Energi surya untuk efisiensi energi di rumah

Memanaskan Ruangan dan Air dengan Energi Matahari

Indonesia adalah negara tropis yang mendapatkan sinar matahari sepanjang tahun. Oleh karena itu, dalam menerapkan efisiensi energi, maka energi surya adalah sumber energi alternatif terbaik. Akan tetapi, tentu saja dalam penerapannya membutuhkan pemahaman ilmu pengetahuan dan teknologi yang memadai.

Hal yang paling mudah dan memiliki dampak signifikan dapat dimulai dengan menerapkan efisiensi energi di bangunan tempat tinggal. Jika sebuah bangunan memiliki akses sinar matahari yang cukup maka bisa memanfaatkan semua atau sebagian besar energi panasnya sebagai sistem pemanas surya pasif. Sistem ini mampu menyerap dan menyimpan panas dari matahari langsung di dalam struktur yang terisolasi dengan baik.

Baca juga: https://seisnews.org/2022/radiasi-inframerah-sebagai-energi-baru-terbarukan/

Tangki air dan dinding serta lantai beton, batako, bata, atau batu dapat menyimpan banyak energi matahari yang terkumpul sebagai panas dan melepaskannya secara perlahan sepanjang siang dan malam. Pada bangunan yang dipanaskan secara pasif, biasanya menggunakan sistem pemanas gas propana atau pemanas listrik, tetapi biasanya ini tidak diperlukan di gedung yang dirancang dengan baik dan terisolasi dengan baik.

Cara Kerja Pemanas Surya Aktif

Sistem pemanas surya aktif menangkap energi dari matahari dengan memompa cairan penyerap panas (seperti air atau larutan antibeku) melalui kolektor khusus, biasanya dipasang di atap atau di rak khusus untuk menghadap matahari.

Beberapa panas yang terkumpul dapat digunakan secara langsung. Sisanya dapat disimpan dalam wadah berinsulasi besar yang diisi dengan kerikil, air, tanah liat, atau bahan kimia penyerap panas, dan digunakan sesuai kebutuhan.

Kolektor surya atap aktif digunakan untuk memanaskan air di banyak rumah dan gedung apartemen. Dengan sistem yang biayanya setara dengan $200 atau 3 juta rupiah, sekitar satu dari sepuluh rumah dan gedung apartemen di RRC menggunakan matahari untuk menyediakan air panas.

Thomas Culhane, yakni Perencana kota dan Penjelajah Geografis Nasional, telah mendirikan sebuah organisasi non-pemerintah yang bekerja dengan penduduk lingkungan termiskin untuk memasang pemanas air tenaga surya di atap rumah di Kairo, ibukota Mesir. Setelah biaya awal yang cukup rendah dibayarkan, air dipanaskan secara gratis.

Menurut Departemen Program Pembangunan di PBB, pemanas air tenaga surya dapat digunakan untuk menyediakan setengah dari air panas dunia. Sistem pemanas surya pasif dan aktif dapat digunakan untuk memanaskan atau memberikan energi kepada rumah di daerah dengan sinar matahari yang cukup dengan desain dan teknologi yang tepat.

Mendinginkan Ruangan Secara Alami

Bertolak belakang dengan prinsip sistem pemanas surya, maka pada musim panas yang terik atau pada kondisi tertentu kita ingin dapat mendinginkan rumah. Maka di saat tersebut kita dapat menggunakan energi matahari tidak langsung (terutama angin) untuk membantu mendinginkan bangunan.

Sebagai contoh, kita dapat membuka jendela untuk memanfaatkan angin sepoi-sepoi dan menggunakan kipas angin agar udara tetap bergerak. Ketika tidak ada angin, insulasi super dan jendela efisiensi tinggi membantu menjaga udara panas tetap berada di luar.

Berikut ini adalah tiga cara lain untuk membuat rumah tetap dingin:

• Tutupi sinar matahari musim panas yang tinggi dengan pohon peneduh, atap menjorok lebar, awning jendela, atau peneduh.
• Di iklim hangat, gunakan atap berwarna terang untuk memantulkan sebanyak 90% panas matahari (dibandingkan dengan hanya 10-15% untuk atap berwarna gelap), atau gunakan atap yang hidup (dapat diubah secara otomatis) atau hijau.
• Gunakan pompa panas geotermal untuk memompa udara dingin dari bawah tanah ke dalam gedung selama musim panas.

Tenaga Surya Terkonsentasi (CSP/ Concentrated Solar Power) 

Salah satu permasalahan terkait energi matahari langsung adalah penyebarannya. Sistem panas matahari, juga dikenal sebagai tenaga surya terkonsentrasi (CSP) , yang menggunakan metode yang berbeda untuk mengumpulkan dan memusatkan energi matahari untuk merebus air dan menghasilkan uap dalam memproduksi listrik.

CSP sebagian besar digunakan di daerah gurun dengan sinar matahari yang cukup. Salah satu sistem kerjanya yakni dengan menggunakan palung kolektor melengkung yang memusatkan energi matahari dan menggunakannya untuk memanaskan minyak sintetis dalam pipa yang mengalir melalui pusat setiap palung.

Panas terkonsentrasi ini memiliki suhu 400^oC (750^oF) yang dapat digunakan untuk merebus air dan menghasilkan uap yang mendorong turbin menggerakkan generator dan menghasilkan listrik.

Sistem lain adalah dengan menggunakan susunan cermin yang dikendalikan komputer untuk melacak sinar matahari dan memfokuskan energinya pada menara daya pusat untuk menyediakan panas yang cukup untuk merebus air yang digunakan untuk menghasilkan listrik.

Panas yang dihasilkan oleh salah satu dari sistem ini juga dapat digunakan untuk melelehkan jenis garam tertentu yang disimpan dalam wadah berinsulasi besar. Panas yang tersimpan dalam sistem garam cair ini kemudian dapat dilepaskan sesuai kebutuhan untuk menghasilkan listrik pada malam hari atau pada hari berawan.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pada tahun 2014, Pembangkit Listrik Tenaga Surya terbesar di dunia yang menggunakan cermin didirikan di Gurun Mojave California. Pembangkit Listrik ini dibangun dengan biaya $2,2 miliar dan memiliki 350.000 cermin yang berfokus pada tiga menara dengan 40 lantai.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya ini dapat menghasilkan listrik yang cukup untuk memberi daya pada 140.000 rumah dan menghilangkan emisi CO₂ tahunannya yang setara dengan menghilangkan 88.000 mobil dari jalan.

Satu masalah dengan sistem panas matahari adalah hasil energi net-nya yang rendah, yang berarti bahwa energi surya membutuhkan subsidi pemerintah yang besar atau keringanan pajak untuk bersaing di pasar dengan energi alternatif yang memiliki hasil energi net yang lebih tinggi.

CSP juga dapat dibuat pada skala yang lebih kecil. Di beberapa daerah pedesaan dengan sinar matahari yang terik, penduduknya dapat menggunakan kompor surya yang murah untuk memfokuskan dan memusatkan sinar matahari untuk merebus dan mensterilkan air dan untuk memasak makanan.

Kompor surya dapat menggantikan bahan bakar kayu dan arang, sehingga membantu mengurangi polusi udara dalam ruangan yang dianggap sebagai pembunuh utama banyak orang miskin di dunia karena karbon monoksida yang dihasilkannya.

Kompor surya juga membantu mengurangi deforestasi dengan mengurangi kebutuhan untuk kayu bakar dan arang yang terbuat dari kayu bakar.

Kesimpulan

Terkadang kita berpikir terlalu sulit untuk menghasilkan energi. Akan tetapi, Tuhan Yang Maha Esa sudah menganugerahkan kepada manusia sumber energi yang tak terbatas yakni energi matahari. Energi matahari tidak hanya digunakan oleh tumbuhan secara langsung untuk menghasilkan pangan, akan tetapi dengan ilmu pengetahuan dan teknologi manusia dapat menggunakan energi matahari secara langsung untuk kebutuhan sehari-hari.

Solusi di atas dapat menjadi pertimbangan dalam merancang rumah hemat energi dan pembangunan pembangkit energi tenaga surya di bumi Indonesia yang dianugerahi sinar matahari sepanjang tahun.

Informasi terbaru dapat juga disaksikan di https://www.youtube.com/channel/UCpnF7R6RJL0s1yrWU5dO2ZQ

Ditulis oleh LR.