5 Penemuan Energi Terbarukan Yang Dapat Diterapkan di Rumah

Penemuan Energi Terbarukan Yang Dapat Diterapkan di Rumah - Energi terbarukan saat ini semakin populer dari hari ke hari. Di Amerika Serikat, penggunaan energi terbarukan bertambah sebesar 90 persen dalam 20 tahun terakhir,  dengan energi terbarukan mencapai hampir 20 persen dari pembangkit listrik skala utilitas AS pada tahun 2020 . Menurut Badan Energi Internasional, energi bersih dapat menyumbang sekitar 95 persen dari peningkatan kapasitas listrik global antara sekarang dan 2026 .

Alasan mengapa energi terbarukan mengalami peningkatan pertumbuhan yang luar biasa ini adalah karena banyaknya manfaat lingkungan dan ekonomi yang dimilikinya. Ini sering disebut sebagai energi "bersih" karena umumnya menghasilkan emisi gas rumah kaca yang jauh lebih sedikit dan polusi udara yang jauh lebih sedikit. 

Secara ekonomi, banyak bentuk energi terbarukan telah mencapai titik di mana mereka lebih murah daripada bahan bakar fosil. Menurut Badan Energi Terbarukan Internasional (IRENA) , pada tahun 2021, sebagian besar sumber energi terbarukan lebih murah daripada pilihan bahan bakar fosil yang lebih murah. 

Saat ini, pemilik rumah yang ingin menghasilkan energi terbarukan sendiri memiliki beberapa pilihan. Tergantung pada lokasi, jenis properti, dan peraturan setempat, opsi dapat mencakup sistem energi angin kecil, sistem tenaga air rumah tangga, pompa panas sumber udara (ASHP), atau panel surya di atap. Tetapi ada sistem energi bersih lain yang kurang dikenal yang mungkin ingin Anda pertimbangkan.

Berikut adalah beberapa di antaranya.

1. Cat Surya

Cat surya  sedang dikembangkan yang memungkinkan Anda menghasilkan energi matahari langsung dari dinding eksterior atau atap Anda. Secara teknis akan bekerja pada permukaan besar yang terkena sinar matahari dan juga dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi panel surya. 

Saat ini, ada beberapa jenis cat solar yang sedang dikembangkan, antara lain: 

Sel surya kuantum dot koloid:  Dibuat oleh para peneliti dari University of Toronto, cat fotovoltaik ini terbuat dari nanopartikel penyerap cahaya yang tersebar di film khusus. Nanopartikel ini —disebut titik kuantum — dapat menghasilkan arus listrik berkat sifat semikonduktornya. Para peneliti masih bekerja untuk meningkatkan efisiensi dan umurnya.

Cat surya perovskite: Perovskite adalah bahan penyerap cahaya dan semikonduktor yang juga dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Pada tahun 2014, para peneliti dari University of Sheffield mengembangkan cara untuk menyemprotkan sel perovskit cair ke permukaan, untuk membuat sel surya semprot. Di masa depan, ini kemudian dapat diintegrasikan ke dalam permukaan bangunan, kaca jendela, atap, dan permukaan lainnya. Penelitian di MIT pada tahun 2019 menyimpulkan bahwa memasukkan lapisan bahan pelapis transparan di atas cat surya dapat meningkatkan konduktivitas listrik jenis cat surya ini hingga 10 kali lebih besar daripada cat surya saja. 

Cat surya pengumpul hidrogen: Pertama kali dikembangkan oleh Royal Melbourne Institute of Technology, cat surya ini akan menggunakan senyawa yang disebut  molibdenum-sulfida sintetis, yang menyerap air dari udara dan juga bertindak sebagai semikonduktor, menggunakan energi dari sinar matahari untuk memecah atom air menjadi hidrogen dan oksigen. Hidrogen kemudian akan digunakan sebagai sumber energi terbarukan. Mencampur senyawa ini dengan partikel titanium oksida dapat membentuk bagian dari cat penghasil hidrogen yang menyerap sinar matahari. 

Tak satu pun dari cat surya ini sedang diproduksi secara komersial dan mereka masih belum seefisien panel surya berbasis silikon, tetapi mereka diharapkan dapat dikembangkan lebih lanjut dan dapat tersedia secara komersial dalam waktu dekat.

Sementara itu, mengecat atap Anda dengan cat reflektif surya yang sudah tersedia dapat mengurangi penumpukan panas di ruangan dan area di bawahnya, mengurangi kebutuhan akan AC dan menurunkan penggunaan energi. Jenis cat ini sudah banyak digunakan pada bangunan komersial. Pada tahun 2020, para peneliti mengembangkan cat superwhite yang sangat reflektif sehingga dapat mendinginkan permukaan di bawah suhu udara di sekitarnya.

Baca juga: Pengertian Sel Surya dan Prinsip Kerjanya

2. Bahan Bakar Termal Surya dan Baterai Air Buatan Sendiri 

Pembangkit listrik tenaga surya memiliki satu faktor penghambat utama: panel surya terutama efektif saat cuaca cerah. Hari berawan secara signifikan mengurangi efisiensi panel surya — panel surya biasanya bekerja pada 10-25% dari efisiensinya ketika matahari terhalang oleh awan. 

Solusi untuk ini adalah melalui penyimpanan. Energi surya biasanya disimpan dalam baterai, yang dapat membuat rumah bertenaga surya tetap menyala di malam hari, atau saat cuaca menghasilkan penurunan daya. Tapi ini bukan solusi skala besar. Itulah sebabnya para ilmuwan mencari alternatif lain.

Pada tahun 2018, para ilmuwan Swedia mengembangkan cairan yang menjanjikan untuk menyimpan tenaga surya hingga 18 tahun. Mereka mengembangkan “bahan bakar panas matahari” cair yang bekerja seperti baterai yang dapat diisi ulang, hanya saja menggunakan tenaga surya, bukan tenaga listrik.

Cairan dipompa melalui tabung transparan. Ketika membuat kontak dengan sinar matahari, bahan bakar berubah menjadi isomer yang kaya energi, menangkap energi dalam ikatan kimia isomer. Energi ini tetap terperangkap bahkan saat molekul mendingin. Ketika cairan kemudian mengalir melalui katalis, molekul kembali ke bentuk aslinya, melepaskan energi yang tersimpan dalam bentuk panas. 

Solusi penyimpanan yang lebih berguna bagi pemilik rumah telah dipresentasikan oleh seorang insinyur yang menjalankan saluran YouTube bernama Quint BUILDs. DIYer Amerika ini menggunakan tenaga surya untuk memompa air ke tangki di atap rumahnya. Dia kemudian menggunakan energi air itu untuk menghasilkan arus listrik seperti yang Anda lihat di video berikut.

3. Turbin Pipa Air Untuk Pemulihan Energi

Pembangkit listrik tenaga air pemulihan energi adalah teknik yang memungkinkan Anda memanfaatkan energi air yang mengalir melalui pipa rumah Anda. Ini terdiri dari menggunakan mikro-turbin untuk mengubah tekanan air menjadi arus listrik, dengan bantuan generator kecil. 

Teknik ini sudah digunakan di beberapa sistem air perkotaan untuk memulihkan sebagian energi yang dilepaskan, melalui penggunaan katup pengurang tekanan. Manajemen tekanan yang tepat penting dalam pengiriman air, karena terlalu banyak tekanan dalam pipa dapat menyebabkan kehilangan air. Perusahaan air menggunakan katup pengurang tekanan untuk mengatur aliran dan tekanan air di saluran bawah tanah yang besar dan memastikan air disalurkan pada tekanan yang sesuai. 

Dua perusahaan terpisah di Oregon telah mengembangkan dan menguji sistem yang menggunakan katup pemulihan tekanan baru yang menggabungkan kontrol tekanan cerdas dengan teknologi mikrohidro untuk menghasilkan tenaga dari aliran air melalui pipa kota. 

Akhirnya, sistem pembangkit listrik tenaga air pemulihan energi seperti ini dapat merevolusi sistem tenaga air mikro untuk rumah dengan membiarkan pemilik rumah menggunakan air yang mengalir melalui pipa mereka untuk menghasilkan energi terbarukan.

4. Biofuel dari sisa makanan

Sebuah studi tahun 2020 dari Penn State menunjukkan bahwa  rumah tangga AS membuang sekitar 30% dari makanan yang mereka beli. Itu adalah banyak uang yang terbuang dan energi yang terbuang. Salah satu cara untuk menutup beberapa kerugian ini adalah dengan mengubah sisa makanan menjadi energi . 

Sementara sejumlah peneliti sedang mengerjakan cara untuk mengubah limbah makanan menjadi biofuel komersial, menurut seorang penggemar sains dari India bernama Jayanth Sakunaveeti, Anda dapat membuat sistem biofuel buatan sendiri hanya dengan $2. Pria ini menggunakan kaleng air dan pipa PVC untuk membuat wadah kedap udara di mana dia bisa meninggalkan sisa makanan hingga membusuk. 

Limbah makanan mengandung lipid, fosfat, karbohidrat, dll., dan melepaskan gas alam seperti metana dan karbon dioksida saat terurai. Semua ini dapat diubah menjadi bioetanol, biodiesel, dan bio-oil.

Produksi biofuel dari limbah makanan bukanlah hal baru, tetapi Jayanth Sakunaveeti berhasil memproduksi biogas di rumah dengan mengumpulkan dan membakar gas dari dekomposisi makanan. 

Baca juga: Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa

5. EcoCapsule

Salah satu cara untuk mengurangi jejak energi Anda adalah dengan mengurangi ukuran rumah Anda. Ini adalah bagian dari alasan tren rumah mungil. Ukuran yang lebih kecil tidak hanya berarti lebih sedikit energi dan bahan yang digunakan dalam konstruksi, tetapi juga lebih sedikit energi yang digunakan untuk memanaskan, mendinginkan, dan memberi daya pada rumah mungil - menghemat uang serta mengurangi emisi karbon.

Ada ribuan rumah mungil di luar sana, tetapi satu pilihan modern adalah  EcoCapsule . Ini adalah sesuatu yang dapat Anda buat menjadi rumah di luar jaringan, serta digunakan sebagai kantor di rumah, hotel pop-up, glamping, stasiun penelitian - di mana pun diperlukan ruang ekstra. 

Dibuat oleh perusahaan Slovakia, EcoCapsule adalah unit mikro berbentuk telur mandiri yang dilengkapi dengan susunan sel surya 880 watt di atap, turbin angin kebisingan rendah 750 watt pada tiang teleskopik, pemanas pasif unit pemulihan untuk ventilasi dan pemanas air, dan sistem penyaringan air yang mengumpulkan air hujan, menyaringnya, dan membersihkannya dengan lampu LED UV agar dapat digunakan. Filter tambahan dipasang di faucet untuk menyediakan air minum. Untuk penyimpanan tenaga surya, EcoCapsule menggunakan baterai 9,6 kilowatt-jam yang bertahan sekitar 4 hari. itulah 5 Penemuan Energi Terbarukan Yang Dapat Diterapkan di Rumah. Semoga bermanfaat.