Sumber Daya

Membangun Menara Surya Berturbin Udara

Menengah
iStock-612720768_shansekala-01 Photo: © iStock-612720768_shansekala
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Loading...
Sumber Daya Tipe
Proyek
Mata Kuliah
Fisika
Topik
Energi Keberlanjutan
Waktunya beraktifitas
45 - 60 menit

Dalam kegiatan ini, pelajar akan membangun model menara surya berturbin udara yang dapat menghasilkan listrik dari panas surya bersuhu rendah.

Sience S
Technology T
Engineering E
Mathematics M

Terkait

Tujuan Pembangunan Berkelanjutan

Pendahuluan

Matahari adalah sumber panas dan energi yang luar biasa. Bahkan, dalam waktu kurang dari 15 detik, matahari mampu memberikan energi yang dibutuhkan manusia di bumi dalam satu hari! Sebagian besar energi ini tiba di bumi dalam bentuk cahaya dan panas. Sebab itu, tak heran bahwa ada banyak pihak yang ingin dapat “memanen” energi ini dan memanfaatkannya dengan baik! Dalam dua abad terakhir, para ilmuwan telah meneliti dan mengembangkan teknologi untuk secara langsung mengubah energi matahari menjadi listrik. Saat ini, beragam metode pembangkitan tenaga surya telah tersedia, seperti sel surya, pengumpul panas surya, dan sistem pemusatan surya.

Salah satu metode tersebut adalah menara surya berturbin udara yang merupakan teknologi pengumpul panas surya. Menara ini dapat menghasilkan listrik dari panas surya bersuhu rendah. Secara fisik, teknologi pembangkit ini berupa bangunan pengumpul besar dan menara yang amat tinggi dan ramping. Struktur bangunan pengumpul menyerupai rumah kaca raksasa dan memiliki kanopi besar transparan, yang tergantung sekitar 2 hingga 20 meter dari permukaan tanah. Pada bagian tengah kanopi inilah menara berdiri menjulang, dengan dasar menara berupa tempat masuknya udara. Di dalam menara, terdapat turbin angin berukuran besar yang memproduksi listrik.

Saat sinar matahari mengenai bangunan pengumpul, panas matahari akan disimpan di bagian bawah seperti rumah kaca. Sinar itu memanaskan udara dan tanah di bagian bawah struktur kanopi. Densitas udara yang panas tidaklah setinggi udara yang dingin, sehingga udara pun akan mulai naik dan menyebabkan aliran udara yang disebut juga dengan konveksi termal. Udara tidak dapat keluar dari saluran lain selain menara. Udara yang naik di dalam menara menciptakan tekanan rendah di bagian bawah menara, sementara udara panas dari pengumpul diisap ke dalam menara melalui saluran udara yang membentuk dasar menara. Radiasi surya pun menciptakan pusaran udara yang terus menerus di dalam menara.

Turbin angin yang berada di dalamnya mengubah energi pusaran air menjadi energi mekanis dengan menggerakkan bilah turbin. Berikutnya, energi inilah yang diubah menjadi energi listrik oleh pembangkit. Meskipun teknologi ini tampak sederhana dan bisa menghasilkan energi dalam jumlah besar, belum ada sarana menara utuh yang sudah beroperasi. Namun, beberapa model contoh telah dibangun dan dipelajari.

Tujuan Utama
  • Memahami bahwa panas dari matahari bisa diubah menjadi energi listrik.
  • Memahami cara kerja menara surya berturbin udara yang menggunakan sinar matahari untuk memanaskan udara, yang kemudian menggerakkan turbin di dalam menara.
  • Memahami udara panas dapat menggerakkan bilah turbin.
Pertanyaan Panduan
  1. Apa yang terjadi pada baling-baling yang berada di puncak jarum? Apakah baling-baling bergerak?
  2. Apa yang terjadi saat lampu dinyalakan?
  3. Apa yang kamu lihat dari segi suhu? Apakah suhu berubah? Jika ya, bagaimana suhu berubah? Bisakah kamu menjelaskan sebabnya