Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Tenaga Air dan Teknologi Energi Air Lainnya



 Teknologi air mencakup berbagai sistem yang menggunakan laut atau air tawar untuk listrik atau energi panas. Teknologi air yang paling dikenal adalah tenaga air, di mana gaya air yang bergerak menggerakkan turbin, yang selanjutnya menjalankan generator untuk menghasilkan listrik. Tenaga air dan teknologi air lainnya dapat diperbarui karena bahan bakarnya secara alami diisi ulang melalui siklus air; mereka adalah alternatif bersih dari pembakaran bahan bakar fosil yang menyebabkan perubahan iklim. Tenaga air tidak memerlukan pembelian bahan bakar untuk pembangkitan, tidak seperti gas alam, batu bara, dan pembangkit listrik berbahan bakar lainnya. Satu-satunya biaya adalah pembangunan dan pengoperasian fasilitas pembangkit.

Secara global, tenaga air menyumbang sekitar 15 persen dari pembangkit listrik. Pada 2014, pembangkit listrik tenaga air AS memiliki kapasitas sekitar 101.000 megawatt (MW) dan menghasilkan 6 persen dari total energi dan 48 persen.listrik terbarukan di Amerika Serikat. Meskipun lokasi yang paling cocok untuk bendungan skala besar telah dikembangkan di Amerika Serikat dan secara global, terdapat banyak peluang untuk memasang sistem tenaga air di bendungan yang ada saat ini tanpa kemampuan pembangkit, dan untuk menggunakan teknologi energi air lainnya di sungai, zona pasang surut, dan laut terbuka. Menurut dua studi tahun 2012 oleh Departemen Energi AS, bendungan yang ada yang saat ini tidak menghasilkan listrik dapat menyediakan 12.000 MW kapasitas tambahan, dan jika instalasi baru (termasuk yang memanfaatkan gelombang dan arus pasang surut) dibangun, tenaga air berpotensi menyediakan 15 persen. listrik Amerika pada tahun 2030 (vs. 6 persen hari ini).

Fasilitas pembangkit listrik tenaga air dapat dipasang di sungai, lautan, atau danau.

 

Sungai


Bendungan

Bendungan tenaga air besar di sungai-sungai besar adalah pembangkit energi air yang paling berkembang. Tanaman penyimpanan atau reservoir yang dipompa menyimpan air di reservoir untuk dilepaskan untuk digunakan ketika sungai mengalir lebih lambat atau selama waktu permintaan energi puncak. Hal ini memungkinkan pembangkit listrik beban dasar yang andal. Bendungan Hoover di Nevada dan Bendungan Grand Coulee di Washington adalah contoh dari fasilitas besar ini. Bendungan besar juga memenuhi berbagai kebutuhan masyarakat seperti irigasi, pengendalian banjir, dan rekreasi.

Ada beberapa kelemahan pada tanaman reservoir. Studi menunjukkan bahwa waduk besar di iklim boreal dan tropis mengeluarkan gas rumah kaca sebanyak pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Vegetasi yang terendam terurai, melepaskan metana dan karbon dioksida dalam ledakan besar di awal kehidupan bendungan dan berlanjut dalam jumlah yang lebih sedikit selama penggunaan bendungan. Dampak lebih lanjut termasuk perubahan suhu air, oksigen terlarut dan nutrisi lainnya, kerusakan ekosistem sungai, perpindahan masyarakat oleh perubahan aliran sungai, dan ketidakstabilan tepi sungai yang menyebabkan deforestasi, banjir, dan erosi. Tenaga air rentan terhadap perubahan iklim. Kekeringan berkepanjangan dapat mengurangi permukaan air sungai, menurunkan pembangkit listrik, sementara gletser mencair, tumpukan salju cepat mencair,

Run-of-the-River

Instalasi aliran sungai tidak memiliki fasilitas penyimpanan air tetapi dapat menggunakan bendungan tingkat rendah untuk meningkatkan perbedaan antara tingkat pengambilan air dan turbin. Dalam hal ini, aliran sungai alami menghasilkan listrik dan jumlah daya yang dihasilkan berfluktuasi tergantung pada siklus sungai. Meskipun teknologi run-of-the-river dapat digunakan untuk pembangkit listrik skala besar, teknologi ini umumnya diterapkan untuk memasok listrik ke komunitas individu, dengan kapasitas kurang dari 30 MW. Bentuk pembangkit listrik ini populer di daerah pedesaan Cina, tetapi memiliki potensi penerapan di banyak tempat, termasuk di Amerika Serikat. Teknologi run-of-the-river biasanya lebih sedikit mengganggu aliran sungai dibandingkan dengan bendungan pembangkit listrik tenaga air besar.

Arus

Generasi saat ini bekerja mirip dengan turbin angin, tetapi di bawah air. Karena air lebih padat daripada udara, air yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan menghasilkan lebih banyak tenaga daripada yang dihasilkan oleh kecepatan angin yang sebanding. Bagaimanapun, turbin itu sendiri harus lebih kuat dan, oleh karena itu, lebih mahal. Dampak lingkungan dari turbin saat ini tidak jelas. Ini bisa membahayakan populasi ikan tetapi turbin yang aman untuk ikan telah dikembangkan.

Amerika Serikat memiliki banyak lokasi potensial di mana pembangkitan saat ini dapat terjadi, dan beberapa proyek sedang berlangsung, termasuk di East River di New York dan San Francisco Bay. Federal Energy Regulatory Commission mengeluarkan lisensi proyek percontohan energi pasang surut komersial AS pertama pada tahun 2012. Lisensi 10 tahun menetapkan proyek East River (Roosevelt Island Tidal Energy) pada jalur menuju pembangunan 30 turbin untuk menghasilkan 1 MW.

 

Lautan


Rentetan Pasang Surut

Tenaga pasang surut laut memanfaatkan siklus energi yang dapat diprediksi yang dihasilkan oleh pasang surut. Sebuah bendungan pasang surut bekerja sama dengan bendungan waduk tenaga air besar, tetapi ditempatkan di pintu masuk ke teluk atau muara. Air yang tertahan di teluk dilepaskan melalui turbin dalam bendungan dan menghasilkan tenaga. Air pasang harus memiliki jarak yang cukup besar antara pasang naik dan surut, sekitar sepuluh kaki, agar bendungan berfungsi secara ekonomis. Situs potensial terbaik terletak di Eropa utara dan Pantai Barat AS. Rentetan pasang surut di La Rance, Perancis telah beroperasi sejak tahun 1967 dengan kapasitas 240 MW. Potensi dampak lingkungan dari bendungan bisa menjadi signifikan karena dibangun di ekosistem muara yang rapuh, tetapi desain yang tidak terlalu mengganggu seperti pagar atau tongkang apung sedang dalam pengembangan.

Arus Pasang Surut

Mirip dengan teknologi arus sungai, turbin yang ditambatkan ke dasar laut atau digantung dari pelampung di jalur arus laut dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga. Meskipun teknologi ini sedang dalam tahap pengembangan, beberapa lokasi potensial di Amerika Serikat termasuk Teluk Maine, Carolina Utara, Pasifik Barat Laut, dan Arus Teluk di lepas Florida.

Gelombang

Saat angin bergerak di atas permukaan laut, ia mentransfer energi ke air dan menciptakan gelombang. Meskipun ukuran dan kecepatannya bervariasi, gelombang dapat diprediksi dan dibuat secara konstan. Di perairan pesisir AS saja, total energi gelombang tahunan adalah 2.100 terawatt jam.

Berbagai teknologi sedang diuji untuk mengubah energi gelombang menjadi listrik. Sebagian besar sistem menangkap energi di permukaan gelombang atau menggunakan perbedaan tekanan tepat di bawah permukaan. Sistem ini menggunakan gelombang besar untuk menciptakan tekanan dan menggerakkan pompa hidrolik atau udara bertekanan, yang pada gilirannya menggerakkan generator. Dampak lingkungan dari pembangkit gelombang tidak sepenuhnya diketahui, tetapi dianggap minimal dan spesifik lokasi.

Lokasi potensial terbaik untuk menghasilkan gelombang adalah wilayah samudra dengan arus angin yang kuat. Daerah-daerah ini berada di antara garis lintang 30 ° dan 60 °, daerah kutub dengan seringnya badai, daerah dekat perdagangan angin khatulistiwa, dan pantai barat benua. Teknologi angin dan gelombang hibrida untuk ladang energi lepas pantai sedang dalam pengembangan. Lokasi potensial di Amerika Serikat untuk pertanian energi gelombang angin hibrida termasuk daerah pesisir Pantai Timur dan Barat Laut Pasifik.

Konversi Energi Panas Laut

Konversi energi panas laut (OTEC) menggunakan uap yang dihasilkan dari air permukaan hangat untuk menghasilkan turbin yang berputar. Air laut dalam yang dingin mengembunkan uap kembali menjadi air untuk digunakan kembali. Diperlukan perbedaan suhu 36 ° F antara permukaan dan air dalam. Situs-situs potensial termasuk pulau-pulau tropis. OTEC sedang dalam tahap pengembangan awal dan belum hemat biaya, karena tingginya biaya pemompaan air dalam ke stasiun pembangkit permukaan. OTEC dapat dipasangkan dengan sistem AC termal laut (lihat di bawah). Selain itu, perairan dalam yang kaya nutrisi dapat membantu dalam budidaya perairan. Kolam permukaan yang dipompa dengan air dalam dapat membudidayakan salmon, lobster, dan makanan laut lainnya serta plankton dan alga.

Pendingin Udara Panas Laut / Danau

Selain pembangkit listrik, air juga dapat digunakan untuk energi panas langsung. Air dari danau atau lautan dapat menjadi penyejuk udara bagi bangunan. Air dalam yang dingin digunakan untuk mendinginkan air tawar yang bersirkulasi melalui gedung dalam sistem pipa tertutup, menyediakan AC dengan biaya lebih rendah daripada metode tradisional. Air yang dihabiskan dikembalikan ke laut atau danau untuk memperbarui siklus. Air dalam yang dingin harus berada di antara 39 ° F dan 45 ° F dan dekat dengan pantai agar ekonomis. Contoh sistem pendingin termal laut terlihat di Hawaii (berlokasi bersama dengan fasilitas OTEC), dan Toronto, di mana air dari Danau Ontario digunakan untuk mengondisikan udara bangunan di pusat kota. Proyek OTEC skala besar (100 MW +) yang terletak di komunitas pulau seperti Puerto Rico, Hawaii atau Guam dapat layak secara ekonomi.

Posting Komentar untuk "Tenaga Air dan Teknologi Energi Air Lainnya"