Pemanfaatan Uranium Sebagai Bahan Bakar

Uranium adalah mineral yang memancarkan radiasi nuklir atau bersifat radioaktif, digunakan dalam berbagai bidang salah satunya adalah sebagai bahan bakar nuklir. Uranium merupakan suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang U dan nomor atom 92. Sebuah logam berat, beracun, berwarna putih keperakan dan radioaktif alami, uranium termasuk ke seri aktinida (actinide series). Uranium biasanya terdapat dalam jumlah kecil di bebatuan, tanah, air, tumbuhan, dan hewan (termasuk manusia).

Uranium memiliki 3 Isotop :
- U₂₃₄ kadar sangat kecil
- U₂₃₅ kadar 0,715 = 0,7 %
- U₂₃₈ kadar 99,285 = 99,3%
Isotop U₂₃₅ digunakan sebagai bahan bakar reaktor nuklir dan senjata nuklir.

Uranium memiliki sifat fisik yang khas :
- Ditemukan di alam dalam bentuk U₃O atau UO berwarna hijau kekuning-kuningan dan coklat tua.
- Bila disinari cahaya ultra ungu, uranium akan mengeluarkan cahaya fluoresensi yang sangat indah

Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.

Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia.

Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.

Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

Energi Listrik dari Urin

Urin bisa menjadi bahan bakar yang melimpah untuk pembangkit listrik, demikian menurut para ilmuwan Inggris dalam studi yang pertama dari jenisnya. Para peneliti dari University of the West of England, Bristol, telah mendeskripsikan sebuah cara langsung dalam menghasilkan listrik dari urin dengan menggunakan Sel-sel Bahan Bakar Mikroba (MFC). Penelitian tersebut dipublikasikan dalam jurnal terbaru Royal Society of Chemistry, Physical Chemistry Chemical Physics.
Tujuan  riset termasuk menyelidiki apakah urin dapat menghasilkan listrik melalui MFC dan menghitung hasil energi dari urin ketika digunakan pada MFC. Perkiraan bahwa 6,4 trilyun liter urin diproduksi setiap tahunnya, mencetuskan gagasan untuk menyoroti urin sebagai sumber energi alternatif yang potensial, yang sejauh ini sering diabaikan.
Tiga MFC yang terbuat dari akrilik dengan 25ml ruang anoda dan katoda digunakan dalam percobaan studi ini. Elektroda anoda dan katoda dihubungkan melalui pompa kecil ke 1l botol penampung. Air urin ditambahkan dengan volume besar, berkisar antara 25ml hingga 300ml, ke dalam botol penampung sirkulasi-ulang, atau dengan volume kecil, 0.1ml hingga 10ml, yang disuntikkan langsung ke dalam lubang anoda. Urin yang digunakan masih segar atau paling lama satu minggu dari donasi dan sampel, di antara sumbangan per 400-500ml, diambil dari seorang relawan sehat dan memiliki pola makan yang normal serta tidak memiliki riwayat penyakit saluran kemih atau ginjal.
Sebelum suntikan 25ml urin, MFC memproduksi 0,9 miliamper per meter persegi (mA/m²), yang meningkat menjadi 2,9 mA/m² setelah satu jam dari titik injeksi. Jumlah urine ini cukup untuk pembangkit energi yang terus-menerus selama tiga hari, di mana titik kinerja mulai meninggi dan kembali ke tingkat output daya yang diproduksi MFC sebelum injeksi.
Para ilmuwan menunjukkan bahwa penambahan 25ml air seni segar membutuhkan waktu tiga hari untuk dimanfaatkan di dalam satu MFC volume 25ml. Untuk tumpukan 10 MFC, sampel yang sama membutuhkan waktu depalan jam untuk dimanfaatkan. Berdasarkan produksi urin harian sebanyak 2,5L per orang, maka akan membutuhkan sekitar 300 MFC untuk memanfaatkan produksi harian rata-rata seorang manusia.
Tim riset di Bristol telah melakukan percobaan selama dua tahun dan menyatakan bahwa respon terhadap penambahan urin segar telah konsisten secara keseluruhan. Untuk MFC tunggal yang digunakan dalam penelitian ini, efisiensi konversi telah menunjukkan adanya hubungan terbalik dengan jumlah penambahan urin sebagai bahan bakar. Untuk volume sampai dengan 25ml penambahan air seni, efisiensi konversi langsung ke listrik berkisar antara 60 sampai 70 persen, sedangkan untuk volume lebih dari 700ml, efisiensinya berkisar antara 22 sampai 30 persen.
Peneliti utama Ioannis Ieropoulos mengatakan bahwa tingkat produksi urine tahunan global sebanyak triliunan liter dapat membantu mengubah dunia. Dampak dari ini bisa menjadi sangat besar, tidak hanya untuk industri pengolahan air limbah, tapi juga bagi masyarakat sebagai pergeseran paradigma dalam cara pandang terhadap limbah.

Listrik Penyebab Kebakaran?

Mengapa pada kasus-kasus terjadinya kebakaran, listrik selalu menjadi kambing hitam atau dituding sebagai penyebab utama terjadinya kebakaran. Bagaimanakah hal itu dapat terjadi? apakah kita harus hidup tanpa listrik? Tentu tidak !!! karena listrik sudah menjadi bagian yang tak terpisahkan bagi kehidupan sebagian besar manusia. jadi, yang diperlukan sekarang adalah pemahaman tentang listrik dan sudah tentu hidup berdampingan secara damai dengan listrik.

Kebakaran dapat terjadi jika ada tiga unsur yaitu bahan yang mudah terbakar, oksigen dan percikan api.
Sementara menurut data yang dikumpulkan oleh Dinas Kebakaran DKI sejak dari tahun 1992 s/d 1997 telah tejadi kebakaran sebanyak 4.244 kasus di mana yang 2135 kasus disebabkan karena konsleting listrik. Berarti 50% lebih dari total kasus kebakaran disebabkan oleh listrik. Hal ini karena perlengkapan listrik yang digunakan tidak sesuai dengan prosedur yang benar dan standar yang ditetapkan oleh LMK (Lembaga Masalah Kelistrikan) PLN, rendahnya kualitas peralatan listrik dan kabel yang digunakan, serta intalasi yang asal-asalan dan tidak sesuai peraturan.

Sekarang ini masih banyak pabrik perlengkapan listrik yang kualitas produknya rendah kemudian mensuplainya ke pasar. Hal ini tentunya akan dikonsumsi oleh instalatir dan pemakai listrik yang mengutamakan keuntungan tanpa memikirkan akibat fatal yang akan ditimbulkannya. Karena tingkat keamanan perlengkapan listrik ditentukan oleh kualitasnya. Jadi bagi para produsen, instalatir dan konsumen harus menyadari benar akan fungsi perlengkapan listrik yang akan digunakannya. Untuk itu mereka harus bertindak sesuai dengan ketentuan teknis yang telah ditetapkan. Dalam kaitan ini tentunya para produsen dan distributor harus melakukan kerja sama dengan para kontraktor/instalator sebagai aplikator di lapangan. Hal ini dimaksudkan untuk meminimalkan tingkat kesalahan pemasangan. Berarti bagi para kontraktor dan instalatir perlu mengadakan training khusus sehingga mereka diakui kemampuannya dalam sertifikat yang diakui oleh pihak PLN dan AKLI (Asosiasi Konntraktor Listrik Indonesia). Dengan demikian apa yang dikerjakan betul sesuai dengan peraturan sehingga dapat memberi jaminan keamanan. Kemudian yang tidak kalah pentingnya adalah masalah SDM, untuk itu AKLI bersama PLN senantiasa mengupayakan mendidik anggotanya supaya memiliki kemampuan untuk melakukan pekerjaan sesuai dengan peraturan yang berlaku dan menjamin pekerjaan para anggotanya dilaporkan. Di mana AKLI bersama PLN selalu membina biro instalatir dengan berbagai macam kegiatan. Seperti training dan penyebaran informasi ketentuan dan standardisasi yang mutakhir. Dengan demikian instalasi yang dipasang akan terjamin kualitasnya dan keamanannya. Kemudian bersama PT Asuransi Jasaraharja Putera memberi jaminan asuransi kecelekaan diri dan kebakaran yang disebabkan oleh listrik selama 5 tahun.

Sementara itu dalam rangka melakukan pekerjaan perbaikan dan perluasan jaringan yang mana menggunakan waktu relatif lama, maka AKLI bersama PLN menggunakan dua sistim untuk meningkatkan pelayanannya. Pertama sistim zero interuption yaitu merupakan metode pekerjaan yang mampu meminimalkan waktu pemadaman selama pekerjaan itu sehingga konsumen tidak banyak dirugikan. Ke dua sistim zero defect yaitu merupakan langkah untuk meminimalkan kegagalan dalam pekerjaan itu sehingga akibat terburuk dari kesalahan instalasi ditekan seminimal mungkin. Sekarang ini masyarakat yang akan membangun gedung harus memiliki sertifikat jaminan instalasi listrik berasuransi yang dikeluarkan bersama IMB (Izin Mendirikan Bangunan). Dalam sertifikat itu tertera pemilik instalasi listrik, instalasi yang mengerjakan, gambar instalasi awal dan rincian kondisi instalasi. Sehingga jika terjadi masalah kelistrikan pada gedung itu maka sangat mudah melacaknya. Kemudian sangsi yang akan diberikan bagi anggota AKLI yang terbukti bersalah adalah pencabutan izin kerja. Tapi di sisi lain AKLI juga memberikan perlindungan bagi pengguna listrik yaitu berupa peninjauan ulang instalasi gedung yang sudah lima tahun. Hal ini dimaksudkan untuk memperkecil kebakaran karena hubung singkat arus.

Human Error

Tapi kalau melihat lokasi kebakaran yang sebagian besar terjadi pada perumahan dan tempat berusaha. Berarti kebakaran itu bisa disebabkan oleh karena faktor human error. Hal ini karena awamnya masyarakat terhadap listrik sehingga sering kali bertindak sembrono atau teledor dalam menggunakan listrik atau tidak mengikuti prosedur dan metode penggunaan listrik secara benar menurut aturan PLN, sehingga terjadilah kebakaran itu yang tidak sedikit kerugiannya. Sedangkan salah satu usaha yang bisa dilakukan untuk menekan terjadinya kebakaran adalah dengan meningkatkan kesadaran masyarakat pengguna listrik untuk keperluan sehari-hari. Seperti dalam membagi-bagi arus dengan menggunakan stop kontak bukannya dilakukan dengan semaunya tapi harus dilakukan sesuai peraturan supaya tidak menimbulkan kebakaran. Artinya jika jumlah steker yang dipasang pada suatu stop kontak melebihi batas maka akan menyebabkan kabel pada stop kontak itu menjadi panas.

Jika panas itu terjadi dalam waktu yang relatif lama maka hal ini akan menyebabkan melelehnya terminal utama dan akhirnya secara pelan-pelan terjadilah hubung singkat. Kemudian dari panas itu munculah api yang akan merambat di sepanjang kabel dan jika isolator tidak mampu menahan panas maka akan terjadilah kebakaran. Untuk itu gunakanlah stop kontak sebagaimana mestinya. Dalam hal ini ada dua stop kontak; pertama stop kontak 200 Watt hanya digunakan untuk peralatan di bawah 500 - 1000 VA; ke dua jenis stop kontak tenaga yang digunakan untuk peralatan di atas 1000 VA.

Hubung Singkat

Korseleting listrik (hubung singkat) terjadi karena adanya hubungan kawat positip dan kawat negatip yang beraliran listrik. Hal ini karena isolasi kabel rusak yang disebabkan gigitan binatang, sudah tua, mutu kabel jelek dan penampang kabel terlalu kecil yang tidak sesuai dengan beban listrik yang mengalirinya. Kemudian di sekitar terjadinya percikan api isolasi kabel sudah mencapai titik bakar. Suhu isolasi kabel dapat mencapai titik bakar karena arus listrik yang lewat kabel jauh lebih besar dari kemampuan kabelnya. Misalnya kabel untuk ukuran 12 ampere dialiri arus listrik 16 ampere, karena kabel tersebut dipakai untuk menyambung banyak peralatan listrik akibatnya isolasi kabel menjadi panas. Jika pada suhu isolasi yang sedang tinggi itu terjadi percikan api maka kemungkinan besar bahan isolasi akan terbakar. Percikan api terjadinya hanya satu kali karena sikring langsung bekerja memutuskan aliran, namun itu cukup untuk menyebabkan kebakaran dan kebakaran yang diakibatkan oleh percikan api akan tetap berlangsung karena karet isolasi yang sudah mencapai suhu bakar akan terbakat terus secara merembet. Untuk bahan isolasi tertentu lelehan kabel terbakar yang jatuh tidak akan segera padam, tetapi masih menyala dengan waktu yang cukup untuk membakar, inilah salah satu kemungkinan penyebab kebakaran. Atau jika hubung singkat itu terjadi terlalu lama berati panasnya akan tinggi, kemudian dengan adanya udara yang mengandung oksigen dan ditambah lagi dengan adanya benda kering yang mudah terbakar maka menyebabkan timbulnya api. Api yang tidak bisa dikendalikan disebut kebakaran.

Hubung singkat yang terjadi ternyata bisa juga menyebabkan listrik yang mengalir semakin besar. Kemudian karena ada sekering yang ditempatkan pada papan hubung bagi (PHB), di mana sekering itu berfungsi sebagai pemutus/pembatas arus maka kelebihan arus akan menyebabkan listrik padam sehingga keadaan menjadi aman. Dengan demikian hubung singkat bisa diamankan oleh sekering. Tapi jika sekering itu dililitkan kawat untuk mencegah agar tidak cepat putus berarti besarnya arus yang bisa memutus sekering menjadi besar akibatnya hubung singkat akan berlangsung lama hingga menimbulkan percikan api yang akan membakar isolasi akhirnya menimbulkan kebakaran.

Sementara pembatas/pemutus arus itu terjadi pada saat daya listrik melebihi daya tersambung pada alat pengukur dan pembatas (APP). APP itu sendiri merupakan batas tanggung jawab antara PLN dan pelanggan. Di mana sebelum masuk ke konsumen listrik itu melalui jaringan tegangan rendah (JTR), saluran masuk pelanggan (SMP) dan APP. Hal inilah yang merupakan tanggung jawab PLN, sedangkan setelah APP merupakan tanggung jawab pelanggan. Dengan demikian kalau terjadi kebakaran akan diketahuilah siapa yang bertanggung jawab. Selain dari itu ada juga kebakaran karena listrik yang disebabkan karena telah terjadi kontak yang tidak sempurna yaitu kadang-kadang tersambung kadang-kadang tidak sehingga menimbulkan percikan api. Contohnya dapat dilihat pada saklar lampu pada malam hari sehingga ruangan menjadi gelap dan menimbulkan percikan api karena kontaknya sudah rusak akibatnya kotak kontak hangus terbakar. Jika kontak yang tidak sempurna dilewati oleh arus, maka lambat laun panas akan naik. Kemudian panas yang terjadi akan merambat memanaskan material sekitar termasuk bahan isolasi. Jika bahan menjadi mudah terbakar karena suhunya tinggi maka percikan api akan sangat mudah menyebabkan kebakaran. Kemungkinan lain penyebab kebakaran adalah keran putus tidak sempurna, sehingga aliran listrik kadang-kadang tersambung kadang-kadang tidak. Tapi hal ini sukar dideteksi karena secara pisik isolasi kabelnya masih terlihat utuh. Tapi sebenarnya di dalam isolasi ada kawat yang sudah putus tidak sempurna.

Kabel

Sistim kabel konvesional di mana kabel tertanam dalam infrastruktur memang sulit untuk mengikuti perubahan karena infrastrukturnya yang tidak mudah dirobah. Sementara itu dewasa ini penggunaan peralatan elektronis dan elektris diperkantoran semakin banyak berarti penggunaan kabelnya semakin banyak pula, seperti untuk komunikasi suara, data dan untuk catu daya. Dengan demikian kabel-kabel itu berseliweran karena tata kabel belum diatur dengan baik. Hal ini jika salah satu kabel mengeluarkan api maka kabel yang lain mudah terbakar akibatnya akan fatal. Api yang keluar dari kabel itu berasal dari panas yang terlalu lama terjadi yang berasal dari kerugian I R dalam penghantar, rugi dalam sarung dan rugi dalam penghantar. Sementara itu rugi dielektris hanya terjadi pada kabel yang bertegangan di atas 132 kV.

Pada kabel yang penghantarnya tidak bebas memuai jika suhunya naik akan timbul gerakan. Gerakan itu merupakan efek pemuaian penghantar yang akan menyebabkan memburuknya sambungan. Sementara itu penyebab utama kerusakan pada kabel adanya ketidakstabilan dielektris termal, ionisasi dan keealahan sarung. Di sisi lain rugi dielektris dalam kabel tergantung pada tegangan dan suhu kerja di mana pada tegangan tertentu rugi akan naik bersamaan dengan kenaikan suhu. Pada kondisi yang kurang baik proses tersebut berlanjut dan akan menyebabkan kerusakan, hal ini menunjukkan adanya ketidakstabilan termal. Sedangkan arus maksimum yang diizinkan mengalir pada penghantar kabel tentunya jangan sampai menimbulkan pemanasan yang menyebabkan lembeknya logam penghantar. Pelembekan logam penghantar merupakan fungsi waktu dan suhu. Upaya untuk menekan bahaya kebakaran yang ditimbulkan oleh hubung pendek arus bisa dilakukan melalui kabelnya. Artinya dalam menggunakan kabel kita harus mengetahui fungsinya yaitu untuk keamanan gedung dan keselamatan jiwa manusia. Berarti kita harus menomor satukan kualitas yang standarnya ditentukan oleh LMK-PLN dari pada harga kabel yang murah.

Sedangkan menggunakan kabel yang tidak memenuhi standar biasanya hanya akan mengundang resiko kebakaran yang lebih besar. Untuk itu jangan menggunakan kabel dengan ukuran sembarangan untuk berbagai keperluan. Ada beberapa jenis ukuran kabel di mana untuk tenaga biasanya digunakan jenis kabel berukuran 4 mm dan untuk lampu 2,5 mm, sedang untuk penggunann lainnya harus disesuaikan dengan standar yang berlaku. Sementara itu kalau kita lihat dari segi prosentase biaya maka biaya yang dikeluarkan untuk kabel sekitar 3 - 5% dari nilai total seluruh bangunan. Dari angka itu terlihat bahwa kalau kita masih juga menentukan kabel yang murah dan di bawah standar berarti kita lebih mementingkan keuntungan tanpa memikirkan akibatnya yang justru menimbulkan kerugian yang lebih besar. Untuk itulah sebuah perusahaan dari Inggris yang bernama Marshall Tuflex memeperkenalkan manajemen kabel untuk mengatasi terjadinya kebakaran yang cocok dipakai dilingkungan perkantoran, karena faktor fleksibilitasnya yaitu berupa modul yang berbentuk profil dan merupakan bagian dari interior. Dengan demikian harus dibuat dari bahan yang tahan api dan disainya harus estetis sehingga memenuhi arsitektur.

Kemudian bentuk sambungannya dibuat siku, percabangan dan asesoris lainnya juga didesain memenuhi estetika. Adapun fleksibilitasnya terletak pada dapat dikonfigurasikan dengan aplikasi pemasangan sekering. Ke dua memungkinkan untuk penambahan outlet data, power dan telepon tanpa membongkar sistim keseluruhan. Ke tiga pemasangannya mudah, cepat dan presisi. Ke empat memudahkan pemeliharaan, penggantian, penyambungan dan troubel pada kabel. Ke lima tersedia untuk berbagai macam kebutuhan dan ukuran.

Instalatir

Biro instalatir adalah suatu badan yang terdaftar dan mendapat izin kerja dari PT PLN untuk merencanakan dan mengerjakan pembangunan atau pemasangan peralatan ketenagalistrikan. Jadi semua pekerjaan instalasi ketenagalistrikan baik untuk penyediaan maupun untuk pemanfaatan tenaga listrik harus dilakukan oleh biro instalatir. Sementara itu ruang linkup kerja biro instalatir meliputi pemasangan instalasi tenaga, penerangan listrik, pemasangan jaringan, membangun gardu trafo, membangun gardu induk dan memasang mesin-mesin listrik untuk pembangkit. Untuk itulah biro itu dibagi menjadi empat kelas yaitu dari klas A s/d klas D. Biro ini disahkan melalui mekanisme ujian yang ketat dan bagi mereka yang lulus akan diberi surat pengesahan instalatir (SPI) dan diberi kerja setiap tahun dengan surat izin kerja (SIKA) berdasarkan evaluasi unjuk kerjanya. Kemudian unjuk kerja itu selalu dipantau dan dievaluasi dan jika ada yang melakukan pelanggaran bisa dihentikan izin kerjanya.

Setelah instalasi selesai dipasang maka konsumen akan diberikan oleh biro instalatir yaitu gambar dokumentasi instalasi, hasil pengujian instalasi dan surat yang menyatakan bahwa instalasi telah dipasang dengan baik dan sesuai peraturan yang berlaku. Sedangkan tujuan biro ini adalah melindungi pemakai tenaga listrik, karena jika instalasi listrik dipasang secara sembarangan dengan kualitas material yang rendah maka hal ini tentunya bisa menimbulkan kebakaran. Adapun kebakaran itu disebabkan karena pertama sistim instalasi yang asal-asalan dan tidak sesuai peraturan. Untuk itu perlu dipilih instalatur yang resmi dan profesional berarti pekerjaannya harus sesuai dengan PUIL sehingga kesalahan teknis dalam pemasangan yang dapat berakibat patal bisa ditekan. Instalasi itu senantiasa menekankan penggunaan material dan perlengkapan listrik sesuai standar LMK - PLN dan telah dilakukan pengujian secara ketat. Hal ini dimaksudkan untuk mewujudkan sistim instalasi yang aman sesuai ketentuan.

Kedua pengubahan instalasi yang dilakukan sendiri tanpa sepengetahuan dari instalatur yang melakukan pekerjaan awal. Kemudian dikerjakan tidak sesuai prosedur. Untuk itu apabila masyarakat pengguna listrik akan melakukan perubahan instalasi pada bangunannya dianjurkan menghubungi instalatur resmi yang telah diakui kemampuannya. Selain dari itu hendaknya dalam pemasangan panel box hendaknya digunakan bahan yang kedap air dan anti tikus. Karena air dan tikus sangat mungkin menyebabkan terjadinya hubung singkat arus listrik. Ke tiga setelah 15 tahun digunakan umumnya instalasi harus diperbaharui hal ini karena kondisi kabel sudah mengalami perubahan dan berkurang kemampuannya. Sedang untuk mencapai waktu itu tentunya pengontrolan kondisi instalasi selama penggunaan harus dilakukan.

Proses Terbentuknya/Terjadinya Hujan Alami Dan Buatan - Ilmu Pengetahuan Fisika

Submitted by godam64

on Sun, 10/02/2008 - 04:07

Hujan adalah peristiwa turunnya air dari langit ke bumi. Awalnya air hujan berasal dari air dari bumi seperti air laut, air sungai, air danau, air waduk, air rumpon, air sawah, air comberan, air susu, air jamban, air kolam, air ludah, dan lain sebagainya. Selain air yang berbentuk fisik, air yang menguap ke udara juga bisa berasal dari tubuh manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan, serta benda-benda lain yang mengandung air.
Air-air tersebut umumnya mengalami proses penguapan atau evaporasi akibat adanya bantuan panas matahari. Air yang menguap / menjadi uap melayang ke udara dan akhirnya terus bergerak menuju langit yang tinggi bersama uap-uap air yang lain. Di langit yang tinggi uap tersebut mengalami proses pemadatan atau kondensasi sehingga membentuk awan. Dengan bantuan angin awan-awan tersebut dapat bergerak kesana-kemari baik vertikal, horizontal dan diagonal.
Akibat angin atau udara yang bergerak pula awan-awah saling bertemu dan membesar menuju langit / atmosfir bumi yang suhunya rendah atau dingin dan akhirnya membentuk butiran es dan air. Karena berat dan tidak mampu ditopang angin akhirnya butiran-butiran air atau es tersebut jatuh ke permukaan bumi (proses presipitasi). Karena semakin rendah suhu udara semakin tinggi maka es atau salju yang terbentuk mencair menjadi air, namun jika suhunya sangat rendah maka akan turun tetap sebagai salju.
Hujan tidak hanya turun berbentuk air dan es saja, namun juga bisa berbentuk embun dan kabut. Hujan yang jatuh ke permukaan bumi jika bertemu dengan udara yang kering, sebagian ujan dapat menguap kembali ke udara. Bentuk air hujan kecil adalah hampir bulat, sedangkan yang besar lebih ceper seperti burger, dan yang lebih besar lagi berbentuk payung terjun. Hujan besar memiliki kecepatan jatuhnya air yang tinggi sehingga terkadang terasa sakit jika mengenai anggota badan kita.

Hujan buatan adalah hujan yang dibuat oleh campur tangan manusia dengan membuat hujan dari bibit-bibit awan yang memiliki kandungan air yang cukup, memiliki kecepatan angin rendah yaitu sekitar di bawah 20 knot, serta syarat lainnya. Ujan buatan dibuat dengan menaburkan banyak garam khusus yang halus dan dicampur bibit / seeding ke awan agar mempercepat terbentuknya awan jenuh. Untuk menyemai / membentuk hujan deras, biasanya dibutuhkan garam sebanyak 3 ton yang disemai ke awan potensial selama 30 hari. Hujan buatan saja bisa gagal dibuat atau jatuh di tempat yang salah serta memakan biaya yang besar dalam pembuatannya.
Juhan buatan umumnya diciptakan dengan tujuan untuk membantu daerah yang sangat kering akibat sudah lama tidak turun hujan sehingga dapat mengganggu kehidupan di darat mulai dari sawah kering, gagal panen, sumur kering, sungai / danau kering, tanah retak-retak, kesulitan air bersih, hewan dan tumbuhan pada mati dan lain sebagainya. Dengan adanya hujan buatan diharapkan mampu menyuplai kebutuhan air makhluk hidup di bawahnya dan membuat masyarakat hidup bahagia dan sejahtera.
Hujan yang berlebih pada suatu lokasi dapat menimbulkan bencana pada kehidupan di bawahnya. Banjir dan tanah longsor adalah salah satu akibat dari hujan yang berlebihan. Perubahan iklim di bumi akhir-akhir ini juga mendukung persebaran hujan yang tidak merata sehingga menimbulkan berbagai masalah di bumi. Untuk itu kita sudah semestinya membantu menormalkan iklim yang berubah akibat ulah manusia agar anak cucu kita kelak tidak menderita dan terbunuh akibat kesalahan yang kita lakukan saat ini.

Bagaimana terjadinya hujan?

Hujan adalah peristiwa turunnya air dari langit ke bumi. Awalnya air hujan berasal dari air dari bumi seperti air laut, air sungai, air danau, air waduk, air rumpon, air sawah, air comberan, air susu, air jamban, air kolam, air ludah, dan lain sebagainya. Selain air yang berbentuk fisik, air yang menguap ke udara juga bisa berasal dari tubuh manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan, serta benda-benda lain yang mengandung air,Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan. Presipitasi sendiri dapat berwujud padat (misalnya salju dan hujan es) atau aerosol (seperti embun dan kabut). Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut sebagai virga. Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula.

Air-air tersebut umumnya mengalami proses penguapan atau evaporasi akibat adanya bantuan panas matahari. Air yang menguap / menjadi uap melayang ke udara dan akhirnya terus bergerak menuju langit yang tinggi bersama uap-uap air yang lain. Di langit yang tinggi uap tersebut mengalami proses pemadatan atau kondensasi sehingga membentuk awan. Dengan bantuan angin awan-awan tersebut dapat bergerak kesana-kemari baik vertikal, horizontal dan diagonal, Akibat angin atau udara yang bergerak pula awan-awah saling bertemu dan membesar menuju langit / atmosfir bumi yang suhunya rendah atau dingin dan akhirnya membentuk butiran es dan air. Karena berat dan tidak mampu ditopang angin akhirnya butiran-butiran air atau es tersebut jatuh ke permukaan bumi (proses presipitasi). Karena semakin rendah suhu udara semakin tinggi maka es atau salju yang terbentuk mencair menjadi air, namun jika suhunya sangat rendah maka akan turun tetap sebagai salju

Tahap-tahap pembentukan kumulonimbus, sejenis awan hujan,
adalah sebagai berikut:

TAHAP - 1 Pergerakan awan oleh angin: Awan-awan dibawa, dengan kata lain, ditiup oleh angin.
TAHAP - 2 Pembentukan awan yang lebih besar: Kemudian awan-awan kecil (awan kumulus) yang digerakkan angin, saling bergabung dan membentuk awan yang lebih besar.
TAHAP - 3
Pembentukan awan yang bertumpang tindih: Ketika awan-awan kecil saling bertemu dan bergabung membentuk awan yang lebih besar, gerakan udara vertikal ke atas terjadi di dalamnya meningkat. Gerakan udara vertikal ini lebih kuat di bagian tengah dibandingkan di bagian tepinya. Gerakan udara ini menyebabkan gumpalan awan tumbuh membesar secara vertikal, sehingga menyebabkan awan saling bertindih-tindih. Membesarnya awan secara vertikal ini menyebabkan gumpalan besar awan tersebut mencapai wilayah-wilayah atmosfir yang bersuhu lebih dingin, di mana butiran-butiran air dan es mulai terbentuk dan tumbuh semakin membesar. Ketika butiran air dan es ini telah menjadi berat sehingga tak lagi mampu ditopang oleh hembusan angin vertikal, mereka mulai lepas dari awan dan jatuh ke bawah sebagai hujan air, hujan es, dsb. (Anthes, Richard A.; John J. Cahir; Alistair B. Fraser; and Hans A. Panofsky, 1981, The Atmosphere, s. 269; Millers, Albert; and Jack C. Thompson, 1975, Elements of Meteorology, s. 141-142) Kita harus ingat bahwa para ahli meteorologi hanya baru-baru ini saja mengetahui proses pembentukan awan hujan ini secara rinci, beserta bentuk dan fungsinya, dengan menggunakan peralatan mutakhir seperti pesawat terbang, satelit, komputer, dsb. Sungguh jelas bahwa Allah telah memberitahu kita suatu informasi yang tak mungkin dapat diketahui 1400 tahun yang lalu.


Jenis-jenis hujan berdasarkan terjadinya

Hujan siklonal,
yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.

Gambar hujan siklonal

Hujan zenithal
yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar ekuator, akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan-gumpala Untuk kepentingan kajian atau praktis, hujan dibedakan menurut terjadinya, ukuran butirannya, atau curah hujannya. awan di sekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan.

Gambar hujan zenithal

Hujan orografis
yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horisontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan, suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan.

Gambar hujan orografis

Hujan frontal
yaitu hujan yang terjadi apabila massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat pertemuan antara kedua massa itu disebut bidang front. Karena lebih berat massa udara dingin lebih berada di bawah. Di sekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.

Gambar hujan frontal

Hujan muson
atau hujan musiman, yaitu hujan yang terjadi karena Angin Musim (Angin Muson). Penyebab terjadinya Angin Muson adalah karena adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, hujan muson terjadi bulan Oktober sampai April. Sementara di kawasan Asia Timur terjadi bulan Mei sampai Agustus. Siklus muson inilah yang menyebabkan adanya musim penghujan dan musim kemarau.

Gambar hujan muson

Hujan asam
juga bisa diartikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang.

Gambar hujan asam

Hujan Meteor
Perseid bisa di lihat saat matahari terbenam dan Venus, Saturnus, Mars serta bulan sabit muncul dari barat secara bersamaan. Saat itulah hujan meteor terjadi. Nama Perseid berasal dari nama Rasi bintang Perseus karena hujan meteor ini seolah-olah berasal dari arah rasi bintang itu. Kecepatan meteor tersebut kira-kira 60 kilometer per jam, dan memiliki kilatan meteor yang terang dengan cahaya yang panjangHujan meteor terkadang menawarkan keindahan lain. Tak cuma siraman bintang jauh yang akan menghiasi langit malam, fireball juga bisa muncul sewaktu-waktu. Fireball itu sendiri adalah sebuah cahaya yang besar dan terang yang jatuh diantara hujan Meteor.

Kutub Utara Mengalami Penipisan Ozon yang Belum Pernah Terjadi Sebelumnya

Selasa, 4 Oktober 2011 - Meskipun jumlah total ozon di Kutub Utara jauh lebih banyak dua kali lipat dari yang terlihat pada musim semi di Antartika, namun jumlahnya yang hancur sebanding dengan jumlah lubang ozon Antartika sebelumnya.

---

Studi dari NASA telah mendokumentasikan sebuah penipisan lapisan ozon yang belum pernah terjadi sebelumnya di atas Kutub Utara pada musim dingin dan musim semi terakhir. Hal ini disebabkan suatu temperatur yang sangat rendah di stratosfer dalam periode yang cukup lama. Fisikawan Universitas Toronto, Kaley Walker, adalah bagian dari tim internasional di belakang studi ini, dipublikasikan secara online dalam Nature, 2 Oktober.

Para peneliti menemukan bahwa jumlah ozon di Kutub Utara yang hancur di tahun 2011 ini adalah sebanding dengan yang terlihat dalam beberapa tahun di Antartika, di mana “lubang-lubang” ozon setiap musim semi telah terbentuk sejak pertengahan tahun 1980-an. Lapisan ozon stratosfir, membentang dari sekitar 15 hingga 35 kilometer di atas permukaan, melindungi kehidupan di bumi dari sinar ultraviolet matahari yang berbahaya.

Para ilmuwan menemukan bahwa pada beberapa ketinggian, periode dingin di Kutub Utara berlangsung lebih dari 30 hari di tahun 2011, lebih lama dari musim dingin Kutub Utara sebelumnya, menyebabkan hilangnya ozon yang belum pernah terjadi sebelumnya. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan faktor apa yang menyebabkan periode dingin bertahan sedemikian lamanya.

Kiri: Ozon di stratosfer bumi pada ketinggian sekitar 20 kilometer pada pertengahan Maret 2011, di dekat puncak hilangnya ozon 2011 Kutub Utara. Warna merah mewakili tingkat ozon yang tinggi, sedangkan warna ungu dan abu-abu (di atas wilayah kutub utara) merupakan jumlah ozon yang sangat kecil. Kanan: klorin monoksida - agen utama penyebab kerusakan ozon di stratosfer bagian bawah kutub dingin - pada hari dan ketinggian yang sama. Warna biru dan hijau muda adalah klorin monoksida dalam jumlah kecil, sedangkan warna biru gelap dan hitam merupakan jumlah klorin monoksida yang sangat besar. Garis putih menandai area di mana penghancuran ozon kimiawi tengah berlangsung. (Kredit: NASA/JPL-Caltech)

Lubang ozon Antartika terbentuk ketika kondisi menjadi sangat dingin, hal yang umum bagi stratosfer musim dingin di Antartika, memicu reaksi yang mengkonversi klorin atmosfer dari bahan kimia hasil produksi manusia menjadi bentuk yang bisa merusak ozon. Sedangkan proses yang sama terjadi pula di setiap musim dingin di Kutub Utara, umumnya kondisi stratosfer yang lebih hangat terdapat limit area yang terkena proses serta limit jangka waktu selama di mana reaksi kimia terjadi. Artinya, pada umumnya hilangnya ozon di Kutub Utara jauh lebih sedikit dibandingkan di Antartika.

Untuk menyelidiki hilangnya ozon Kutub Utara 2011, Walker beserta para ilmuwan dari 18 institusi lainnya di sembilan negara (Amerika Serikat, Jerman, Belanda, Rusia, Finlandia, Denmark, Jepang, dan Spanyol) menganalisis seperangkat pengukuran. Meliputi pengamatan harian global jejak gas dan awan dari pesawat ruang angkasa Aura dan Calipso milik NASA; pengukuran ozon dengan balon terinstrumentasi, data meteorologi dan model atmosfer. Tim dari Universitas Toronto berkontribusi pada data balon dengan pengukuran dari Eureka, Nunavut, yang terletak di 80ºN (1.100 km dari Kutub Utara). Tim riset ini berpartisipasi dalam sebuah proyek yang didanai Badan Antariksa Kanada dalam melakukan pengukuran musim semi untuk memverifikasi kinerja satelit Kanada yang disebut Atmospheric Chemistry Experiment (ACE).

“Pada musim dingin 2010-11 di Kutub Utara, kami tidak menemukan suhu yang lebih rendah daripada di musim dingin Kutub Utara sebelumnya,” kata Walker. “Apa yang berbeda tentang tahun ini adalah bahwa suhunya cukup rendah untuk menghasilkan penipis-ozon berbentuk klorin dalam jangka waktu yang jauh lebih lama. Peristiwa-peristiwa hilangnya ozon di Kutub Utara, seperti yang terobservasi tahun ini, bisa menjadi lebih sering apabila suhu stratosfer Kutub Utara di musim dingin mengalami penurunan di masa depan sebagai perubahan iklim bumi.

Hilangnya ozon di Kutub Utara 2011 terjadi di area yang jauh lebih kecil dibandingkan lubang ozon di Antartika. Hal ini karena pusaran badai pada Kutub Utara, yaitu badai berskala besar yang terjadi secara terus-menerus selama menghilangnya ozon, sekitar 40 persen lebih kecil dibandingkan pusaran Antartika. Selain itu, pusaran badai Kutub Utara juga lebih aktif, seringkali berpindah ke seluruh kawasan utara. Penurunan tingkat ozon menyebabkan meningkatnya radiasi ultraviolet, yang diketahui memiliki efek buruk bagi manusia dan bentuk kehidupan lainnya.

Meskipun jumlah total ozon di Kutub Utara jauh lebih banyak dua kali lipat dari yang terlihat pada musim semi di Antartika, namun jumlahnya yang hancur sebanding dengan jumlah lubang ozon Antartika sebelumnya. Hal ini karena tingkat ozon pada awal musim dingin di Kutub Utara biasanya jauh lebih besar daripada tingkat ozon yang ada di awal musim dingin Antartika.

Para ilmuwan mencatat bahwa tanpa adanya Protokol Montreal tahun 1989, yaitu perjanjian internasional yang membatasi produksi zat perusak ozon, maka bisa dipastikan tingkat klorin akan menjadi sedemikian tinggi sehingga lubang ozon di Kutub Utara akan terbentuk pada setiap musim seminya. Bahan-bahan kimia penghilang ozon yang bersifat tahan lama, jika sudah terlanjur berada di dalam atmosfer, akan menghasilkan lubang-lubang ozon Antartika, dan kemungkinan hilangnya ozon Kutub Utara di masa depan, akan terus berlangsung selama beberapa dekade.

“Setiap pengukuran balon dan satelit yang disertakan dalam penelitian ini adalah mutlak diperlukan untuk memahami penipisan ozon yang kami observasi musim dingin lalu,” kata Walker. “Untuk bisa memprediksi hilangnya ozon Kutub Utara di masa depan dalam perubahan iklim, sangatlah penting bagi kita untuk mempertahankan kemampuan pengukuran atmosfer kita.”

Proses Terjadinya Petir

Taukah anda tentang ini ?

Dan taukah anda bagaimana proses terjadinya ?
hehe hayo bertanya – tanya yaa
langsung aja deh ke intinya hehe
oke mari kita simak bersama – sama

Petir terjadi karena adanya perpindahan muatan negatif ke muatan positif. Pengertian Menurut batasan fisika, petir adalah lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda. ( Lihat bacaan lebih lengkap tentang ini )

Petir adalah hasil pelepasan muatan listrik di awan. Energi dari pelepasan itu begitu besarnya sehingga menimbulkan rentetan cahaya, panas, dan bunyi yang sangat kuat yaitu geluduk, guntur, atau halilintar. Geluduk, guntur, atau halilintar ini dapat menghancurkan bangunan, membunuh manusia, dan memusnahkan pohon. Sedemikian raksasanya sampai-sampai ketika petir itu melesat, tubuh awan akan terang dibuatnya, sebagai akibat udara yang terbelah, sambarannya yang rata-rata memiliki kecepatan 150.000 km/detik dan saat itu juga akan menimbulkan bunyi yang menggelegar.

Proses terjadinya petir yaitu disebabkan oleh perpindahan muatan negatif (elektron) menuju ke muatan positif (proton). Para ilmuwan menduga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama adalah pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif; di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif; sementara di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif. Pada bagian bawah inilah petir biasa berlontaran. Dan besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter.
Sedangkan terjadinya sendiri secara lebih detail disebabkan oleh 2 teori, yaitu Ionisasi dan gesekan antar awan.

A. Proses Ionisasi

Petir terjadi diakibatkan terkumpulnya ion bebas bermuatan negatif dan positif di awan, ion listrik dihasilkan oleh gesekan antar awan dan juga kejadian Ionisasi ini disebabkan oleh perubahan bentuk air mulai dari cair menjadi gas atau sebaliknya, bahkan padat (es) menjadi cair.Ion bebas menempati permukaan awan dan bergerak mengikuti angin yang berhembus, bila awan-awan terkumpul di suatu tempat maka awan bermuatan akan memiliki beda potensial yang cukup untuk menyambar permukaan bumi maka inilah yang disebut petir.

B.Gesekan antar awan

Pada awalnya awan bergerak mengikuti arah angin, selama proses bergeraknya awan ini maka saling bergesekan satu dengan yang lainya , dari proses ini terlahir electron-electron bebas yang memenuhi permukaan awan. proses ini bisa digambarkan secara sederhana pada sebuah penggaris plastic yang digosokkan pada rambut maka penggaris ini akan mampu menarik potongan kertas. Pada suatu saat awan ini akan terkumpul di sebuah kawasan, saat inilah petir dimungkinkan terjadi karena electron-elektron bebas ini saling menguatkan satu dengan lainnya. Sehingga memiliki cukup beda potensial untuk menyambar permukaan bumi

Tipe-Tipe Petir
Secara umum petir itu dapat terjadi di dalam awan itu sendiri, antara awan dengan awan, antara awan dengan udara, dan awan dengan bumi (tanah). Kemungkinan-kemungkinan tersebut melahirkan empat tipe petir, yaitu :

1. Awan dengan Awan

Petir antar awan (CC), terjadi antara pusat muatan dari dua awan yang berbeda. Pelepasan muatan nya sendiri terjadi saat udara cerah antara awan tersebut.

2.Dalam awan itu sendiri

Petir dalam awan (IC), merupakan tipe yang paling sering terjadi antara pusat muatan yang berlawanan pada awan yang sama.

3. Awan ke Udara

Petir awan ke udara (CA) terjadi jika udara di sekitaran awan yang bermuatan positif (+) berinteraksi dengan udara yang bermuatan negatif (-). Jika ini terjadi pada awan bagian bawah maka merupakan kombinasi dengan petir tipe CG. Petir CA tampak seperti jari-jari yang berasal dari petir CG.

4. Awan dengan tanah (bumi)

Petir dari awan ke Tanah (CG) petir ini tergolong berbahaya dan paling merusak, berasal dari muatan yang lebih rendah lalu mengalirkan muatan negatif ke tanah. Terkadang petir jenis ini mengandung muatan positif (+) terutama pada musim dingin.

Macam-Macam Sel Surya Sebagai Sumber Energi Alternatif

Sel surya tuh banyak sekali kegunaanya sebagai sumber energi alternatif. Berikut ini adalah contoh penerapannya dalam kehidupan!


Gelombang yang timbul akibat medan listrik dan medan magnet disebut gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang terlihat oleh pancaindera manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang berkisar pada 300-700 nm (nanometer). Gelombang diatas panjang gelombang 700 nm adalah inframerah dan dibawah 300 nm adalah ultraviolet. Manusia telah banyak memanfaatkan energi yang terdapat pada gelombang elektomagnet sejak dahulu kala. Tapi pemahaman tentang gelombang ini sendiri baru dapat dianalisis oleh kita sekitar abad 10.


Seiring perkembangan zaman, pemanfaatan gelombang elektromagnet oleh manusia semakin sering dilakukan dalam kehidupan sehari-hari sesuai dengan perkembangan pemahaman tentang gelombang ini sendiri. Nama-nama seperti Isaac Newton dengan Hypothesis of Lightnya, Christian Huygens dengan teori rambat gelombang, Faraday dengan teori elektromagnetisme, James Clerk Maxwell yang berhasil memperbaiki teori rambat gelombangnya Christian Huygens, Max Planck dengan teori kuantum, Albert Einstein dan Louis de Broglie yang menyatakan bahwa cahaya adalah bentuk partikel dan gelombang dengan teori dualitas partikel-gelombang telah memberikan kontribusi yang besar dalam memanfaatkan gelombang elektromagnet dalam kehidupan sehari-hari. Cahaya matahari yang merupakan pancaran gelombang elektromagnet adalah salah satu contoh dari sekian banyak bentuk energi yang dapat kita rasakan di bumi dan telah kita manfaatkan sumber dayanya berabad-abad. Pemberdayaan energi cahaya matahari pada setiap zaman semakin meningkat seiring dengan pengetahuan yang kita dapatkan dan salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang memanfaatkan energi foton cahaya matahari menjadi energi listrik.


Indonesia sendiri, sebuah negara yang dilewati oleh garis khatulistiwa dan menerima panas matahari yang lebih banyak daripada negara lain, mempunyai potensial yang sangat besar untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga surya sebagai alternatif batubara dan diesel sebagai pengganti bahan bakar fosil yang bersih, tidak berpolusi, aman dan persediaannya tidak terbatas. Berbagai instalasi sel surya telah banyak dipakai walaupun hanya pada beberapa golongan masyarakat mampu. Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot listrik.Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik. Bahan dan cara kerja yang aman terhadap lingkungan menjadikan sel surya sebagai salah satu hasil teknologi pembangkit listrik yang efisien bagi sumber energi alternatif masyarakat di masa depan. Memberikan harapan kepada kita untuk mengelola alam secara lebih “alamiah”.
Namun masalahnya adalah bisakah sel surya sebagai sebuah produk teknologi mampu menigkatkan taraf hidup umat manusia ? Jawabannya tentu saja bisa… Mengingat perannya sebagai sebuah sumber listrik atau sumber energi terbarui, sel surya dapat diaplikasikan ke beberapa peralatan elektronik yang ada di rumah kita, berikut beberapa contohnya :


1. Pompa air bertenaga surya (solar powered water pump)

Sebagaimana namanya, pompar air yang berfungsi menyedot air dari dalam tanah ini digerakkan dengan tenaga surya. Secara fisik, fungsi maupun instalasi pompa air ini tidak ubahnya pompa air konvensional. Hanya saja, perbedaan mencolok ada pada panel surya silikon yang menggenapi sistem pompa air sebagai sumber listrik yang menggerakkan pompa, sebagaimana terlihat di Gambar 1 berikut. Konsep dari pompa air bertenaga surya ini ialah sebuah pompa yang diperuntukkan bagi daerah yang terisolasi atau jauh dari jaringan instalasi listrik. Konsep ini dirasakan efektif mengingat penggunaan secara kolektif pompa air bertenaga surya ini akan mereduksi beban biaya akibat keberadaan panel surya yang tidak murah.



Gambar 1. Contoh produk pompa air bertenaga surya.

Dibandingkan dengan pompa air dengan tenaga listrik konvensional, pompa air bertenaga surya ini menggunakan arus searah (arus DC) tidak seperti pompa konvensional yang berarus bolak balik (AC). Hal ini mengingat panel surya yang digunakan sebagai sumber listrik memiliki output arus DC dan tidak memilki pengubah arus DC-AC sebagaimana listrik yang terinstalasi di perumahan. Pada umumnya pompa air ini memerlukan panel surya dengan daya keluaran 75-100 Watt dan didukung oleh baterei 12 volt agar pompa dapat bekerja di malam hari pula. Kedalaman air yang dapat dicapai secara efektif oleh pompa ini berkisar 50-70 m dengan debit air maksimum hingga 275 liter per jam. Konsumen dapat memilih dua jenis pompa ini, yakni pompa yang terletak di atas permukaan tanah atau pompa yang diletakkan/dipendam di bawah permukaan tanah. Kapasitas pompa beserta panel surya yang digunakan sangat tergantung dari kondisi operasi semisal kedalaman air di bawah tanah, berapa banyak debit air yang dibutuhkan serta tentu saja biaya. Penempatan pompa air bertenaga surya ini di Indonesia sudah dicoba di daerah kering minim hujan seperti di Nusa Tenggara Barat mapupun daerah Bantul DIY.

2. Kulkas bertenaga surya (Solar powered refrigerator)

Pernahkah kita membayangkan sebuah situasi ekstrim; bencana alam atau gempa yang melanda sebuah daerah, membuat daerah tersebut terisolasi dari luar baik perhubungan, telekomunikasi maupun dari instalasi listrik utama. Atau katakanlah sebuah daerah terpencil di pedalaman Sumatera atau Sulawesi yang memutuhkan tim kesehatan guna memeriksa kesehatan penduduk setempat di mana masalah listrik menjadi kendala utama. Dua situasi di atas yang berkaitan dengan penanganan pasca-bencana alam atau pemenuhan kebutuhan kesehatan penduduk merupakan salah satu pendorong ditemukannya sebuah lemari pendingin yang “portable” plus “mobile”yang dibawa oleh tim medis tanpa perlu bergantung pada ada atau tiadanya suplai listrik. Suplai listrik yang menopang beroperasinya lemari pendingin ini berasal dari sel surya pula, yang dapat dibawa dan dipasang dengan mudah (lihat Gambar 2). Sebagai sebuah peralatan medis, lemari pendingin ini berfungsi untuk menyimpan vaksin maupun obat-obatan dan makanan.



Gambar 2. Lemari pendingin bertenaga surya untuk keperluan medis di daerah terpencil.

Sistem lemari pendingin bertenaga surya ini terdiri atas empat komponen utama; yakni panel surya, baterei, lemari pendingin dan kontrol pengisian listrik (“charge controller”). Panel surya yang dipergunakan biasanya berdaya 800 Watt untuk lemari pendingin berdaya 600 Watt. Baterei cadangan yang dipergunakan memiliki 105 Ah sebanyak 6-8 buah. Konon harga sebuah sistem lemari pendingin lengkap ini ialah US$ 5000.

3. Aerator bertenaga surya (solar powered aerator)

Sudah jamak diketahui jika air yang tergenang dalam jangka waktu yang cukup lama akan membawa banyak “kemudharatan”. Baik kolam di taman belakang rumah hingga tambak ikan air tawar ketika ia dibiarkan saja tanpa mengalir, tanpa tersirkulasi, bisa jadi dapat menjadi sumber penyakit, tidak sehat serta merusak baik yang ada di dalamnya maupun lingkungan disekitarnya. Kondisi ini dapat makin diperparah dengan munculnya bakteri dan tetumbuhan yang tidak dikehendaki di permukaan air. Indikator tingkat sehatnya genangan air/kolam/tambak ikan ini biasanya ditentukan dengan kadar dissolved oxygen (DO) atau oksigen terlarut di dalam air yang menunjukkan berapa kadar oksigen yang ada di dalam air yang dinyatakan dengan miligram per liter (mg/l).

Jika kondisi kolam atau tambak ikan air tawar -misalnya- tidak terjaga akibat tidak adanya sirkulasi air, maka kadar DO akan berkurang drastis. Selain kondisi fisik kolam yang tidak memiliki sirkulasi air karena satu lain hal, tetumbuhan di permukaan air seperti alga pun dapat semakin mengurangi kadar DO ketika bermetabolisme di malam hari dengan mengkonsumsi oksigen di dari dalam air.

Ketika air tidak mengalir atau tersirkulasi, maka terdapat perbedaan suhu antara air di permukaan dengan air di bagian bawah dasar kolam akibat perbedaan serapan panas dari cahaya matahari. Dikarenakan oleh air di permukaan kolam lebih hangat sehingga lebih ringan, kedua air yang berbeda suhu tersebut tidak dapat bercampur satu sama lain. Sehingga air di bagian dasar kolam tidak mudah “bergerak” vertikal dan bersirkulasi ke permukaan begitu pula sebaliknya air di permukaan tidak dapat bersirkulasi ke bagian dasar. Terjadilah apa yang disebut dengan kekurangan oksigen (oxygen depletion) pada air di bagian dasar kolam akibat tidak tersentuh oksigen dari luar yang memicu munculnya senyawaan beracun dan membahayakan yang diproduksi oleh bakteri maupun sampah organik yang mengendap di dasar kolam. Ini akan sangat berpengaruh terhadap hasil produksi kolam ikan.

Pencegahan kondisi terburuk seperti di atas pada umumnya dilakukan dengan sistem mekanik. Yakni mensirkulasikan atau mengaduk air di kolam secara mekanik agar air di permukaan dengan air di bagian dasar bercampur secara merata yang tentunya pula menyamakan suhu air di permukaan dengan air di bagian dasar kolam. Caranya bisa dilakukan dengan sistem a la kincir air maupun dengan mengalirkan gelembung-gelembung udara ke dalam kolam agar baik air maupun oksigen dari udara dapat terdistribusi di dalam air. Usaha terakhir dengan mengalirkan gelembung-gelembung udara ke dalam air disebut dengan aerator sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 3.



Gambar 3. Solar aerator yang terpasang di sebuah danau kecil.

Tentunya sistem aerator ini membutuhkan listrik dalam pengoperasiannya. Kendala listrik sayangnya masih ditemui terutama di daerah di mana peternak ikan air tawar/kolam/tambak merupakan daerah pedesaan yang minim akan pasokan listrik atau jauh dari jaringan kabel.

Penggiat dan kalangan industrialis sel surya agaknya menangkap peluang ini. Dengan beberapa perubahan dan penyesuaian pada sistem aerator konvensional, dicobalah aerator yang digerakkan dengan sel surya. Konsepnya tidak jauh berbeda dengan pompa air bertenaga surya, aerator bertenaga surya ini memiliki sebuah panel surya, dan dilengkapi dengan baterei sebagai cadangan listrik jika sewaktu-waktu langit menjadi gelap atau adanya keinginan untuk mempergunakan aerator pada malam hari.

Aerator ini menyedot udara dari luar dan mengalirkannya ke dalam kolam melalui pipa pengalir. Aerator bertenaga surya dapat dikonsepkan dengan dua jalan; meletakkan pompa udara di atas kolam maupun meletakkan pompa udara di dalam kolam. Dengan aerator berdaya 75-125 W, diharapkan nantinya kadar oksigen di dalam kolam dapat selalu dijaga.

4. Pengisi baterei bertenaga surya (Solar charger)

Bagi yang sering berpergian untuk segala bentuk rutinitas; pengusaha, wartawan, dokter atau mantri yang turun naik gunung-desa, nelayan yang mengandalkan GPS untuk menuntun arah pulang, hingga pendaki gunung, mungkin persoalan komunikasi dan informasi menjadi mutlak. Tidak hanya berkomunikasi untuk keperluan pekerjaan, melainkan pula untuk saat saat darurat yang tidak terduga.

Di sini tidak hanya bentuk komunikasi yang penting, namun bagaimana menjaga agar komunikasi tersebut terjamin dapat berlangsung. Sebagaimana diketahui bersama, teknologi baterei sekarang telah maju pesat; tidak hanya beterei kering karbon saja, namun juga baterei Ni-Cd (nikel kadmium) hingga baterei Li-ion yang jauh lebih rungan, lebih tahan lama dan ramah lingkungan sudah dapat dinikmati sehari-hari sebagai sumber tenaga untuk menjalankan perangkat yang mudah di bawa ke mana-mana (portable).

Dikarenakan keterbatasan baterei yang merupakan fungsi waktu dalam memberikan tenaga bagi perangkat portable, maka pengisian ulang menjadi solusi yang terbaik. Berbagai perangkat elektronik portable sejak komputer jinjing, telepon genggam, pemutar musik dijital hingga televisi portable menggunakan baterei isi ulang (rechargeable battery) . Persoalan yang hinggap kemudian ialah bagaimana ketika sumber listrik untuk pengisian ulang baterei ini yang justru menjadi kendala. Sulitnya akses untuk pengisian baterei di kala berpergian, hingga kendala teknis ketidakcocokan perangkat dengan spesifikasi litrik setempat bisa membawa kerumitan tersendiri.

Penulis sempat mengalami hal demikian di kala berpergian ke sebuah negara yang memiliki sistem instalasi listrik yang berbeda. Segala perangkat baik baterei hingga pengisi baterei (charger) telah di bawa, namun kendala teknis ketidakcocokan tegangan listrik di negara tersebut untuk pengisi yang di bawa telah menjadi sebuah pengalaman berharga bahwa ada satu celah di mana keterbatasan baterei isi ulang dan pengisinya dapat menjadi sebuah terobosan yang bermanfaat.

Terobosan yang dimaksud tidak lain ialah bagaimana menyediakan sumber listrik itu sendiri yang dapat digunakan di mana-mana sebagai sumber tenaga bagi charger untuk mengisi baterei isi ulang di atas. Jika seorang ingin mengisi baterei komputer jinjing atau telepon genggamnya dalam sebuah perjalanan, hanya dengan membuka sebuah perangkat sel surya yang terkemas sedemikian rupa, maka seluruh kebutuhan sumber listrik untuk pengisian baterei akan terpenuhi.



Gambar 4. Solar charger

Sebagai mana terpampang di Gambar 4, sumber listrik untuk pengisian baterei isi ulang ini terdiri atas satu atau dua buah sel surya mini yang ukurannya disesuaikan dengan aplikasi maupun kebutuhan pengguna. Saat ini, perangkat isi ulang untuk berbagai keperluan telah banyak tersedia di pasaran. dari pengisian baterei untuk komputer jinjing hingga kamera dijital telah diproduksi dengan hasil yang mengagumkan.

Hubungkanlah perangkat elektronik anda selama beberapa jam sambil berpergian, maka beterei perangkat anda akan selalu bertenaga. Mengingat daya tahan baterei isi ulang yang cukup lama, maka pengisian beberapa jam dikala matahari bersinar dapat memperpanjang masa pakai dari perangkat elektronik tersebut.

Cukup banyak variasi charger bertenaga surya ini. Mulai dari chargerdengan sel surya terpisah hingga yang menyatu dengan charger itu sendiri, atau yang berukuran sebesar telepon genggam hingga yang berukuran sebuah komputer jinjing, pun dengan spesifikasi yang berbeda. Yang cukup unik saat ini ialah charger yang fleksibel dalam artian dapat ditekuk hingga menghemat tempat. Dengan menggunakan substrat polimer/plastik, maka sel surya tersebut dapat elastis atau melengkung sehingga cukup tahan dengan segala kondisi perlakuan penyimpanan. Pada umumnya, cukup dengan sel surya berdaya 0.5 hingga 3 Watt saja, maka hambatan dalam menemui sumber listrik untuk pengisian baterei dapat teratasi.

Murah, felksibel, ringan dan berdaya tahan lama merupakan beberapa alasan untuk memakai perangkat bertenaga surya ini.