(A-TENAGA merupakan istilah yang membawa maksud Alternatif - Tenaga. Alternatif Tenaga merupakan sumber yang dapat menggantikan tenaga-tenaga yang tidak boleh diperbaharui.)
Pembangunan RE akan bergantung sepenuhnya kepada bantuan kerajaan. Jika dibandingkan dengan kaedah konvensional yang lain, RE mempunyai kebaikan dan keburukan juga. Untuk menyokong sistem RE kita perlu sekurang-kurangnya satu sistem pada skala operasi. Kita juga perlu akur bahawa bekalan tenaga kepada grid daripada sumber RE adalah tidak stabil. Ini perlu diiktiraf sebagai satu masalah utama. Penyelidikan dan pembangunan sememangnya dapat mengatasi masalah ini kerana ia hanya memerlukan penstabilan proses. Ini memerlukan penyepaduan kepada loji RE yang lebih besar dan memberikan output yang lebih stabil.
Pembangunan tenaga solar mempunyai kos sebagai penghalang utama. Bayangkan jika Malaysia menggunakan tenaga solar dengan skala besar, kita akan menggunakan banyak pasir (sumber yang tidak boleh diperbaharui).
Tenaga dapat diperbaharui adalah tenaga yang berasal dari sumber daya alam seperti sinar matahari, angin, hujan, pasang surut , dan panas bumi, diperbaharui (alami dicas semula). Pada tahun 2008, sekitar 19% dari pengambilan tenaga global berasal dari tenaga boleh diperbaharui akhir, dengan 13% berasal dari tradisional Biojisim, yang terutama digunakan untuk pemanasan, dan 3.2% dari pembangkit elektrik tenaga air. baru diperbaharui (hidro kecil, Biojisim moden, angin, suria, panas bumi, dan biofuel) berjumlah 2.7% lagi dan berkembang sangat pesat.
Kuasa angin tumbuh sebanyak 30% pada tahun, dengan ruangan dipasang di seluruh dunia dari 157,900 megawatt (MW) pada tahun 2009, dan secara luas digunakan di Eropah, Asia, dan Amerika Syarikat. Pada akhir tahun 2009, kumulatif fotovoltaik global (PV) pemasangan melampaui 21,000 MW dan penjanaan elektrik PV masyhur di Jerman dan Sepanyol. Kuasa panas suria stesen beroperasi di Amerika Syarikat dan Sepanyol, dan terbesar ini adalah 354 MW segs penjana elektrik di Padang Pasir Mojave. Pemasangan panas bumi elektrik air mancur panas terbesar di dunia di California, dengan ruangan ukuran dasar 750 MW. Brazil mempunyai salah satu program terbesar tenaga boleh diperbaharui di dunia, yang melibatkan pengeluaran bahan bakar etanol dari tebu, dan etanol sekarang menyediakan 18% bahan bakar automotif negara itu. Bahan bakar ethanol juga banyak terdapat di Amerika Syarikat.
Sementara banyak projek tenaga boleh diperbaharui secara besar-besaran, teknologi boleh diperbaharui juga sesuai untuk luar bandar dan daerah terpencil, di mana tenaga sering penting dalam pembangunan manusia. Secara global, dianggarkan sekitar 3 juta rumah tangga mendapat kekuatan dari sistem kecil matahari PV. Sistem mikro-hidro dikonfigurasikan ke skala kampung atau wilayah skala mini-grid melayani banyak daerah. Lebih dari 30 juta rumah tangga di luar bandar mendapatkan pencahayaan dan memasak dari biogas buatan Digester skala rumah tangga. Biojisim tungku digunakan oleh 160 juta rumah tangga.
TENAGA YANG BOLEH DIPERBAHARUI
Malaysia sendiri yang memasuki babak baru dalam pembangunannya yang berteraskan kepada wawasan negara ingin menjadi negara maju menjelang 2020. Hasrat ini hanya akan tercapai sekiranya negara mampu membekalkan tenaga secukupnya untuk pembangunannya serta dapat menjamin keseimbangan pembangunan dengan alam sekitar yang selesa. Dengan sebab itu, kerajaan sanggup berbelanja berjuta-juta ringgit bagi meningkatkan lagi keupayaan penghasilan tenaga elektrik untuk perkembangan ekonomi dan taraf hidup. Dalam abad ke-21, permintaan tenaga negara dijangka akan terus meningkat dengan cepat. Bagi memenuhi hasrat pembangunan ini, adalah penting Malaysia mencari satu sumber tenaga yang baru sebagai langkah alternatif dan persediaan masa depan selain daripada hanya bergantung pada bekalan kuasa elektrik konvensional yang ada sekarang.
Kemajuan dan pembangunan negara memerlukan kepada dokongan bekalan sumber tenaga yang bukan sahaja berkekalan, tetapi juga bersih, selamat dan menjimatkan. Sekurang-kurangnya untuk tempoh yang terdekat ini, dunia masih memerlukan sumber bahan api fosil kerana teknologi yang ada kini hampir semua bergantung kepadanya. Bergantung hanya kepada satu sumber tenaga yang pastinya akan pupus ini amat tidak menjamin kelangsungan pembangunan sesebuah negara. Tenaga yang boleh diperbaharui merupakan alternatif yang terbaik kerana ia bebas daripada kesan buruk.
Hampir 2 kali ganda sumber tenaga utama dunia hari ini diperlukan menjelang tahun 2020, dan lebih 80% populasi dunia akan hidup di dalam negara yang membangun. Sumber tenaga yang ada sekarang tidak konsisten dari segi ekonomi malahan berdepan dengan cabaran pada masa depan. Untuk menampung keseluruhan populasi dunia, penggunaan sumber tenaga yang ada hari ini belum cukup efektif jika dinilai dari segi kos dan ekonomi. Tambahan pula, kesan persekitaran yang tercemar berpunca dari sumber tenaga konvensional lebih menggambarkan bermulanya kenaikan kos sumber tenaga.
Oleh sebab itu, penyelidikan secara intensif, pembangunan dan kajian bagi mencari teknologi baru untuk menjana tenaga diperlukan. Pada masa ini, penggunaan sumber tenaga yang boleh diperbaharui (Renewable Energy) memerlukan masa dan penilaian dari pelbagai aspek pembangunan. Namun demikian, ianya berpotensi dalam mengurangkan kos sumber tenaga. Dengan jangkaan kenaikan harga minyak kelak dan kos pemeliharaan alam sekitar kesan daripada sistem sumber tenaga konvensional pada hari ini, menunjukkan sumber tenaga boleh diperbaharui akan menjadi salah satu penyumbang tenaga yang utama dalam beberapa dekad lagi.
Malaysia sendiri yang memasuki babak baru dalam pembangunannya yang berteraskan kepada wawasan negara ingin menjadi negara maju menjelang 2020. Hasrat ini hanya akan tercapai sekiranya negara mampu membekalkan tenaga secukupnya untuk pembangunannya serta dapat menjamin keseimbangan pembangunan dengan alam sekitar yang selesa. Dengan sebab itu, kerajaan sanggup berbelanja berjuta-juta ringgit bagi meningkatkan lagi keupayaan penghasilan tenaga elektrik untuk perkembangan ekonomi dan taraf hidup. Dalam abad ke-21, permintaan tenaga negara dijangka akan terus meningkat dengan cepat. Bagi memenuhi hasrat pembangunan ini, adalah penting Malaysia mencari satu sumber tenaga yang baru sebagai langkah alternatif dan persediaan masa depan selain daripada hanya bergantung pada bekalan kuasa elektrik konvensional yang ada sekarang.
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 ialah 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 / SOLAR (‘Solar Energy’)
Tenaga suria atau tenaga solar adalah teknologi untuk mendapatkan tenaga berguna daripada cahaya matahari. Tenaga matahari telah digunakan dalam banyak teknologi tradisional sejak beberapa abad dan telah digunakan secara meluas ketika ketiadaan bekalan tenaga lain, seperti di kawasan terpencil dan di angkasa lepas. Tenaga matahari sekarang digunakan dalam beberapa pengunaan:
- Pemanasan (air panas, pemanasan bangunan, masakan)
- Generasi elektrik (fotovoltaik, enjin pemanasan)
- Penyahmasinan air laut.
1) Apabila ia ditukarkan kepada tenaga haba, tenaga suria boleh digunakan untuk :
- Memanaskan air – digunakan di rumah, bangunan atau kolam renang
- Memanaskan ruang – di dalam rumah, rumah hijau dan bangunan – bangunan lain.
2) Tenaga suria boleh ditukarkan menjadi tenaga elektrik dalam dua cara :
- Alat Voltan Foto (PV) atau ‘sel – sel suria’
- Loji Kuasa Suria
Alat Voltan Foto (PV) atau 'sel-sel 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.
Bagaimana Sel – sel Suria Menghasilkan Elektrik
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 Suria
Loji 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 Terma Suria
Tenaga terma suria selalunya digunanakan untuk memanaskan air yang digunakan di rumah dan juga kolam renang dan untuk memanaskan bahagian dalam bangunan (‘pemanasan ruang’).
Tenaga Suria dan Alam Sekitar
Menggunakan tenaga suria tidak menghasilkan pencemaran air atau gas – gas rumah hijau.
TENAGA ANGIN (‘Wind Energy’)
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 Semula jadi
Ketika 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 Turbin Angin 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 angin. 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 Angin dan Alam Sekitar
Tenaga angin merupakan tenaga yang boleh diperbaharui dan ia tidak menyebabkan pencemaran, oleh itu ia merupakan tenaga alternatif kepada bahan bahan bakar fosil.
Tenaga angin adalah bersih; loji kuasa angin atau dipanggil ladang janakuasa angin tidak menghasilkan sebarang pencemaran udara atau air kerana tiada bahan bakar yang dibakar untuk menghasilkan elektrik.
TENAGA KUASA HIDRO (‘Hydropower Energy’)
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 (kinetik) Diperoleh 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 Kuasa Hidro dan Alam Sekitar
Penjanaan kuasa hidro menghasilkan tenaga elektrik yang bersih, tidak mempunyai kesan langsung pengeluaran pencemaran udara, tetapi empangan kuasa hidro, takungan, dan operasi penjana boleh menyebabkan kesan alam sekitar.
Takungan air pada empangan menghalang migrasi ikan ke kawasan hulu tempat mereka bertelur. Takungan air dan operasi empangan juga merubah sifat semula jadi air seperti suhu, kandungan kimia, ciri – ciri aliran, dan jumlah kelodak, semuanya akan menyebabkan perubahan yang signifikan terhadap ekologi (organisma hidup dan persekitarannya) dan batuan dan tanah dari hulu ke hilir sungai.
Perubahan ini mempunyai kesan negatif pada tumbuhan dan haiwan semula jadi dalam dan berdekatan sungai, dan dalam delta yang mana sungai mengalir ke laut. Kawasan takungan air mungkin meliputi kawasan semula jadi yang penting, kawasan pertanian, dan kawasan arkeologi, dan juga menyebabkan proses penempatan semula penduduk setempat.
Gas – gas rumah hijau, seperti karbon dioksida dan metana, juga akan terhasil dalam takungan dan boleh dibebaskan ke atmosfera. Jumlahnya tidak menentu. Pengeluaran dari kawasan takungan air pada kawasan tropika dan iklim sederhana, mungkin sama dengan atau lebih banyak berbanding kesan rumah hijau akibat pengeluaran gas karbon dioksida dari penjanaan elektrik yang sama jumlah dengan menggunakan bahan bakar fosil.
TENAGA BIOJISIM (‘Biomass Energy’)
Biojisim merujuk kepada tenaga yang dijana dari reputan benda-benda hidup. Bahan-bahan ini boleh digunakan sama ada sebagai bahan api atau dalam industri. Selalunya, biojisim merujuk kepada pohonan yang ditanam untuk digunakan sebagai bahan api bio, tetapi reputan pohon atau haiwan yang digunakan dalam penghasilan serat, bahan kimia atau haba juga boleh dikategorikan sebagai biojisim. Selain itu, buangan terbiodegradasikan yang boleh dibakar sebagai bahan api juga dikira sebagai biojisim. Namun bahan organik yang telah ditukar oleh proses geologi kepada bahan seperti arang batu atau petroleum tidak dianggap sebagai biojisim. Dalam industri minyak sawit, pelepah dan sisi perahan tandan sawit telah digunakan sebagai biojisim bagi memasak buah sawit sebelum diperah bagi mengeluarkan minyaknya.
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.
Antara sumber – sumber biojisim
Menukarkan Biojisim kepada Bentuk Tenaga yang 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 dari 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.
