Tenaga yang boleh diperbaharui

Alhamdulillah sudah post yang ke-12 , kali ini kita akan melihat kepada Tenaga Yang Boleh Diperbaharui(Renewable Energy) yang mungkin ada hubung kait dengan kecekapan tenaga.

Definisi : Sumber – sumber tenaga yang boleh diperbaharui boleh diganti secara semula jadi dalam jangka masa yang singkat. Sumber tenaga ini akan kekal selamanya walaupun kita berterusan menggunakannya.Sumber – sumber tenaga yang boleh diperbaharui seperti tenaga suria atau solar, tenaga angin, tenaga air atau kuasa hidro dan bahan bakar biojisim. Kebanyakan sumber – sumber tenaga yang boleh diperbaharui ini digunakan untuk menghasilkan arus elektrik.Tidak seperti bahan bakar fosil, sumber tenaga yang boleh diperbaharui yang bukan berasaskan biojisim (kuasa hidro, angin dan suria) tidak menghasilkan secara langsung gas – gas rumah hijau

TENAGA SURIA

Matahari telah membekalkan tenaga selama berbilion – billion tahun. Tenaga suria adalah sinaran – sinaran Matahari (radiasi suria) yang sampai ke Bumi. Tenaga ini boleh ditukarkan menjadi bentuk tenaga yang lain seperti tenaga haba dan elektrik.

Tenaga Suria boleh ditukarkan kepada tenaga elektrik melalui dua kaedah iaitu:

i)Alat Voltan Foto (PV) atau sel-sel suria
ii)Loji Kuasa Suria                       
Alat Voltan Foto (PV) atau ‘sel – sel suria’ yang menukarkan cahaya Matahari terus kepada tenaga elektrik. Setiap sel suria dikumpulkan menjadi panel dan susunan panel boleh digunakan secara meluas, dari sel – sel kecil yang hanya mencas kalkulator dan bateri jam, sehinggalah kepada loji janakuasa yang merangkumi beberapa ekar.

Namun, bagaimana pula dengan sel-sel suria?Cahaya Matahari mengandungi foton, atau zarah – zarah tenaga suria. Foton – foton ini terdiri daripada pelbagai jumlah tenaga yang bergantung kepada perbezaan panjang gelombang cahaya spektrum suria.
                        

Apabila foton mengenai sel suria, ia mungkin dipantulkan semula, terus menembusi, atau diserap. Hanya foton yang diserap membekalkan tenaga untuk menjana elektrik. Apabila cukup cahaya Matahari (tenaga) yang diserap oleh bahan (semikonduktor), elektron akan terkeluar daripada atom bahan, oleh itu elektron secara semulajadi bergerak menuju ke permukaan. Apabila elektron meninggalkan kedudukan mereka, ia membentuk lubang. Apabila banyak elektron yang bercas negatif bergerak menuju ke permukaan sel, hasilnya ialah berlaku ketidakseimbangan cas antara sel – sel pada permukaan hadapan dan belakang yang membentuk potensi voltan sama seperti terminal negatif dan positif sesebuah bateri. Apabila dua permukaan tersebut disambungkan dengan beban luaran, seperti alatan elektrik, arus elektrik akan mengalir.
 
LOJI PENGUMPULAN KUASA SURIALoji Pengumpulan Kuasa Suria menjana elektrik dengan menggunakan haba daripada pengumpul terma suria untuk memanaskan cecair yang mana akan menghasilkan stim memberi kuasa kepada generator.                         

LOJI KUASA THERMA SURIA

            
Loji Kuasa Terma Suria menggunakan sinaran Matahari untuk memanaskan cecair ke satu suhu yang amat tinggi. Cecair itu kemudiannnya dialirkan menerusi paip, oleh itu ia boleh memindahkan habanya kepada air untuk menghasilkan stim. Stim ditukarkan kepada tenaga mekanikal atau kinetik dalam turbin dan kemudian kepada elektrik oleh generator yang disambungkan kepada turbin.Tenaga terma suria selalunya digunanakan untuk memanaskan air yang digunakan di rumah dan juga kolam renang dan untuk memanaskan bahagian dalam bangunan (‘pemanasan ruang’).

Walau bagaimanapun ,terdapat beberape kelemahan menggunakan kaedah ini
-Jumlah cahaya Matahari yang tiba di permukaan Bumi tidak tetap. Ia bergantung kepada lokasi, hari, tahun dan keadaan cuaca.Disebabkan Matahari tidak memancarkan cukup tenaga pada satu tempat dalam satu masa, satu kawasan yang luas diperlukan untuk mengumpulkan tenaga pada kadar yang mencukupi untuk menghasilkan tenaga.

TENAGA ANGIN

                       Angin adalah udara yang bergerak. Ini terjadi oleh pemanasan permukaan Bumi yang tidak sama oleh Matahari. Disebabkan permukaan Bumi terdiri daripada pelbagai jenis bentuk muka bumi dan air, ia menyerap haba cahaya Matahari pada kadar yang berbeza – beza. Satu contoh menunjukkan berlakunya pemanasan tidak sekata ini ialah kitaran angin semula jadi.


kitaran angin semulajadiKetika waktu siang, udara pada permukaan darat menjadi panas lebih cepat berbanding udara pada permukaan air. Udara panas pada permukaan darat mengembang dan bergerak ke atas, kemudian udara yang lebih berat dan lebih sejuk dengan pantas mengisi ruang yang ditinggalkan, ini yang menyebabkan berlakunya angin. Pada waktu malam, prosesnya adalah terbalik kerana udara pada permukaan darat lebih cepat menjadi sejuk berbanding udara pada permukaan air.
Adalah sama, angin atmosfera yang berkitar sekeliling Bumi terjadi disebabkan oleh permukaan berdekatan garisan khatulistiwa Bumi mengalami pemanasan yang lebih oleh Matahari berbanding permukaan Bumi di kutub Utara dan Selatan.


                      

tenaga angin menjana elektrik

Angin adalah tenaga yang boleh diperbaharui sama seperti tenaga suria kerana ia sentiasa bertiup.Bagaimana ia berfungsi?

Petani telah menggunakan tenaga angin selama beberapa tahun untuk mengepam air dari perigi menggunakan kincir angin.

Angin juga digunakan untuk memusingkan batu pengisar untuk mengisar gandum atau biji jagung.


Angin juga digunakan untuk menghasilkan elektrik. Angin yang bertiup (tenaga kinetik) akan memusing bilah kipas pada turbin
Bilah kipas akan menggerakkan gandar yang disambungkan pada generator yang akan menghasilkan tenaga elektrik.
Setelah elektrik dihasilkan oleh turbin, elektrik dari seluruh ladang angin akan dikumpulkan dan dihantar ke transformer. Voltan akan ditambahkan untuk dihantar melalui kabel berkemampuan tinggi.

TENAGA KUASA HIDRO

Tenaga kuasa hidro merupakan tenaga yang boleh diperbaharui yang boleh menjana elektrik.
Dalam membincangkan tentang kuasa hidro, ia sebenarnya termasuk kuasa hidroelektrik, kuasa air pasang surut, kuasa ombak, dan tenaga haba laut. Tetapi, ia banyak berkisar tentang janakuasa hidroelektrik kerana ia digunakan untuk menjana elektrik di kebanyakan negara di dunia.
Tenaga kuasa hidro bergantung kepada kitaran air. Memahami kitaran air adalah penting untuk memahami kuasa hidro.

kitaran air

Tenaga suria memanaskan air pada permukaan, menyebabkan ia tersejat. Wap air ini akan mengkondensasi menjadi awan dan turun semula ke permukaan Bumi sebagai hujan.

Air mengalir menerusi sungai menuju laut, di mana ia tersejat dan kitaran air berlaku semula.
                               

tenaga mekanikal terhasil daripada air yang bergerak

Jumlah tenaga yang ada pada air yang bergerak ditentukan oleh aliran atau terjunannya. Kederasan air yang mengalir dalam sungai yang besar, membawa suatu tenaga yang besar dalam alirannya. Air yang jatuh atau terjun dengan laju dari satu titik yang tinggi, juga mempunyai banyak tenaga dalam alirannya. Ini dipanggil sebagai tenaga keupayaan.

Sama juga, apabila air mengalir menerusi saluran paip (tenaga keupayaan), kemudian menolak dan memusingkan bilah turbin (tenaga kinetik) untuk memutarkan generator bagi menghasilkan elektrik (tenaga elektrik). Dalam sistem sungai yang mengalir, daya arus berpunca dengan adanya, sementara dalam sistem simpanan air, air dikumpulkan di dalam takungan membentuk empangan, kemudian dilepaskan untuk menjana elektrik.
Disebabkan sumber kuasa hidroelektrik ialah air, stesen janakuasa hidroelektrik mesti berada dekat dengan sumber air. Kawasan empangan juga boleh dijadikan tempat rekreasi yang menawarkan aktiviti sukan air dan memancing.                                                 

TENAGA BIOJISIM
Biojisim – Tenaga Yang Boleh Diperbaharui Daripada Tumbuhan dan Haiwan

Biojisim ialah bahan organik diperbuat daripada tumbuhan dan haiwan. Biojisim mengandungi tenaga tersimpan daripada Matahari. Tumbuhan menyerap tenaga Matahari melalui satu proses yang dipanggil sebagai fotosintesis. Tenaga kimia dalam tumbuhan dipindahkan kepada haiwan dan kemudian kepada manusia apabila manusia memakannya.
Biojisim ialah tenaga yang boleh diperbaharui kerana kita boleh tanam banyak pokok dan tanaman, dan bahan buangan akan sentiasa dihasilkan. Beberapa contoh bahan bakar biojisim ialah kayu, tanaman, baja dan bahan buangan pepejal - sampah.

Apabila dibakar, tenaga kimia dalam biojisim dibebaskan sebagai haba. Apabila membakar kayu, ia merupakan bahan bakar biojisim. Sisa makanan atau sampah boleh dibakar untuk menghasilkan stim menjana elektrik, atau membekalkan haba kepada industri dan rumah.
                                        

menukarkan biojisim kepada bentuk tenaga yag lain

Biojisim boleh ditukarkan kepada beberapa bentuk tenaga lain yang berguna, seperti gas metana atau bahan bakar kenderaan, seperti etanol dan biodiesel.

Gas metana merupakan kandungan utama gas asli. Bahan – bahan yang berbau, seperti sampah yang mereput, dan bahan buangan pertanian dan bahan buangan oleh manusia, membebaskan gas metana – yang juga dikenali sebagai “gas bahan buangan” atau “biogas”.

Hasil tanaman seperti jagung dan tebu boleh difermentasikan menghasilkan etanol. Biodiesel, satu lagi bahan bakar kenderaan, boleh dihasilkan daripada tinggalan produk makanan seperti minyak sayuran dan lemak haiwan.

Bentuk biojisim yang paling biasa ialah kayu. Ia telah digunakan beberapa ribu tahun yang lalu sebagai bahan bakar untuk pemanasan dan memasak. Kayu berterusan menjadi sumber tenaga utama di kebanyakan negara yang membangun.


Kayu dan bahan buangan kayu (kulit kayu, habuk kayu, serpihan kayu dan skrap kayu) membekalkan kita tenaga. Ia digunakan oleh industri, penjanaan kuasa elektrik, dan perniagaan komersial. Selain itu, ia digunakan di rumah untuk pemanasan dan memasak.

tenaga daripada sampah
Sampah, selalunya dikenali sebagai bahan buangan sisa pepejal, merupakan sumber tenaga biojisim. Sisa pepejal ini mengandungi bahan biojisim (atau biogenik) seperti kertas, kadbod, skrap makanan, rumput yang dipotong, daunan, kayu dan produk kulit, dan lain –lain bahan bukan – biojisim yang mudah terbakar seperti plastik dan lain – lain bahan sintetik yang diperbuat daripada petroleum.
Penguraian biojisim di tapak pelupusan sampah menghasilkan gas metana – biogas, yang mana digunakan untuk menjana elektrik.