Teknologi yang Terinspirasi dari Struktur Jaringan Tumbuhan
Panel Surya
Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi Matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.
Sejarah Terciptanya Teknologi Panel Surya
Anda pun tahu bahwa Matahari merupakan salah satu bintang raksasa di alam semesta yang menyediakan energi tak terbatas di dalamnya. Seiring berkembangnya teknologi, kini energi matahari bisa dimanfaatkan menjadi energi listrik yang kita butuhkan dalam kehidupan sehari seperti menonton tv, menyetrika, menerangi jalan, menanak nasi dan masih banyak lagi. Teknologi tersebut dinamakan sollar cell atau panel surya.
Berdasarkan catatan sejarah, teknologi panel surya bahkan sudah ada di abad ke-18, tepatnya pada tahun 1839 seorang ahli fisika asal Perancis bernama Alexandre Edmund Becquerel pertama kali mencetuskan teknologi panel surya. Awalnya teknologi panel surya pertama kali dicetuskan oleh beliau melalui percobaan penyinaran dua elektroda menggunakan berbagai spektrum cahaya yang menghasilkan efek Photovoltaic. Photovoltaic (Photo = cahaya dan voltaic = tegangan listrik) merupakan proses pembentukan energi listrik dari energi cahaya. Namun pada saat itu, jumlah energi listrik yang dihasilkan terlalu sedikit dan mudah habis.
Kemudian di tahun 1876, seorang guru bernama William Grylls Adam dan muridnya Richards Evans Day memperkuat penelitian Alexandre Edmund Becquerel yang mengemukakan bahwa di dunia ini terdapat benda material padat, yakni selenium yang dapat menghasilkan energi listrik apabila selenium terkena sinar tertentu. Meski hanya menghasilkan energi listrik dalam jumlah sedikit namun percobaan ini sekaligus membuktikan bahwa energi listrik dapat dihasilkan dari energi cahaya.
Pada tahun 1904, Albert Einstein pernah meneliti mengenai solar sell dan beliau menamakan percobaan tersebut dengan nama Efek Fotolistrik. Barulah di tahun 1941, peneliti bernama Russel Ohl berhasil mengembangkan teknologi panel surya sekaligus mematenkan produknya tersebut. Beliau dikenal sebagai orang pertama yang menemukan teknologi solar cell (panel surya) dan penggunaan panel surya buatannya masih digunakan sampai sekarang.
Dalam pembuatan panel surya, beliau membutuhkan silicon. Sebuah panel surya dapat menghasilkan listrik karena bahan semikonduktor di dalamnya seperti silikon. Ketika silikon berkontak langsung dengan cahaya, maka dapat menimbulkan reaksi yang nantinya menghasilkan energi listrik.
Perkembangan Teknologi Panel Surya
Berdasarkan data terakhir mengungkapkan bahwa bumi diperkirakan akan mengalami krisis energi pada tahun 2060 dikarenakan menipisnya jumlah minyak bumi. Untuk itulah para peneliti di zaman sekarang berlomba-lomba mencari bahan alternatif, salah satunya dengan memanfaatkan energi matahari untuk menghasilkan energi.
Negeri Jepang bahkan sudah memanfaatkan teknologi panel surya sejak tahun 1980-an atau sekitar 3 dekade yang lalu, kemudian disusul negara maju di Eropa dan Amerika. Penggunaan solar sell juga merambah di bidang otomotif dan gadget, misalnya pembuatan mobil tenaga surya dan power bank tenaga surya. Lalu apa sajakah benda-benda di sekitar kita yang memanfaatkan panel surya di dalamnya ??
1.) Kendaraan Tenaga Panel Surya
Kehadiran motor dan mobil bertenaga surya menambah daftar teknologi yang memanfaatkan panel surya di abad ini. Bagamana tidak, kini banyak perusahaan mobil yang peduli terhadap kondisi alam dengan menciptakan mobil ramah lingkungan. Keuntungan utama dari kendaraan panel surya adalah mengurangi penggunaan minyak bumi yang jumlahnya semakin menipis. Selain itu, mobil ini mampu berjalan terus-menerus asalkan berada di bawah sinar matahari langsung.
2.) Jaket Tenaga Surya
Sebuah inovasi teknologi baru kembali muncul, yakni sebuah jaket tenaga surya yang mampu menyimpan energi listrik dari cahaya matahari dan dapat digunakan untuk mengisi daya baterai smartphone. Bagi Anda yang sedang liburan dan tidak sempat membawa power bank atau power banknya sudah mati, Anda bisa menggunakan alternatif kedua dengan membeli jaket tenaga surya.
Dengan memiliki kapasitas hingga 1.500 mAh, Anda pun dapat mengisi daya smartphone sampai penuh. Harga sebuah jaket tenaga surya dibanderol sekitar 7,2 jutaan (:-0). Meski harus merogoh kocek sedikit dalam, tapi alat ini bisa awet hingga 15 tahun lamanya.
3.) Drone Tenaga Panel Surya
Hampir semua produk drone tertanam sebuah baterai yang memungkinkan dapat terbang sekitar 20 menit saja. Untuk mengatasi hal itu, perusahaan asal Amerika mengembangkan drone yang menggunakan angin maupun solar sell sebagai sumber energinya. Keuntungannya adalah, sumber energi tersebut tidak ada habisnya dan membuat waktu terbang drone relatif lama. Target utama pembuatan drone ini adalah industri yang memerlukan drone dapat terbang dalam jangka waktu lama.
4.) PLTS
Pembangkit listrik tenaga surya juga menjadi perkembangan di Indonesia. Dengan penggunaan PLTS, biaya token listrik perbulannya dapat berkurang dan menghemat anggaran bulanan. Di zaman serba modern ini, PLTS dapat menyimpan energi listrik dalam jumlah banyak di siang hari dan digunakan di malam hari ataupun keesokan harinya.
Sensor Cahaya
Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat memberikan perubahan besaran elektrik pada saat terjadi perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahaya tersebut. Sensor cahaya dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui pada penerima remote televisi dan pada lampu penerangan jalan otomatis.
Jenis-Jenis Sensor Cahaya
Dilihat dari perubahan output sensor cahaya maka sensor cahaya dapat dibedakan kedalam 2 tipe yaitu :
- Sensor cahaya tipe fotovoltaik
- Sensor cahaya tipe fotokonduktif
Kemudian apabila dilihat dari cahaya yang diterima sensor cahaya tersebut, maka sensor cahaya dapat dibagi dalam beberapa tipe sebagai berikut :
- Sensor cahaya infra merah
- Sensor cahaya ultraviolet
Sensor Cahaya Tipe Fotovoltaik
Sensor cahaya tipe fotovolataik adalah sensor cahaya yang dapat memberikan perubahan tegangan pada output sensor cahaya tersebut apabila sensor tersebut menerima intensitas cahaya. Salah satu contoh sensor cahaya tipe fotovoltaik adalah solar cell atau sel surya.
Sensor cahaya tipe photovoltaic adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Berikut konstruksi dari sensor cahaya tipe fotovoltaik.
Sensor Cahaya Fotokonduktif
Sensor cahaya tipe fotokonduktif akan memberikan perubahan resistansi pada terminal outputnya sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang diterimanya. Sensor cahaya tipe fotovoltaik ini ada beberapa jenis diantaranya adalah :
- LDR (Light Depending Resistor)
- Photo Transistor
- Photo Dioda
LDR (Light Depending Resistor)
LDR (Light Depending Resistor)
LDR adalah sensor cahaya yang memiliki 2 terminal output, dimana kedua terminal output tersebut memiliki resistansi yang dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Dimana nilai resistansi kedua terminal output LDR akan semakin rendah apabila intensitas cahya yang diterima oleh LDR semakin tinggi.
Photo Transistor
Photo transistor adalah suatu transistor yang memiliki resistansi antara kaki kolektor dan emitor dapat berubah sesuai intensitas cahaya yang diterimanya. Photo transistormemiliki 2 terminal output dengan nama emitor dan colektor, dimana nilai resistansi emeitor dan kolektro tersebut akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterim photo transistor semnakin tinggi.
Photo Dioda
Photo dioda adalah suatu dioda yang akan mengalami perubahan resistansi pada terminal anoda dan katoda apabila terken cahaya. Nilai resistansi anoda dan katoda pada photo dioda akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterima photodioda semkin tinggi.
Sensor Cahaya Infra Merah
Sensor cahaya infra merah adalah sensor cahaya yang hanya akan merespon perubahan cahaya inframerah. Sensor cahaya infra merah pada umumnya berupa photo ttransistor atau photo dioda. Dimana apabila sensor cahaya infra merah ini menerima pancaran cahaya infra merah maka pada terminal outputnya akan memberikan perubahan resistansi. Akan tetapi ada juga sensor cahaya yang telah dibuat dalam bentuk chip IC penerima sensor infra merah seperti yang digunakan pada penerima remote televisi. Dimana chip IC sensor infra merah ini akan memberikan perubahan tegangan output apabila IC sensor infra merah ini menerima pancaran cahaya infra merah. Berikut adalah bentuk dari IC sensor infra merah tersebut.
Sensor Cahaya Ultraviolet
Sensor cahaya ultraviolet merupakan sensor cahaya yang hanya merespon perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Seonsor cahaya ultraviolet ini akan memberikan perubahan besaran listrik pada terminal outputnya pada saat menerima perubahan intensitas pancaran cahaya ultraviolet. Sensor cahaya yang populer salah satunya UVtron. Modul sensor cahaya UVtron akan memberikan perubahan tegangan output pada saat sensor UVtron menerima perubahan intensitas cahaya ultraviolet. Berikut adalah bentuk modul sensor cahaya UVtron.
Lapisan pelindung dan pengkilap
Lapisan pelindung dan pengkilap, terinspirasi dari lapisan pelindung yang terdapat pada daun tumbuhan yang bernama lapisan lilin atau kutikula.
Kutikula pada daun memiliki kegunaan untuk memperlambat proses penguapan yang terjadi pada daun serta kutikula sendiri memiliki sifat hidrofobik yaitu sifat untuk menolak air, sehingga air yang ada akan susah mengenai daun secara langsung.
Begitu pula dengan lapisan pelindung dan pengkilap, biasanya lapisan ini digunakan untuk mempertahankan ketajaman warna maupun suatu benda tertentu baik dari air hujan, cahaya matahari, debu, kotoran, bakteri, dan sejenisnya. Apabila suatu benda tidak diberikan lapisan pelindung dan pengkilap, maka dapat dipastikan benda tersebut akan lebih cepat mengalami kerusakan secara alami.
Begitu pula dengan lapisan pelindung dan pengkilap, biasanya lapisan ini digunakan untuk mempertahankan ketajaman warna maupun suatu benda tertentu baik dari air hujan, cahaya matahari, debu, kotoran, bakteri, dan sejenisnya. Apabila suatu benda tidak diberikan lapisan pelindung dan pengkilap, maka dapat dipastikan benda tersebut akan lebih cepat mengalami kerusakan secara alami.
Alat Pemurni Air
Membuat Alat Pemurnian Air Sederhana
1. Air yang semula kotor apabila dimasukkan alat pemurnian air berubah menjadi jernih karena partikel-partikel yang terlarut dalam air yang kotor tersebut akan tersaring dengan pasir, ijuk dan kapas. Arang akan membantu mengurangi kuman serta menjerap kotor an yang ada dalam air sehingga air menjadi jernih.
2. Kualitas air dapat dilihat dari kejernihannya. Apabila setiap kelompok memiliki kejernihan air yang berbeda maka hal ini disebabkan karena susunan bahan dalam alat penjernihnya. Apabila pada bagian paling atas diisi pasir atau kerikil maka air yang kotor tidak dapat tersaring dengan baik karena bahan tersebut me miliki porositas yang tinggi. Bahan-bahan seperti kerikil, batu, dan pasir yang memiliki porositas yang cukup tinggi akan mem bantu mengalirkan air ke lapisan di bawahnya, sedangkan bahan seperti ijuk atau kapas akan membantu menahan air yang kotor agar tidak terlalu cepat mengalir sehingga kotoran yang ada didalamnya akan tersaring dengan baik.
1. Air yang semula kotor apabila dimasukkan alat pemurnian air berubah menjadi jernih karena partikel-partikel yang terlarut dalam air yang kotor tersebut akan tersaring dengan pasir, ijuk dan kapas. Arang akan membantu mengurangi kuman serta menjerap kotor an yang ada dalam air sehingga air menjadi jernih.
2. Kualitas air dapat dilihat dari kejernihannya. Apabila setiap kelompok memiliki kejernihan air yang berbeda maka hal ini disebabkan karena susunan bahan dalam alat penjernihnya. Apabila pada bagian paling atas diisi pasir atau kerikil maka air yang kotor tidak dapat tersaring dengan baik karena bahan tersebut me miliki porositas yang tinggi. Bahan-bahan seperti kerikil, batu, dan pasir yang memiliki porositas yang cukup tinggi akan mem bantu mengalirkan air ke lapisan di bawahnya, sedangkan bahan seperti ijuk atau kapas akan membantu menahan air yang kotor agar tidak terlalu cepat mengalir sehingga kotoran yang ada didalamnya akan tersaring dengan baik.
3.Alat penjernih yang tersusun dengan komposisi pasir atau kerikil yang lebih banyak maka akan cepat menyaring air namun kurang jernih. Apabila susunan bahannya terdiri atas bahan yang mampu menahan air seperti arang atau ijuk yang cukup banyak maka air hasil penyaringan akan lebih jernih namun kecepatan penya ringan nya lebih lambat. Jadi hubungan antara kecepatan pemurnian air dengan air yang dihasilkan adalah semakin cepat air yang mengalir maka air yang dihasilkan kurang jernih begitu pula sebaliknya.
4. Kesimpulan dari kegiatan ini adalah air yang kotor dapat dijernihkan dengan menggunakan penyaring yang tersusun atas bebe rapa bahan. Bahan-bahan tersebut akan mengendapkan kotoran dalam air sehingga dapat menghasilkan air yang jernih. Komposisi bahan yang tepat akan membantu kecepatan penjernihan air.
Komentar
Posting Komentar