)

2.1     Pengertian Air Laut

Air laut adalah air dari laut atau samudera. Air laut memiliki kadar garam rata-rata 3,5%. Artinya dalam 1 liter (1000 mL) air laut terdapat 35 gram garam (terutama, namun tidak seluruhnya garam dapur/NaCl). Energi Laut merupakan alternatif energi 'terbaharui' termasuk sumberdaya non-hayati yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan. Selain menjadi sumber pangan, laut juga mengandung beraneka sumberdaya energi yang keberadaannya semakin signifikan manakala energi yang bersumber dari bahan bakar fosil semakin menipis. Laut sebagai ‘Last Frontier’ di bumi memang menjadi tujuan akhir menjawab tantangan kekurangan energi. Diperkirakan potensi laut mampu memenuhi empat kali kebutuhan listrik dunia sehingga tidak mengherankan berbagai negara maju telah berlomba memanfaatkan energi ini. Secara umum, lautan dapat memproduksi dua tipe energi yaitu energi dari kandungan air laut, perbedaan suhu dan salinitas (termodinamika) serta energi gelombang dan arus (mekanik/kinetika). Indonesia yang terletak di garis khatulistiwa, hampir sepanjang tahun mendapat sinar matahari sekaligus memiliki lautan luas serta garis lingkar pantai yang panjang. Artinya kita memiliki sumber energi potensial yang sangat besar dan tidak ada habisnya. Dengan kondisi alam ini sudah semestinya kita tidak perlu khawatir akan kehabisan sumber energi. Persoalannya tinggal bagaimana kualitas manusia (SDM) didalamnya memanfaatkan dan mengelola potensi ini.

Lautan meliputi bumi lebih dari 70 persen, menjadikannnya wadah terbesar penyerap panas. Panas matahari menghangatkan bagian permukaan laut dibanding bagian dalamnya, dan perbedaan suhu inilah yang dapat dikonversi untuk menghasilkan energi. Tanda bahwa air laut mengandung arus listrik adalah adanya unsur Natrium Chlorida (NaCl) yang tinggi dan oleh H₂O diuraikan menjadi Na+ dan Cl-. Dengan adanya partikel muatan bebas itu, maka ada arus listrik. Energi yang dihasilkan dari air laut memiliki keunggulan seperti ramah lingkungan dan tidak membutuhkan banyak dana. Dari beberapa percobaan sederhana, dua liter air laut sebagai elektrolit dialirkan ke rangkaian Grafit (anoda) dan Seng atau Zn (katoda) mampu menghasilkan tegangan 1,6 volt. Percobaan lanjutan dengan menggunakan air laut sebanyak 400 liter, dan accu (aki) bekas 12 volt mampu menghasilkan 9,2-11,8 volt.

Energi lewat pembangkit listik tenaga laut juga memiliki hambatan dan tantangan secara ekologi terutama ekonomi, namun justru lebih bersih dari kemungkinan pencemaran dan dampak lingkungan lainnya. Kemampuan dan perkembangan teknologi sekarang ini memungkinkan untuk diterapkan dan dimanfaatkan. Bahkan, jika dibandingkan dengan tenaga angin maupun tenaga matahari, hingga kini, kedua sistem tersebut masih memiliki peluang merusak alam. Apalagi jika pembangkit masih terkait dengan tenaga yang diambil dari nuklir maupun minyak bumi.

1.      Kandungan pada air laut

Dikemukakan  bahwa kadar garam-garaman dalam air laut mempengaruhi sifat fisis air laut seperti densitas, kompresibilitas, titik beku dan temperatur. Beberapa sifat seperti viskositas, daya serap cahaya tidak terpengaruh signifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah garam di laut adalah daya hantar listrik dan tekanan osmosis. Namun hal ini belum penulis mengerti sepenuhnya. Yang penulis tangkap dari penjelasan blog itu bahwa zat-zat garam-garaman yang utama yang terkandung dalam air laut adalah Klorida (55%), Natrium (31%), Sulfat (8%), Magnesium (4%), Kalsium (1%), Potasium (1%) dan sisanya kurang dari 1% terdiri dari Bikarbonat, Bromida, asam Borak, Strontium dan Florida.

Laut, menurut sejarahnya, terbentuk 4,4 milyar tahun yang lalu, dimana awalnya bersifat sangat asam dengan air yang mendidih (dengan suhu sekitar 100 °C) karena panasnya Bumi pada saat itu. Asamnya air laut terjadi karena saat itu atmosfer Bumi dipenuhi oleh karbon dioksida. Keasaman air inilah yang menyebabkan tingginya pelapukan dan menyebabkan air laut menjadi asin seperti sekarang ini. Pada saat itu, gelombang tsunami sering terjadi karena seringnya asteroid menghantam Bumi. Pasang surut laut yang terjadi pada saat itu juga bertipe mamut atau tinggi/besar sekali tingginya karena jarak Bulan yang begitu dekat dengan Bumi. Air laut merupakan campuran dari 96,5% air murni dan 3,5% material lainnya seperti garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel-partikel tak terlarut. Air laut memang berasa asin karena memiliki kadar garam rata-rata 3,5%. Kandungan garam di setiap laut berbeda kandungannya. Laut yang paling tawar adalah di timur Teluk Finlandia dan di utara Teluk Bothnia, keduanya merupakan bagian dari laut Baltik. Laut yang paling asin adalah Laut Merah (dimana suhu tinggi dan sirkulasi terbatas membuat penguapan tinggi dan sedikit air masuk dari sungai-sungai). Air laut memiliki kadar garam karena bumi dipenuhi dengan garam mineral yang terdapat di dalam batu-batuan dan tanah. Contohnya Natrium, Kalium, Kalsium, dan lain-lain. Apabila air sungai mengalir ke lautan, air tersebut membawa garam. Ombak laut yang memukul pantai juga dapat menghasilkan garam yang terdapat pada batu-batuan. Lama-kelamaan air laut menjadi asin karena banyak mengandung garam.

2.      Manfaat dan Fungsi air laut :

v  Sebagai sumber mata pencaharian nelayan

v  Tempat sebagai rekreasi dan hiburan

v  Sebagai suatu unsur keseimbangan darat,laut, dan udara

v  Sebagai sumber air hujan

v  Tempat hidup sumber makanan kita

v  Pembangkit listrik tenaga ombak, pasang surut, angin, dan sebagainya

v  Tempat budidaya ikan, kerang mutiara, rumput laut, dan lain-lain

v  Tempat barang tambang berada

v  Sebagai jalur transpotasi air

v  Sebagai tempat cadangan air bumi

v  Sebagai objek riset penelitian dan pendidikan

3.      Pengertian arus listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere. Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere () seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi pada petir. Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.

Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional. Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). Secara formal satuan Ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10^-7 Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.

4.      Lampu LED

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mempu mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus.
LED memiliki bentuk fisik seperti gambar berikut:

 LED memiliki dua kaki yang terbuat dari sejenis kawat. Kawat yang panjang adalah anoda, sedangkan kawat yang pendek adalah katoda. Coba perhatikan bagian dalam LED, akan terlihat berbeda antara kiri dan kanannya. Yang ukurannya lebih besar adalah katoda, atau yang mempunyai panjang sisi atas yang lebih besar adalah katoda. Anoda adalah elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lainnya pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron.

Katoda merupakan kebalikan dari anoda. Katoda adalah elektroda dalam sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya.Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Untuk pemasangan LED pada board mikrokontroller Anoda dihubungkan ke sumber tegangan dan katoda dihubungkan ke ground. Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini (doping), kita dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya, seperti infra red, hijau/biru/merah, dan ultraviolet.

Klasifikasi tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:

a.       Infra merah : 1,6 V

b.      Merah : 1,8 V – 2,1 V

c.       Oranye : 2,2 V

d.      Kuning : 2,4 V

e.       Hijau : 2,6 V

f.       Biru : 3,0 V – 3,5 V

g.      Putih : 3,0 – 3,6 V

h.      Ultraviolet : 3,5 V

  

Keunggulan dari LED:

v  LED memiliki efisiensi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan lampu

lain, dimana LED lebih hemat energi 80 % sampai 90% dibandingkan lampu lain.

v  LED memilki waktu penggunaan yang lebih lama hingga mencapai 100 ribu

jam.

v  LED memiliki tegangan operasi DC yang rendah.

v  Cahaya keluaran dari LED bersifat dingin atau cool (tidak ada sinar UV atau

energi panas).

v  Ukurannya yang mini dan praktis

v  Tersedia dalam berbagai warna

v  Harga murah

Kelemahan dari LED

Suhu lingkungan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gangguan elektrik pada LED.

III. Metodologi Penelitian

3.1. Waktu Dan Tempat Penelitian

Penelitian pemanfaatan air laut sebagai sumber arus listrik dilakukan pada :

                  Hari Pertama  

Waktu                   : 14.30-16.30

Hari,tanggal          : Sabtu, 11 Mei 2013

Tempat                  : Pantai kualo

Hari Kedua    

Waktu                   : 15.40-17.50

Hari,tanggal          : Minggu, 12 Mei 2013

Tempat                  : Pantai Kualo

3.2. Alat dan Bahan

·          air laut                        secukupnya

·          lempeng tembaga       9 buah

·          lempeng seng             9 buah

·         gelas aqua kosong       9 buah

·          kabel                           1 meter

·          lampu led                   2 buah            

·          penjepit buaya            9 buah

·         multimeter                   1 buah

3.3.  Metode Penelitian

      Masukkan air laut ke dalam gelas aqua, sisakan sekitar 2 cm dari batas

air ke permukaan gelas.

      Masukkan lempengan tembaga dan lempengan seng ke  dalam gelas,

jangan sampai kedua lempengan bersentuhan.

      Jepitkan penjepit buaya ke lempengan tembaga dan ke lempengan seng

      Ukur arus dengan menggunakan multimeter

      Setelah arus dan tegangan terukur hubungkan lampu LED dengan

bantuan kabel secukupnya  terhadap penjepit Buaya tersebut

      Begitu juga dengan susunan yang dilakukan yaitu dirangkai dengan

susunan paralel atau susunan seri.

IV. Hasil dan Pembahasan

4.1  Data Hasil Percobaan

A. Rangkaian Seri

NO	AIR LAUT	LAMPU LED	ARUS (A)	TEGANGAN (V)	Keterangan
1	1 GELAS	1	0.16	0.86	Mati
2	2 GELAS	1	4,1	1.58	Redup
3	3 GELAS	1	4,6	2.48	Terang
4	4 GELAS	1	4,9	3.13	Terang
5	5 GELAS	1	5,7	3.90	Terang

B.     Rangkaian Paralel

NO	AIR LAUT	LAMPU LED	ARUS (A)	TEGANGAN (V)	Keterangan
1	4 GELAS	1 BUAH	4,9	3.18	Terang
2	6 GELAS	1 BUAH 2 BUAH	7,7	4.96	Terang Redup
3	9 GELAS	1 BUAH 2 BUAH	8,5	6.94	Terang Redup

4.2 Pembahasan

Penelitian yang telah dilakukan tentang pemanfaatan Air laut sebagai sumber arus listrik untuk menghidupkan lampu LED dengan menggunakan air laut sebagai sumber energi listrik  dan lempengan katoda (tembaga) dan anoda (seng) sebagai penghantar arus ( konduktor).

Untuk mendapatkan arus listrik dari air laut ini cukup simpel, hanya dengan menggunakan lempengan tembaga dan lempengan seng dan kabel yang cukup. Berdasarkan data yang diperoleh bisa diketahui bahwa setiap satu gelas menghasilkan 0,86 V untuk  lampu yang belum hidup, 3 gelas dengan tegangan 2,48 volt untuk lampu yang terang .unutk arus yang besar harus banyak menggunakan air laut, lempengan tembaga dan lempengan seng yang memiliki luar permukaan yang cukup besar.  Besarnya tegangan pada air laut bergantung pada kadar garam yang terkandung pada air laut, semakin pekat kadar garam yang terkandung pada air laut, maka semakin besar juga tegangan pada air laut tersebut,dan  kadar garam air laut setiap tempat atau daerah berbeda-beda menentukan kadar air garam.

Energy laut ini dimanfaatkan bukan hanya untuk mengidupkan lampu led saja, namun dimanfaatkan untuk menghidupkan listrik pada suatu daerah yang sempit atau bahkan pada daerah yang luas. Jika energi air laut ini dapat dikembangkan di Indonesia, maka Negara Indonesia dapat menghemat energi, karena sebagian besar wilayah Indonesia adalah perairan/laut. Sumber energy yang berasal dari fosil tiap saat akan segera menipis. Maka dari itu  Energy laut yang cukup besar ini termasuk energy yang efisien atau sebagai energy alternative yang dapat dimanfaatkan dan dikembangkan.

V.    Kesimpulan Dan Saran

5.1                    Kesimpulan

v 1 gelas air laut tegangannya 0.86 V, arusnya 0.7 A, lampu led mati

v Dengan menggunakan 3 gelas tegangannya 2.48 V, arusnya  0.92, lampu led

hidup

v Air laut dapat mengidupkan lampu led dengan menggunakan lempengan

tembaga dan lempengan seng sebagai konduktor.

v Tanda bahwa air laut mengandung arus listrik adalah adanya unsur Natrium

Chlorida (NaCl) yang tinggi dan oleh H2O diuraikan menjadi Na+ dan Cl-.

v Energi air laut energy yang harus dimanfaatkan.

5.2                    Saran

a.       Sering melakukan percobaan dengan cara yang sama atau  yang berbeda.

b.      Gunakan wadah yang lebih besar untuk sumber energi yang banyak.

VI. Daftar Pustaka

Gabriel, J.F. Fisika Lingkungan. Jakarta : Hipokrates, 2001.

http://arisudev.wordpress.com/2011/12/28/laut-baterai-alam-raksasa/

Lampiran Gambar

Pemanfaatan kandungan air laut yang disusun secara parallel

Pemanfaatan kandungan air laut yang disusun secara seri

 

                                                                  Terlihat lampu Hidup terang