Fisika Mekanika

AnneAhira.com Referensi Ilmu Pasti Fisika

Energi Angin, Penerapan Fisika Mekanika

Ilustrasi fisika mekanika Ada benda yang tidak bisa dilihat namun bisa kita rasakan gerakannya. Benda ini paling kita sukai ketika udara panas dan mudah kita temukan di pantai atau pegunungan. Benda yang tak berwujud itu adalah angin. Jika dilihat dari fungsi praktisnya, angin memang tak bergitu terlihat manfaatnya. Namun, tahukah Anda bahwa energi angin bisa menjadi salah satu energi yang sangat membantu dalam kehidupan manusia?Gerakan angin merupakan perwujudan fisika mekanika yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi. Energi yang disediakan oleh alam ini dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik yang sangat berpotensi dikembangkan di berbagai negara.Tenaga angin yang diolah menjadi energi listrik ini disebut juga dengan pembangkit listrik tenaga angin. Meski di berbagai negara energi listrik yang berasal dari angin ini masih termasuk dalam sumber energi minor, hasil tenaga angin dari tahun ke tahun semakin mengalami peningkatan.Energi angin ini memiliki kelebihan dibandingkan dengan sumber energi lain karena jumlahnya yang banyak dan melimpah. Selain itu, sifatnya juga bersih dan tersebar luas. Bahkan, sumber energi alam yang besar ini juga dapat mengurangi efek rumah kaca. Pada tahun 2004, energi angin juga menjadi sumber penghasil energi baru yang laing murah.Tenaga angin sangat membantu kehidupan manusia dalam skala nasional, hingga mampu menjangkau daerah-daerah yang terisolir. Lalu, sebenaranya bagaimana angin itu terbentuk dan seperti apakah pemanfaatannya sebagai tenaga listrik di berbagai negara? Selain itu, penerapan fisika mekanika seperti apakah yang sudah dilakukan? Ini dia informasinya untuk Anda.Energi Tersembunyi dari MatahariSetiap hari matahari menyinari bumi. Akibatnya, permukaan bumi menjadi panas. Namun, sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi tidak merata. Bagian khatulistiwa umumnya mendapat sinar matahari lebih banyak daripada di daerah kutub, sehingga temperatur udara di khatulistiwa lebih hangat daripada udara kutub.Temperatur yang hangat juga akan membuat kerapatan (densitas) dan tekanan udara menjadi rendah. Perbedaan temperatur, kerapatan, dan tekanan antara bagian bumi di khatulistiwa dan kutub itulah yang menyebabkan terjadinya gerakan atau mekanika angin. Kincir Angin Berbicara tentang kincir angin, pikiran Anda mungkin langsung mengarah pada negara Belanda yang dijuluki sebagai negara kincir angin. Nah, rupanya kincir angin inilah yang mampu mengolah energi angin menjadi energi yang bermanfaat untuk kehidupan manusia. Kincir angin rupanya sudah dikenal sejak sebelum abad ke-9 Masehi. Negara pertama yang menggunakannya adalah Iran dan Afganistan. Setelah itu Cina memanfaatkannya sebagai mesin untuk menguapkan air laut menjadi garam. Baru pada abad ke-19, kincir angin ini digunakan sebagai pembangkit listrik. Tokoh yang memanfaatkan kincir angin sebagai pembangkit tenaga listrik untuk pertama kalinya adalah seseorang berkebangsaan Denmark bernama P. La Cour. Pada masa berikutnya yaitu pada tahun 1940, kembali dilakukan eksperimen kincir angin di Amerika Serikat. Hingga sampai saat ini, Amerika dan Eropa merupakan daerah yang menggunakan kincir angin terbanyak.Lalu, bagaimana kincir angin itu bisa bergerak? Gerakan angin merupakan salah satu bentuk energi yaitu energi kinetik. Energi kinetik dari angin tersebut diubah menjadi energi mekanik. Perubahan tersebut terjadi dengan akibat angin memutar kincir. Selanjutnya kincir dipakai untuk menggerakkan mesin sederhana berupa penggiling atau semacam pompa. Tanpa menggunakan listrik, mesin-mesin tersebut dapat bekerja sepanjang hari selama angin terus bertiup.Berdasarkan bentuk baling-balingnya, kincir angin dapat dibagi menjadi kincir angin vertikal dan kincir angin horizontal. Sampai sekarang, kedua bentuk kincir angin tersebut masih dapat kita temukan di negara-negara Eropa dan Timur Tengah.Kincir angin vertikal memiliki beban menara yang lebih ringan karena generator dan gearbox diletakkan di bagian bawah. Selain itu, porosnyapun berputar secara vertikal. Sedangkan kincir angin horizontal memiliki generator listrik di bagian atas menara.Di Indonesia, belum banyak kincir angin yang dibangun. Hanya saja, sejak dulu kala kerajaan-kerajaan kuno yang pernah ada di Indonesia telah memanfaatkan tenaga angin untuk berlayar mengarungi laut dan samudera. Sebenarnya, Indonesia memiliki beberapa daerah yang berpotensi bisa menjadi lokasi pemanfaatan energi angin.Daerah-daerah yang berpotensi menjadi lokasi pemanfaatan energi angin memiliki kecepatan angin yang konstan. Selain itu, arahnyapun tidak berubah-ubah dan dan stabil. Lokasi yang berpotensi untuk pemanfaatan kincir angin adalah di daerah berbukit, laut, atau garis pantai. Pemilihan lokasi juga mempengaruhi jenis dan jarak pemasangan. Berbagai penelitian terus dikembangkan untuk memanfaatkan fisika mekanika angin lebih lanjut. Salah satu negara yang mengembangkan tenaga angin tersebut adalah Amerika Serikat. Sejak 1930-an setidaknya telah berdiri 600.000 kincir angin di Amerika Serikat. Kincir Angin tersebut memenuhi kebutuhan listrik dan air di daerah pedalaman dan pedesaan Amerika. Selain untuk daerah pedesaan, listrik-listrik tersebut juga dilairkan ke kota-kota kecil di sekitar kincir angin berada.Sayangnya, pemanfaatan fisika mekanika angin untuk menghasilkan listrik tersebut terhenti setelah berkembangnya mesin-mesin berbahan bakar minyak bumi dan bahan bakar fosil lainnya. Ketika krisis minyak bumi terjadi pada 1970-an, seruan untuk kembali memanfaatkan tenaga angin untuk memenuhi kebutuhan listrik didengungkan lagi oleh berbagai pihak. Pada pertengahan 1980-an, kincir angin telah mampu menghasilkan listrik sebesar 150 kW. Pada 2006, kincir angin yang dijual secara bebas mampu menghasilkan listrik lebih dari 1 MW, bahkan mencapai 4 MW.Salah satu negara yang memanfaatkan ladang kincir angin untuk mencukupi kebutuhan energi masyarakatnya adalah Cina. Hingga saat ini, Cina memiliki 80 ladang kincir angin yang mampu menghasilkan energi hingga 45 Giga Watt. Pada beberapa tahun mendatang, Cina masih berencana akan meningkatkan jumlah ladang dan jumlah energi yang dihasilkan. Hal ini dipengaruhi oleh tingginya tingkat kebutuhan energi masyarakat Cina dan juga lokasi yang memang berpotensi.Selain Cina, India juga menjadi salah satu negara yang memanfaatkan energi angin terbesar adalah India. Berbeda dengan Cina, India justru tidak banyak memiliki lokasi yang berpotensi besar untuk pemanfaatan kincir angin. Kincir angin banyak terletak di daerah pertanian dan pegunungan.Spanyol juga termasuk negara yang banyak memanfaatkan energi angin sebagai energi listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik nasional. Ada juga Jerman yang mendirikan lebih dari 20 ribu kincir angin yang mampu mencukupi 9% kebutuhan listrik rakyatnya. Bahkan, di Jerman juga terdapat kincir angin terbesar yang mampu menghasilkan energi hingga 7 MW.Teknologi Modern Fisika Mekanika AnginBerbagai perangkat untuk menghasilkan energi dari tenaga angin terus dikembangkan. Perangkat tersebut dirancang hemat biaya, namun menghasilkan energi dalam jumlah besar. Salah satu cara untuk menghemat biaya dan menghasilkan energi besar adalah pembuatan kincir angin yang dapat melayang pada ketinggian tertentu.Semakin tinggi suatu tempat, semakin kencang juga kecepatan anginnya. Di permukaan tanah, kecepatan angin seringkali terhambat pegunungan, pohon, dan bentuk tanah yang tidak rata sehingga menghasilkan gaya gesekan yang besar.Di tempat tinggi, gaya gesekan ini mengecil sehingga tiupan angin lebih kencang. Selain jumlah energi yang dihasilkan cukup besar, energi dari tenaga angin juga bebas polusi sehingga sangat pantas dijadikan sebagai salah satu bentuk energi masa depan.Tak ada salahnya jika Indonesia mulai memanfaatkan energi angin ini secara maksimal seperti negara-negara lainnya. Selain melimpah dan sifatnya yang bersih, energi angin juga bisa menjadi jawaban untuk mengurangi efek rumah kaca. Jika dimanfaatkan dengan baik dan semaksimal mungkin, Indonesia juga bisa menjadi negara penghasil energi ramah lingkungan yang mampu mencukupi energi masyarakatnya dengan cara yang bijaksana.