Apakah Anda akan membeli rumah tanpa stopkontak yang berfungsi? Kita menjadi sangat bergantung pada tenaga listrik untuk banyak aktivitas kita sehari-hari. Saat ada pemadaman, kita merasakan dampak ketergantungan itu, diikuti dengan rasa lega saat listrik menyala kembali.
Listrik telah membantu kami tetap sehat, bekerja lebih efisien, dan menjalani hidup sepanjang waktu. Karena listrik memiliki pengaruh yang begitu positif dalam kehidupan kita, peneliti sains dan industri terus mencari cara untuk menyediakan tenaga listrik dengan lebih mudah dan murah. Hasilnya, inovasi dalam tenaga listrik telah menjadikan industri ini lebih bersih dan lebih efisien sepanjang sejarahnya, dan menyediakan layanan listrik untuk jutaan rumah.
Artikel ini mencakup lima pilihan teratas kami dari inovasi tersebut. Kami akan melihat teknologi yang ditargetkan ke sumber daya energi tertentu, dan kami akan memeriksa komponen inti yang memberi Anda akses ke sumber daya tersebut. Sebagai permulaan, mari kita lihat inovasi terkini untuk sumber daya terbarukan yang telah lama digunakan.
Turbin angin
Selama ribuan tahun, orang telah memanfaatkan kekuatan angin untuk menyelesaikan tugas. Misalnya, pedagang pernah mengandalkan angin untuk mengarungi dunia. Selain itu, 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 dengan tiga bilah, yang disebut rotor, di atas menara yang cukup tinggi sehingga tidak ada yang menghalangi angin. Turbin memiliki rangkaian penggerak yang mirip dengan mesin mobil yang dilengkapi generator listrik. Listrik yang dihasilkan akan ditambahkan ke jaringan listrik, yang menggerakkan ratusan rumah dan bisnis di lokasi geografis.
Satu turbin angin kecil dapat menggerakkan 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. Ladang angin menjadi semakin umum di ruang terbuka yang luas. Anda dapat melihat beberapa dari peternakan ini selama berkendara 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 menghasilkan listrik dari energi kinetik dari alam.
Bendungan Hidroelektrik
Bendungan hidroelektrik 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 seluruh listrik yang digunakan di seluruh dunia. Selain itu, struktur fisik itu sendiri adalah keajaiban teknik dan konstruksi manusia, yang menarik fotografer dan turis, menurut Biro Reklamasi A.S.
Bendungan hidroelektrik bekerja dengan menahan sejumlah besar air dan membiarkan jumlah yang terbatas mengalir melalui bendungan. Tekanan air yang dibuat dengan membatasi aliran ini sangat besar, dan pembangkit listrik tenaga air memanfaatkan tekanan ini untuk memutar turbin yang terpasang ke generator listrik. Seperti halnya 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 bendungan terbesar di dunia dapat menghasilkan sekitar 10.000 megawatt, cukup untuk digunakan jutaan orang.
Terlepas dari usianya, masa depan pembangkit listrik tenaga air cerah karena bendungan pembangkit listrik tenaga air mengalami perubahan bentuk abad ke-21. Para peneliti mencari cara untuk meningkatkan efisiensi dan dampak lingkungan dari tenaga air dengan memperbaiki bendungan yang ada dan membangun bendungan baru.
Sel Solar
Meskipun angin dan air dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga melalui gerakan, matahari menyediakan sejumlah besar energi dalam bentuk panas dan cahaya. Teknologi sel solar, yang disebut sel fotovoltaik (PV), mengubah cahaya itu menjadi listrik. Sel PV ini mengandung bahan semikonduktor seperti silikon. Elektron dalam semikonduktor bergerak saat material menyerap cahaya.
Tidak seperti teknologi tenaga air dan angin yang telah kami bahas, sel solar memiliki ukuran dan portabilitas yang serbaguna. Panel solar besar dengan ratusan sel dapat dibangun di pabrik kemudian dijual untuk direntangkan di darat atau dipasang di atap. Panel besar ini digunakan untuk memberi daya pada rumah dan bisnis dan harus diganti setelah sekitar 30 tahun. Panel solar kecil dengan hanya beberapa sel mengumpulkan cukup energi untuk menyalakan perangkat mandiri, seperti kalkulator dan penerangan luar ruangan.
Meski merupakan sumber energi yang bersih dan terbarukan, sinar matahari saja tidak cukup bagi mereka yang ingin menggunakan listrik di malam hari atau di hari berawan. Dalam kebanyakan kasus, panel solar 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 matahari ketika matahari tidak bersinar. Hanya perusahaan-perusahaan top saja yang dapat menggunakan inovasi sel solar terbaru ini, salah satunya Betberry, Joker123, Sbobet, dan lain-lain.
Sejauh ini, kami telah melihat inovasi yang memanfaatkan sumber energi terbarukan. Selanjutnya, kita akan melihat inovasi yang memanfaatkan sumber energi tak terbarukan paling efisien yang dikenal saat ini.
Reaktor nuklir
Fisi nuklir adalah proses memecah atom, melepaskan energi yang mengikat atom. Pada 1950-an, fisi nuklir dari isotop radioaktif uranium-235 membuat energi lebih murah dan lebih efisien untuk diproduksi. 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, 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 PLTN hanyalah pembangkit listrik tenaga uap yang digerakkan oleh tenaga 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 sekitar pembangkit nuklir dan potensi bahaya dari 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.
Electric Grids
Topping daftar inovasi kami adalah grid itu sendiri. Ketika orang mengatakan “jaringan”, yang mereka maksud adalah jaringan sumber daya listrik yang mencakup area geografis tertentu. Beberapa jaringan dipasang ke jaringan lain untuk berbagi sumber daya jika terjadi keadaan darurat. Kebanyakan orang yang menggunakan sumber tenaga listrik terhubung ke jaringan yang ada melalui saluran listrik.
Jaringan listrik adalah infrastruktur listrik masif 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 pengontrol ini menentukan harga yang harus dibayar pengguna untuk setiap kilowatt hour listrik di jaringan tersebut.
Teknologi jaringan terus berkembang bahkan saat orang mencari sumber energi lain untuk mengisinya. Misalnya, teknologi jaringan pintar sedang dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi dalam cara memantau dan mengukur daya untuk setiap pelanggan. Selain itu, penyimpanan jaringan di stasiun dan transformator juga dapat menyimpan energi dalam cadangan untuk membantu mencegah pemadaman selama beberapa gangguan operasional normal jaringan.