5 Teknologi Hijau Dalam Penjanaan Tenaga

Apa Itu Teknologi Hijau – Definisi dan Contoh

Istilah teknologi hijau merujuk kepada teknologi yang dianggap mesra alam berdasarkan proses penghasilan atau rantaian bekalannya. Teknologi hijau juga boleh dirujuk sebagai penghasilan tenaga bersih.

Tenaga bersih ialah penggunaan teknologi dan alternatif bahan api yang kurang berbahaya terhadap alam sekitar berbanding bahan api fosil.

Tujuan utama penggunaan teknologi hijau ialah untuk memperlahankan pemanasan global dan mengurangkan kesan rumah hijau. Idea asalnya adalah untuk mencipta teknologi baru yang tidak menjejaskan sumber semula jadi seterusnya mengurangkan bahaya kepada manusia, spesis dan kesihatan umum planet kita.

Contoh-contoh Teknologi Hijau

Teknologi hijau digunakan dalam pelbagai cara, antaranya ialah kitar semula, penghasilan air bersih, udara bersih, tenaga dan sebagainya. Dalam penulisan kali ini, admin akan menerangkan dengan lebih lanjut bagaimana teknologi hijau digunakan dalam penjanaan tenaga.

Di sini admin telah mengambil enam contoh teknologi hijau yang paling dominan dalam bidang penghasilan tenaga.

1. Tenaga Nuklear

Atom merupakan zarah kecil yang membentuk setiap objek di alam semesta. Ikatan yang mengikat atom mengandungi sejumlah besar tenaga. Apabila atom dipisahkan, tenaga tersebut boleh digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik. Proses ini dipanggil pembelahan nuklear.

Dalam loji tenaga nuklear, pembelahan berlaku di dalam reaktor. Kebanyakan loji tenaga nuklear menggunakan uranium sebagai bahan bakar kerana atom-atomnya mudah untuk dileraikan.

Uranium adalah logam yang terdapat di dalam batu di seluruh dunia. Walaupun uranium bukan sumber yang boleh diperbaharui, namun kuantitinya masih banyak dan hanya sejumlah kecil Uranium sahaja diperlukan untuk menghasilkan tenaga.

Loji kuasa nuklear tidak membakar bahan api fosil. Oleh itu, mereka tidak menghasilkan gas rumah hijau. Di samping itu, loji kuasa nuklear menghasilkan bahan buangan yang radioaktif. Sisa ini perlu ditangani dengan baik dan dilupuskan mengikut peraturan khas yang direka untuk melindungi orang dan alam sekitar.

Bagaimana Ia Diproses?

  1. Dalam reaktor nuklear, rod bahan api yang dipenuhi pelet uranium diletakkan di dalam air.
  2. Dalam rod bahan api, atom uranium terurai dan menghasilkan tenaga.
  3. Tenaga ini memanaskan air dan menghasilkan stim.
  4. Wap bergerak melalui turbin dan menyebabkan generator menghasilkan elektrik.
  5. Stim disejukkan kembali dan bertukar menjadi air.
  6. Dalam sesetengah pelantar kuasa nuklear, haba tambahan dilepaskan daripada menara pendingin.

Kelebihan Tenaga Nuklear

  • Pelepasan gas rumah hijau yang rendah.
  • Tidak bergantung pada bahan api fosil.
  • Elektrik yang dihasilkan lebih murah berbanding elektrik yang dihasilkan oleh bahan api fosil, arang, gas dll.
  • Sejumlah kecil uranium boleh menghasilkan 1000 Megawatt elektrik.

Kelemahan Tenaga Nuklear

  • Sangat berisiko sekiranya berlaku kemalangan.
  • Kos pembinaan tinggi

2. Turbin Angin Terapung

Turbin angin terapung merupakan turbin angin luar pesisir yang dipasang pada struktur terapung. Ini membolehkan turbin menjana elektrik di laut dalam di mana turbin biasa tidak mampu lakukan.

Turbin angin terapung komersial kebanyakannya masih lagi dalam peringkat awal pembangunan. Pada tahun 2018, satu-satunya turbin angin terapung yang beroperasi ialah Hywind Scotland yang dibina oleh Equinor AS. Ladang tersebut mempunyai 5 turbin terapung dengan jumlah kapasiti 30MW.

Bagaimana Turbin Angin Boleh Terapung?

Di ladang angin luar pesisir, turbin angin dinaikkan ke paras laut dengan pelbagai jenis dasar, bergantung pada kedalamannya. Projek kuasa angin luar pesisir digunakan untuk mengeksploit potensi angin di laut terbuka di mana angin bertiup lebih kuat daripada di darat.

Terdapat beberapa jenis pemasangan dasar turbin angin yang berbeza mengikut kedalaman laut, antaranya ialah monopiles, gravity dan jacket.

TurbinMonopileGravityJacket
Kedalaman<15m≤30m >30m
StrukturSilinder besi tebal dibenamkan sedalam 30mKonkrit atau platform besi dengan anggaran diameter 15mDistrukturkan dengan 3 atau 4 kaki. Mencapai hampir 60m kedalaman
TanahTanah liat yang berpasirJenis tanah yang berbeza (tidak berbatu)

Bagaimana Turbin Angin Terapung Berfungsi?

Kelebihan Tenaga Turbin Angin Terapung

  • Boleh diperbaharui, tidak terhad dan tidak menyebabkan pencemaran
  • Angin lebih kuat berbanding di darat
  • Impak visual dan akustik adalah sangat kecil di luar pesisir. Oleh itu, kawasan yang lebih besar dapat digunakan.
  • Kapasiti yang dipasang mempunyai beratus megawatt
  • Pengangkutan maritim yang kurang terhad berbanding pengangkutan darat membolehkan turbin angin luar pesisir mencapai kapasiti dan saiz unit yang lebih besar daripada turbin angin darat.

3. Solar Thermal

Terdapat dua cara utama untuk menjana tenaga dari matahari, iaitu Fotovoltaik (PV) dan Concentrating Solar Thermal (CST), juga dikenali sebagai teknologi Concentrating Solar Power (CSP). Apa perbezaan antara kedua-duanya?

PV menukar cahaya matahari secara langsung kepada elektrik. Sel-sel solar ini biasanya dijumpai pada alat-alat seperti jam tangan, cermin mata hitam, backpack dan penyediaan kuasa di kawasan terpencil.

Hal ini berbeza dengan teknologi solar thermal yang menjana elektrik secara tidak langsung. Haba dari sinar matahari dikumpul dan digunakan untuk memanaskan cecair. Wap yang dihasilkan daripada cecair yang dipanaskan dapat menghasilkan kuasa untuk generator yang menghasilkan tenaga elektrik.

Proses ini sama dengan pembakaran fosil, tetapi apa yang membezakannya ialah cara penghasilan wap di mana pembakaran fosil menghasilkan wap melalui pembakaran, manakala solar thermal menghasilkan wap melalui haba yang terkumpul.

Bagaimana Solar thermal Berfungsi?

Plantar kuasa solar thermal merupakan penjanaan elektrik yang menggunakan tenaga dari matahari untuk memanaskan cecair pada suhu yang tinggi. Cecair ini kemudian menukar haba kepada air yang akan menjadi wap yang sangat panas.

Wap ini kemudian digunakan untuk menghidupkan turbin yang terdapat dalam plantar kuasa dan tenaga mekanikal ini akan ditukar menjadi elektrik oleh sebuah generator.

Jenis-jenis Plantar

Plantar kuasa solar thermal merupakan sistem yang aktif dan walaupun plantar ini terdiri daripada beberapa jenis, terdapat beberapa persamaan asas dari segi pantulan cermin, fokus cahaya matahari dan penerima mengumpul tenaga solar lalu menukarkannya menjadi tenaga haba menggunakan generator.

  • Palung Parabolik

Palung Parabolik direka untuk mengumpul radiasi matahari. Mampu menjana sehingga 80 megawatt elektrik, palung ini berbentuk melengkung seperti parabola dan mempunyai linear. Plantar ini dilitupi lebih 900,000 cermin yang berputar mengikut matahari. Kerana bentuknya, plantar ini boleh mencapai suhu operasi kira-kira 750° F (400°C)

  • Piring Parabolik

Piring parabolik menggunakan motor untuk memerangkap matahari. Piring ini boleh memfokuskan cahaya matahari jauh lebih baik daripada palung parabola dan cecair yang dipanaskan boleh mencapai suhu hingga 750°C.

Dalam sistem ini, enjin Stirling menukar haba kepada tenaga mekanikal dengan memampatkan cecair apabila sejuk dan membolehkan cecair yang dipanaskan dikembangkan melalui omboh atau bergerak melalui turbin. Generator akan menukar tenaga mekanikal ini menjadi elektrik.

  • Menara Solar

Menara kuasa solar merupakan menara besar yang bertindak sebagai penerima pusat untuk tenaga solar. Menara ini bergantung pada ribuan heliostat untuk memfokuskan sinaran matahari ke penerima tunggal yang dipasang di menara. Seperti palung parabolik, cecair yang ditukar menjadi haba atau wap dipanaskan di menara kuasa dan akhirnya ditukar kepada stim.

Kelebihan Tenaga Solar Thermal

  • Boleh digabungkan dengan Solar PV
  • Boleh diperbaharui
  • Mengurangkan kebergantungan terhadap bahan bakar fosil
  • Memerlukan ruang yang kecil
  • Mengurangkan bil penghabaan
  • Mesra alam

4. Tenaga Biojisim

Biojisim dirujuk sebagai bahan organik yang berasal dari tumbuhan, haiwan, sisa perhutanan & pertanian dan sebatian organik pembuangan domestik & perindustrian.

Teknologi biojisim menguraikan bahan organik untuk menghasilkan tenaga seperti biofuel dan bioenergy.

Jenis-jenis Biojisim dan Kegunaannya

  • Kayu – dibakar untuk memanaskan bangunan, menghasilkan haba proses dalam industri dan menghasilkan elektrik.
  • Bahan buangan ternakan – Dijadikan sebagai bahan bakar atau ditukar menjadi cecair biofuel.
  • Sampah seperti makanan – Dibakar untuk menghasilkan elektrik dalam plantar kuasa atau ditukar menjadi biogas.
  • Najis haiwan dan manusia – Ditukar menjadi biogas yang boleh dijadikan sebagai bahan bakar.

Pengaplikasian Teknologi Tenaga Biojisim

  1. Biofuels: Menukar biojisim menjadi bahan bakar cecair untuk pengangkutan.
  2. Biopower: Membakar biojisim secara langsung atau menukarnya menjadi minyak atau bahan bakar bergas untuk menghasilkan elektrik.
  3. Bioproduk: Menukar biojisim menjadi bahan kimia untuk menghasilkan produk yang secara tipikalnya diperbuat daripada petroleum.

Bagaimana Tenaga Biojisim Dihasilkan?

1. Pembakaran secara langsung

Kebanyakan briket dibakarsecara langsung. Wap yang dihasilkan semasa proses pembakaran akan menggerakkan turbin yang akan menghidupkan generator dan menghasilkan elektrik. Elektrik yang dihasilkan boleh digunakan untuk perkilangan atau memanaskan bangunan.

2. Pirolisis

Pirolisis merupakan kaedah berkaitan penghabaan biojisim. Semasa pirolisis, biomas dipanaskan sehingga 200° ke 300°C tanpa kehadiran oksigen. Hal ini menyebabkan proses pembakaran tidak akan berlaku dan biojisim berubah secara kimia.

Pirolisis menghasilkan cecair gelap yang dipanggil minyak pirolisis yang dipanggil syngas dan sisa pepejal yang dipanggil biochar. Kesemua komponen ini boleh digunakan untuk penjanaan tenaga.

3. Gasifikasi

Semasa proses gasifikasi, bahan mentah biomas dipanaskan hingga lebih daripada 700°C dengan jumlah oksigen yang dikawal. Molekul terurai lalu menghasilkan syngas.

Syngas merupakan gabungan daripada hidrogen dan karbon monoksida. Semasa gasifikasi, syngas dibersihkan daripada sulfur, merkuri dan bahan pencemar lain. Syngas bersih ini boleh dibakar untuk penghasilan haba atau elektrik atau diproses menjadi biofuel kenderaan, bahan kimia dan baja.

4. Penguraian anaerobik

Proses di mana mikroorganisma seperti bakteria menguraikan bahan tanpa oksigen. Penguraian anaerobik sangat penting di tempat pembuangan sampah di mana biojisim dihancurkan dan dimampatkan.

Dalam persekitaran anaerobik, biojisim memcahkan dan mengeluarkan metana yang merupakan sumber tenaga berharga dan boleh menggantikan bahan api fosil. Selain tapak pelupusan sampah, penguraian anaerobik juga boleh dilakukan di ladang-ladang ternakan.

Kelebihan Tenaga Biojisim

  • Boleh diperbaharui
  • Tidak menghasilkan karbon
  • Boleh didapati secara meluas
  • Boleh digunakan dalam pelbagai bentuk

kelemahan Tenaga Biojisim

  • Tidak bersih sepenuhnya apabila dibakar
  • Memerlukan ruang yang luas
  • Memerlukan kos yang tinggi

5. Tenaga Geoterma Buatan

Tenaga geoterma merupakan haba yang berasal dari sub-permukaan bumi. Ia terkandung dalam batuan dan cecair di bawah kerak bumi dan boleh dijumpai jauh dalam batu magma.

Untuk menghasilkan tenaga daripada geoterma, telaga akan digali jauh berbatu ke dalam tanah untuk mengakses wap dan air panas yang boleh digunakan untuk menggerakkan turbin yang disambungkan ke penjana elektrik.

Cara-cara Mendapatkan Tenaga Geoterma

Manusia boleh mendapatkan tenaga geoterma melalui dua cara, iaitu:

  • Plantar kuasa geoterma: Menggunakan haba dari bawah tanah untuk menjana wap bagi menghasilkan elektrik.
  • Pam haba geoterma: Menggunakan gelung plastik yang dipenuhi larutan air dan antifreeze yang diletakkan di bawah tanah.

Bagaimana Tenaga Geoterma Berfungsi?

1. Plantar kuasa geoterma

  1. Air panas dipam dari dalam bumi melalui telaga yang berada di bawah tekanan tinggi.
  2. Apabila air sampai ke permukaan, tekanan akan jatuh lalu menyebabkan air menjadi wap.
  3. Stim akan memutarkan turbin yang disambungkan ke generator yang menghasilkan elektrik.
  4. Wap akan disejukkan dalam menara penyejuk dan dimampatkan kembali menjadi air.
  5. Air yang disejukkan dipam semula ke bumi untuk mulakan kembali proses tersebut.

2. Pam haba geoterma

  1. Air atau penyejuk bergerak melalui gelung paip.
  2. Apabila cuaca sejuk, air atau penyejuk akan dipanaskan oleh kerana ia melalui gelung yang ditanam bawah tnah.
  3. Apabila air tersebut kembali ke atas tanah, air suam atau penyejuk akan memindahkan haba ke dalam bangunan.
  4. Air atau penyejuk akan menyejuk selepas haba dipindahkan. Ia dipam kembali di bawah tanah di mana ia memanaskan sekali lagi dan memulakan proses kembali.
  5. Apabila cuaca panas, sistem boleh berjalan secara terbalik. Air atau penyejuk menyejukkan bangunan dan kemudian dipam di bawah tanah di mana haba tambahan dipindahkan ke tanah di sekitar paip.

Kelebihan Tenaga Geoterma

  • Lebih mesra alam berbanding pembakaran gas atau minyak.
  • Tidak bergantung pada cuaca seperti tenaga solar dan angin.
  • Operasi yang tidak menyebabkan pencemaran bunyi kerana tidak melibatkan kipas.
  • Masalah penyelenggaraan yang minimum kerana tidak mempunyai bahagian bergerak yang banyak.

Kelemahan Tenaga Geoterma

  • Masih memerlukan tenaga elektrik untuk mengoperasikan pam haba.
  • Menggunakan telaga yang memerlukan penggunaan air yang banyak.
  • Kerosakan bawah tanah boleh menjadi sukar dan agak mahal untuk dibaiki.

Share this article

shares