Apakah Anda akan membeli rumah tanpa colokan listrik yang berfungsi? Kami telah bergantung pada tenaga listrik untuk banyak kegiatan kami sehari-hari. Saat terjadi pemadaman listrik , kita merasakan dampak ketergantungan tersebut, diikuti dengan rasa lega saat listrik kembali menyala.
Listrik telah membantu kita tetap sehat, bekerja lebih efisien, dan menjalani kehidupan sepanjang waktu. Karena listrik memiliki pengaruh positif dalam kehidupan kita, para peneliti sains dan industri terus-menerus menemukan cara untuk menyediakan tenaga listrik dengan lebih mudah dan murah. Hasilnya, inovasi dalam tenaga listrik telah membuat industri lebih bersih dan lebih efisien sepanjang sejarahnya, dan membuat layanan listrik tersedia untuk jutaan rumah.
Artikel ini mencakup lima pilihan teratas kami dari inovasi tersebut. Kami akan melihat teknologi yang ditargetkan untuk sumber daya energi tertentu, dan kami akan memeriksa komponen inti yang memberi Anda akses ke sumber daya tersebut. Untuk memulai, mari kita lihat inovasi terkini untuk sumber daya terbarukan yang telah lama digunakan.
- Turbin angin
- Bendungan Pembangkit Listrik Tenaga Air
- Sel surya
- Reaktor nuklir
- Jaringan Listrik
5: Turbin Angin
Selama ribuan tahun, orang telah memanfaatkan kekuatan angin untuk menyelesaikan tugas. Misalnya, para saudagar pernah mengandalkan angin untuk mengarungi dunia. Juga, kincir angin tua, yang pernah digunakan untuk menggiling sereal, merupakan bagian ikonik dari lanskap Belanda. Dengan kehidupan kita yang berpusat pada listrik, para ilmuwan modern telah menemukan cara inovatif untuk mengubah energi kinetik dari angin menjadi tenaga listrik.
Saat ini, di seluruh dunia, turbin angin-listrik menjadi ikonik seperti kincir angin Belanda. Turbin angin biasanya terdiri dari baling-baling besar berbilah tiga, yang disebut rotor, di atas menara yang cukup tinggi sehingga tidak ada yang menghalanginya dari angin. Turbin memiliki drive train yang mirip dengan mesin mobil yang mencakup generator listrik. The listrik yang dihasilkan akan ditambahkan ke jaringan listrik, yang kekuatan ratusan rumah dan bisnis di lokasi geografis.
Satu turbin angin kecil dapat memberi daya pada satu rumah atau bisnis kecil. Versi yang lebih kecil ini memiliki rotor dengan diameter antara 8 dan 25 kaki (2,4 dan 7,6 meter) dan dapat berdiri hingga 30 kaki (9,1 meter) di udara. Peternakan angin menjadi semakin umum di ruang terbuka yang besar. Anda dapat melihat beberapa peternakan ini selama perjalanan atau penerbangan melalui Amerika Serikat bagian Barat, dengan ribuan turbin angin putih raksasa yang membentang di lereng bukit sejauh mata memandang.
Selanjutnya, mari kita lihat inovasi lain yang menciptakan listrik dari energi kinetik dari alam.
4: Bendungan Pembangkit Listrik Tenaga Air
Bendungan pembangkit listrik tenaga air adalah inovasi teknologi tertua dalam hitungan mundur kami. Selama awal 1900-an, 40 persen listrik yang digunakan di Amerika Serikat berasal dari bendungan pembangkit listrik tenaga air. Saat ini, tenaga air menyumbang hampir seperempat dari semua listrik yang digunakan di seluruh dunia. Selain itu, struktur fisik itu sendiri adalah keajaiban rekayasa dan konstruksi manusia, menggambar fotografer dan turis, menurut Biro Reklamasi AS.
Bendungan pembangkit listrik tenaga air bekerja dengan menahan sejumlah besar air dan memungkinkan jumlah terbatas mengalir melalui bendungan. Tekanan air yang diciptakan dengan membatasi aliran ini sangat besar, dan pembangkit listrik tenaga air memanfaatkan tekanan ini untuk memutar turbin yang terhubung ke generator listrik. Seperti turbin angin, listrik yang dihasilkan dari bendungan pembangkit listrik tenaga air ditambahkan ke jaringan listrik yang terkait dengan lokasi geografis bendungan.
Sebuah bendungan pembangkit listrik tenaga air memasok jaringan listrik dengan beberapa ratus kilowatt hingga beberapa ribu megawatt listrik per detik. Laboratorium Energi Terbarukan Nasional Amerika Serikat menyatakan bahwa kotoran terbesar di dunia dapat menghasilkan sekitar 10.000 megawatt, cukup untuk digunakan jutaan orang.
Terlepas dari usianya, masa depan cerah untuk pembangkit listrik tenaga air karena bendungan pembangkit listrik tenaga air mendapat perubahan abad ke-21. Para peneliti sedang mencari cara untuk meningkatkan efisiensi dan dampak lingkungan dari pembangkit listrik tenaga air dengan memperbaiki bendungan yang ada dan membangun bendungan baru.
Nanogenerator: Menggunakan Kekuatan Dalam Diri Kita
Sementara gerakan angin dan air dapat memberi daya pada banyak rumah, nanogenerator menggunakan gerakan tubuh Anda untuk menghasilkan listrik dalam skala yang lebih kecil. Nanogenerator adalah perangkat kecil dengan bahan piezoelektrik, artinya bahan tersebut menciptakan arus listrik hanya dengan menekuk atau meregangkannya. Kekuatan ini bisa datang dari gerakan halus, seperti detak jantung atau paru-paru yang mengembang dan mengempis. Akhirnya, nanogenerator dapat digunakan untuk menggerakkan alat pacu jantung, menghilangkan kebutuhan untuk operasi berulang ketika baterai gagal. Dalam waktu dekat, carilah nanogenerator yang tersedia dalam pakaian, yang memungkinkan Anda menyalakan pemutar musik portabel hanya dengan bernapas dan bergerak.
3: Sel Surya
Sementara angin dan air dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga melalui gerakan, matahari menyediakan sejumlah besar energi dalam bentuk panas dan cahaya. Teknologi sel surya , yang disebut sel fotovoltaik (PV), mengubah cahaya itu menjadi listrik . Sel PV ini mengandung bahan semikonduktor seperti silikon. Elektron dalam semikonduktor bergerak ketika material menyerap cahaya.
Tidak seperti teknologi tenaga air dan angin yang telah kita bahas, sel surya serbaguna dalam ukuran dan portabilitas. Panel surya besar dengan ratusan sel dapat dibangun di pabrik kemudian dijual untuk dibentangkan di tanah atau dipasang di atap. Panel besar ini digunakan untuk memberi daya pada rumah dan bisnis dan harus diganti setelah sekitar 30 tahun. Panel surya kecil dengan hanya beberapa sel mengumpulkan energi yang cukup untuk menyalakan perangkat mandiri, seperti kalkulator dan penerangan luar ruangan.
Meskipun merupakan sumber energi yang bersih dan terbarukan, sinar matahari saja tidak cukup bagi mereka yang ingin menggunakan listrik pada malam hari atau pada hari berawan. Dalam kebanyakan kasus, panel surya adalah sumber daya tambahan untuk bangunan yang sudah terhubung ke jaringan listrik. Namun, beberapa orang memilih untuk "keluar dari jaringan" sepenuhnya dan menggunakan baterai yang dapat diisi ulang untuk menyimpan listrik yang dihasilkan oleh tenaga surya saat matahari tidak bersinar.
Sejauh ini, kami telah melihat inovasi yang memanfaatkan sumber energi terbarukan secara maksimal. Selanjutnya, kita akan melihat inovasi yang memanfaatkan sumber energi tak terbarukan yang paling efisien yang dikenal saat ini.
2: Reaktor Nuklir
Fisi nuklir adalah proses pemecahan atom, melepaskan energi yang menyatukan atom. Pada 1950-an, fisi nuklir dari isotop radioaktif uranium-235 membuat energi lebih murah dan lebih efisien untuk diproduksi. Sebuah reaktor nuklir adalah struktur yang menghasilkan proses fisi ini dari uranium-235. Pembangkit listrik tenaga nuklir mencakup satu atau lebih reaktor bersama dengan mekanisme besar dan kompleks untuk pendinginan dan penahanan.
Reaktor nuklir itu sendiri adalah inovasi utama di sini. Reaktor mengontrol proses fisi dari sejumlah kecil uranium-235 dan menyalurkan energi ke batang panas yang, pada gilirannya, memanaskan air untuk menghasilkan uap. Uap menggerakkan turbin dan memutar generator listrik, mirip dengan cara kerja turbin angin dan air. Jadi, pada dasarnya, pembangkit nuklir hanyalah pembangkit listrik tenaga uap yang ditenagai oleh nuklirnya.
Dengan menggunakan tenaga nuklir, dunia menggunakan lebih sedikit sumber daya lain, seperti batu bara dan minyak, untuk memanaskan air dan menghasilkan uap. Terlepas dari keuntungan ini, kekhawatiran masih mengganggu pikiran para skeptis. Kekhawatiran termasuk keselamatan orang yang tinggal dan bekerja di dalam dan di sekitar pembangkit nuklir dan potensi bahaya pembuangan limbah nuklir. Selain itu, beberapa bencana reaktor nuklir terkenal di seluruh dunia telah mencemari reputasi sumber energi ini.
Tak satu pun dari inovasi hebat dalam tenaga listrik ini akan tersedia secara luas tanpa inovasi teratas dalam daftar kami. Mari kita periksa sekarang.
1: Jaringan Listrik
Puncak daftar inovasi kami adalah grid itu sendiri. Ketika orang mengatakan "jaringan," mereka mengacu pada jaringan sumber daya listrik yang mencakup wilayah geografis tertentu. Beberapa grid dilampirkan ke grid lain untuk berbagi sumber daya dalam keadaan darurat. Kebanyakan orang yang menggunakan sumber tenaga listrik menempel pada jaringan yang ada melalui saluran listrik.
Grid adalah infrastruktur listrik besar yang terdiri dari saluran listrik, pembangkit listrik, gardu induk dan transformator. Grid di Amerika Serikat dikendalikan oleh kombinasi entitas publik dan swasta. Entitas publik adalah birokrasi negara bagian dan federal yang menegakkan hukum yang mengatur industri. Entitas swasta adalah perusahaan utilitas yang menyediakan akses ke jaringan dan mengukur daya yang digunakan oleh setiap rumah atau bisnis. Kekuatan pengendali ini menentukan harga yang harus dibayar pengguna untuk setiap kilowatt jam listrik di jaringan tersebut.
Teknologi grid terus berkembang bahkan ketika orang mencari sumber energi lain untuk mengisinya. Misalnya, teknologi jaringan pintar sedang dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi dalam cara daya dipantau dan diukur untuk setiap pelanggan. Selain itu, penyimpanan jaringan di stasiun dan transformator juga dapat menyimpan energi sebagai cadangan untuk membantu mencegah pemadaman listrik selama beberapa gangguan operasional normal jaringan.
