Sains
Alasan Utama Matahari Disebut Sebagai Sumber Energi Terbesar di Bumi
RUANG TEKNO -- Mengapa matahari disebut sebagai sumber energi terbesar di Bumi? Ada beberapa faktor. Berikut alasan utamanya:
Dikutip dari nationalgeographic.org, Matahari disebut sebagai sumber energi terbesar di Bumi karena memiliki kuantitas energi yang luar biasa yang tidak habis. Setiap jam, matahari memancarkan lebih banyak energi ke Bumi daripada yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan energi global selama setahun. Cahaya dan panas matahari juga dapat dikonversi menjadi energi listrik dan termal.
Matahari adalah bintang terdekat dengan Bumi. Meskipun berjarak 150 juta kilometer (93 juta mil), tarikan gravitasinya membuat planet ini berada dalam orbit.
Manfaat Utama Matahari bagi Manusia
Matahari memancarkan cahaya dan panas, atau energi surya, yang memungkinkan kehidupan ada di Bumi.
Tumbuhan membutuhkan sinar matahari untuk tumbuh.
Hewan, termasuk manusia, membutuhkan tumbuhan sebagai makanan dan oksigen yang dihasilkannya.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Tanpa panas dari matahari, Bumi akan membeku. Tidak akan ada angin, arus laut, atau awan untuk mengangkut air.
Energi surya telah ada sepanjang matahari—sekitar lima miliar tahun.
Meskipun manusia belum ada begitu lama, mereka telah menggunakan energi surya dalam berbagai cara selama ribuan tahun.
Pemanfaatan Energi Surya
Energi surya penting untuk pertanian—mengolah tanah, menghasilkan tanaman, dan memelihara ternak.
Dikembangkan sekitar 10.000 tahun yang lalu, pertanian memainkan peran kunci dalam kemajuan peradaban.
Teknik surya, seperti rotasi tanaman, meningkatkan hasil panen. Pengeringan makanan menggunakan sinar matahari dan angin mencegah tanaman membusuk.
Kelebihan makanan ini memungkinkan populasi padat dan masyarakat terstruktur.
Peradaban-peradaban awal di seluruh dunia menempatkan bangunan-bangunan menghadap ke selatan untuk mengumpulkan panas dan cahaya.
Mereka menggunakan jendela dan atap kaca untuk alasan yang sama, serta untuk memungkinkan sirkulasi udara. Ini adalah elemen-elemen arsitektur surya.
Aspek lainnya termasuk penggunaan peneduh selektif dan pemilihan bahan bangunan dengan massa termal, yang berarti mereka menyimpan panas, seperti batu dan beton.
Saat ini, program komputer membuat aplikasi lebih mudah dan lebih presisi.
Rumah kaca adalah perkembangan surya awal lainnya. Dengan mengonversi sinar matahari menjadi panas, rumah kaca memungkinkan tanaman tumbuh di luar musim dan di iklim yang mungkin tidak cocok untuk mereka.
Salah satu rumah kaca tertua berasal dari tahun 30 Masehi, sebelum kaca bahkan ditemukan. Dibangun dari lembaran mika yang transparan, mineral tipis, itu dibuat untuk Kaisar Romawi Tiberius, yang ingin dapat makan mentimun sepanjang tahun.
Teknik umumnya sama hari ini, meskipun telah banyak perbaikan untuk meningkatkan berbagai macam tanaman yang dapat tumbuh.
Setelah makanan dipanen, energi surya dapat digunakan untuk memasaknya.
Pembuat kotak masak surya pertama kali dibangun pada tahun 1767 oleh Horace de Saussure, seorang fisikawan Swiss. Ini mencapai suhu 87,8 derajat Celsius (190 derajat Fahrenheit) dan digunakan untuk memasak buah.
Saat ini, ada banyak jenis pemanggang surya yang digunakan untuk memasak, mengeringkan, dan pasteurisasi, yang melambatkan pertumbuhan mikroba dalam makanan.
Karena mereka tidak menggunakan bahan bakar fosil, mereka aman, tidak mencemari lingkungan atau menyebabkan deforestasi.
Pemanggang surya digunakan di banyak bagian dunia dalam jumlah yang semakin meningkat. Diperkirakan ada setengah juta unit diinstal di India saja.
India memiliki dua sistem memasak surya terbesar di dunia, yang dapat memasak makanan untuk 25.000 orang setiap hari.
Menurut Perdana Menteri India Manmohan Singh, "Karena sumber energi yang tidak dapat diperbaharui di negara ini terbatas, ada kebutuhan mendesak untuk memusatkan perhatian pada pengembangan sumber energi terbarukan dan penggunaan teknologi yang efisien."
Di Nikaragua, pemanggang surya yang dimodifikasi digunakan untuk menyterilkan peralatan medis di klinik-klinik.
Energi termal surya dapat digunakan untuk menghangatkan air. Pertama kali diperkenalkan pada akhir abad ke-19, pemanas air surya adalah peningkatan besar dibandingkan kompor yang membakar kayu atau batu bara karena lebih bersih dan lebih murah untuk dioperasikan.
Mereka sangat populer untuk rumah-rumah di tempat-tempat yang bersinar terang, termasuk negara-negara bagian Amerika Serikat seperti Arizona, Florida, dan California.
Namun, pada awal abad ke-20, minyak murah dan gas alam tersedia dan sistem pemanas air surya mulai digantikan.
Saat ini, mereka tidak hanya populer lagi; mereka menjadi norma di beberapa negara, termasuk Cina, Yunani, dan Jepang. Mereka bahkan diwajibkan digunakan dalam setiap konstruksi baru di Australia, dan Spanyol.
Disinfeksi Surya
Selain memanaskan air, energi surya dapat digunakan untuk membuatnya layak diminum. Salah satu metodenya adalah disinfeksi surya (SODIS).
Dikembangkan pada tahun 1980-an, SODIS melibatkan pengisian botol plastik dengan air lalu mengeksposnya ke sinar matahari selama beberapa jam.
Proses ini mengurangi jumlah virus, bakteri, dan protozoa dalam air.
Lebih dari dua juta orang di 28 negara berkembang menggunakan metode ini setiap hari untuk air minum mereka.
Konversi Sinar Matahari Menjadi Listrik (Sel Surya)
Energi surya—konversi sinar matahari menjadi listrik—adalah aplikasi teknologi surya lainnya.
Ini dapat dilakukan dengan beberapa cara. Dua yang paling umum adalah fotovoltaik (sel surya) dan pembangkit listrik surya.
Sel surya mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik. Jumlah daya yang dihasilkan oleh setiap sel sangat rendah.
Oleh karena itu, sejumlah besar sel harus dikelompokkan bersama, seperti panel-panel yang dipasang di atap rumah, untuk menghasilkan daya yang cukup.
Sel surya pertama kali dibangun pada tahun 1880-an. Aplikasi utama pertama kali terjadi pada satelit Amerika Serikat, Vanguard I, yang diluncurkan pada tahun 1958.
Pemancar radio yang ditenagai oleh sel surya beroperasi selama sekitar tujuh tahun; yang menggunakan baterai konvensional hanya bertahan 20 hari.
Sejak itu, sel surya telah menjadi sumber daya listrik yang mapan untuk satelit, termasuk yang digunakan dalam industri telekomunikasi.
Di Bumi, sel surya digunakan untuk segala hal mulai dari kalkulator dan jam tangan hingga rumah, bangunan komersial, dan bahkan stadion.
Stadion Dunia Kaohsiung di Taiwan, yang selesai dibangun pada tahun 2009 untuk menggelar World Games, memiliki lebih dari 8.800 panel surya di atapnya.
Charles Lin, direktur Biro Pekerjaan Umum Taiwan, mengatakan, "Panel energi surya stadion ini akan membuat tempat ini mandiri dalam kebutuhan listrik." Ketika stadion tidak digunakan, itu dapat memberdayakan 80 persen lingkungan sekitarnya.
Berbeda dengan sel surya, yang menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan listrik, teknologi pembangkit listrik surya menggunakan panas matahari.
Lensa atau cermin memfokuskan sinar matahari menjadi sinar kecil yang dapat digunakan untuk mengoperasikan ketel. Ini menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik.
Metode ini akan digunakan di Pembangkit Listrik Solana, yang dibangun oleh perusahaan utilitas APS di luar Phoenix, Arizona, Amerika Serikat.
Ketika selesai pada tahun 2012, Solana akan menjadi salah satu pembangkit listrik surya terbesar di dunia. Begitu beroperasi pada kapasitas penuh, itu akan melayani 70.000 rumah.
"Ini adalah tonggak penting bagi Arizona dalam upaya kami untuk meningkatkan jumlah energi terbarukan yang tersedia di Amerika Serikat," kata mantan Gubernur Arizona Janet Napolitano.
Tantangan dengan Energi Surya
Ada beberapa tantangan dengan energi surya. Pertama, ia bersifat intermittent, atau tidak kontinu. Ketika tidak ada matahari—seperti pada malam hari—listrik tidak dapat dihasilkan.
Untuk memberikan daya kontinu, baik penyimpanan atau sumber energi lain, seperti energi angin, harus digunakan.
Kedua, meskipun baik fotovoltaik maupun pembangkit listrik surya dapat digunakan di hampir semua tempat, peralatan yang mereka perlukan memerlukan banyak ruang. Instalasi, kecuali pada struktur yang sudah ada, dapat memiliki dampak negatif pada ekosistem dengan menggusur tanaman dan satwa liar.
Terakhir, biaya untuk mengumpulkan, mengonversi, dan menyimpan energi surya sangat tinggi. Namun, seiring dengan kemajuan teknologi dan meningkatnya permintaan, biaya-biaya tersebut semakin menurun.
Bahan bakar fosil, seperti batubara, minyak, dan gas alam, saat ini menghasilkan sebagian besar listrik dan tenaga mesin kita. Mereka juga menghasilkan hampir semua polusi kita. Selain itu, mereka tidak dapat diperbaharui, yang berarti ada pasokan yang terbatas.
Matahari, di sisi lain, menawarkan energi gratis dan bersih dalam jumlah yang melimpah. Faktanya, ia memberikan jauh lebih banyak energi daripada yang bisa kita gunakan. Satu-satunya pertanyaan adalah bagaimana dan kapan kita akan benar-benar memanfaatkannya sepenuhnya.
