http://majalahenergi.com/forum/energi-baru-dan-terbarukan/energi-surya/solar-thermalhttp://bahrulj.blogspot.com/2013/04/photovoltaic-dan-solar-thermal.htmlhttp://karyatulisilmiah.com/kolektor-surya/Energi matahari adalah energi yang paling utama bagi kehidupan di bumi ini. Hal ini sesuai pernyatan priyambodo(2007) yang menyatakan bahwa :"Energi yang dihasilkan dari sinar matahari sangat besar, sekitar 3 x 1.024 joule/tahun. Energi tersebut setara dengan 2 x 1017 watt. Hanya dengan 0,1 % sinar matahari dari keseluruhan sinar matahari yang menyinari seluruh permukaan bumi dapat mencukupi kebutuhn energi di seluruh dunia."

Berbagai jenis energi, baik yang baru maupun tidak baru merupakan bentuk turunan dari energi matahari baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya : Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari. Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi. Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabennya menggunakan energi matahari. Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin. Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun.

Selain itu, energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini. Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada makluk yang sanggup hidup di bumi.

B. Kelebihan Energi Matahari jika Dibandingkan dengan Energi yang Lain

Seperti penjelasan diatas energi matahari adalah energi yang paling utama yang ada di bumi ini. Untuk itu, tentu saja energi ini mempunyai kelebihan yang tidak dimiliki oleh energi yang lain yang ada di bumi ini. Seperti namanya, energi matahari bersumber pada matahari, sedangkan matahari adalah sumber energi yang tanpa batas, murah, ramah lingkungan dan bebas pencemaran, jumlahnya pun tidak terbatas, tidak memerlukan jaringan transmisi sehingga dapat dimanfaatkan secara mandiri dimana saja selama masih bisa terjangkau sinar matahari. Priyambodo (2007) menyatakan bahwa jumlah energi yang dipancarkan matahari setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Penggunaan energi matahari tidak mengganggu kondisi atmosfir dan juga tidak menghasilkan polutan yang berbahaya bagi makhluk hidup.

Berikut adalah penjelasan yang lebih terperinci mengenai kelebihan energi matahari : Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy). Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya baik bagi manusia maupun lingkungan. Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan dapat mengurangi kebutuhan akan energi fosil. Pembanguan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki nilai ekonomis.

C. Kegunaan Energi Matahari Seiring dengan Kemajuan Zaman

Energi panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi negara-negara yang terletak di khatulistiwa termasuk Indonesia, dimana matahari bersinar sepanjang tahun.Negara (2008) menyatakan energi matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000 TerraWatt sedangkan yang dimanfaatkan masih sangat sedikit.

Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari seiring dengan kemajuan zaman yaitu:1. pemanasan ruangan2. penerangan ruangan3. kompor matahari4. pengeringan hasi pertanian5. distilasi air kotor6. pemanasan air, dan7. Pembangkitan listrik.Berikut akan dijelaskan secara terperinci mengenai cara pemanfaatan energi matahari seperti yang dijelaskan diatas.

1. Pemanasan RuanganAda beberapa teknik penggunan energi panas matahari untuk pemanasan ruangan, yaitu:

JendelaIni merupakan teknik pemanasan dengan menggunakan energi panas matahari yang paling sederhana. Hanya diperlukan sebuah lubang pada dinding untuk meneruskan panas matahari dari luar masuk ke dalam bangunan. Ada jendela yang langsung tanpa ada kacanya dan ada yang menggunakan kaca. Untuk mendapatkan panas yang optimal maka pada jendela dipasang kaca ganda. Biasanya di daerah-daerah empat musim dinding/tembok bangunan diganti dengan kaca agar matahari bebas menyinari dan menghangatkan ruangan pada saat musim dingin. Dinding Trombe (Trombe Wall)Dinding trombe adalah dinding yang diluarnya terdapat ruangan sempit berisi udara. Dinding bagian luar dari ruangan sempit tersebut biasanya berupa kaca. Dinding ini dinamai berdasarkan nama penemunya yaitu Felix Trombe, orang berkebangsaan Perancis.Prinsip kerjanya adalah permukaan luar ruangan ini akan dipanasi oleh sinar matahari, kemudian panas tersebut perlahan-lahan dipindahkan kedalam ruangan sempit. Selanjutnya panas di dalam ruangan sempit tersebut akan dikonveksikan ke dalam bangunan melalui saluran udara pada dinding trombe.

GreenhouseTeknik ini hampir sama dengan dinding trombe hanya saja jarak antara dinding masif dengan kaca lebih lebar, sehingga tanaman bisa hidup di dalamnya.Prinsip kerja greenhouse juga serupa dengan dinding trombe. Panas masuk melalui kaca ke dalam greenhouse lalu dikonveksikan ke dalam bangunan untuk menghangatkan ruangan atau menjaga suhu rungan tetap stabil meskipun pada waktu siang atau malam hari.

2. Penerangan RuanganAdalah teknik pemanfaatan energi matahari yang banyak dipakai saat ini. Dengan teknik ini pada siang hari lampu pada bangunan tidak perlu dinyalakan sehingga menghemat penggunaan listrik untuk penerangan. Teknik ini dilaksanakan dengan mendesain bangunan yang memungkinkan cahaya matahari bisa masuk dan menerangi ruangan dalam bangunan.

3. Kompor MatahariPrinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu bakar. Negara(2008) menerangkan bahwa untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.

4. Pengeringan Hasil PertanianHal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya. Berbeda dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan bahan bakar fosil maupun menggunakan listrik.

5. Distilasi AirThomas Ari Negara(2008) menjelaskan cara kerja distalasi air adalah sebagai berikut.Cara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25mm hingga 50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian menguap, sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang lebih dingin. Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan embunan mengalir karena gaya berat menuju ke saluran penampungan yang selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan.

6. Pemanasan AirPenyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini memerlukan biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk memanaskan digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan pemanas air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak memerlukan biaya bahan bakar.

Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di dalam terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang berada di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan persediaan air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar kembali ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang dihasilkan kurang dari yang diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki penyimpan panas untuk dipanaskan kembali.

Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor surya plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.Salah satu contoh pemanas air ini adalah SWH (Solar Water heater).

7. Pembangkitan ListrikPrinsipnya hampir sama dengan pemanasan air hanya pada pembangkitan listrik, sinar matahari diperkuat oleh kolektor pada suatu titik fokus untuk menghasilkan panas yang sangat tinggi bahkan bisa mencapai suhu 3800 C. Pipa yang berisi air dilewatkan tepat pada titik fokus sehingga panas tersebut diserap oleh air di dalam pipa. Panas yang sangat besar ini dibutuhkan untuk mengubah fase cair air di dalam pipa menjadi uap yang bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi yang di hasilkan ini kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar turbo generator untuk menghasilkan listrik.

D. Alat Modern yang Menggunakan Sumber Energi Matahari

Setelah mengetahui kegunaan dari energi matahari, seperti yang dijeklaskan diatas, maka berikut akan dijelaskan beberapa contoh alat-alat modern untuk memenuhi kebutuhan yang memanfaatkan energi matahari sebagai sumbernya.1. SWH (Solar Water heater)Sistem pemanas air tenaga matahari (Solar Water heater, SWH) telahdikenal masyarakat sejak akhir tahun 1970 an. sistem ini merupakansalah satu pilihan alternatif dari konsumen yang dapat menggantikanfungsi sistem-sistem pemanas air dengan bahan bakar LPG (Liquifiedpetroleum Gas). Pemangfaatan teknologi SWH di Indonesia dinilaimempunyai potensi yang besar mengingat tingkat digunakan untukmengoperasikan sistem ini secara optimal. Pertumbuhan ekonomi yangtinggi dan meningkatnya tuntutan terhadap kenyamanan hidup merupakanpeluang bagi pemasyarakatan SWH di indonesia.

Faktor penghematan bahanbakar gas dan pengaruhnya terhadap lingkungan juga akan memberi dampakpositif terhadap upaya pemasyarakatan sistem ini. Di sisilain kendalaekonomi yaitu tingginya investasi mula menyebabkan sistem inimerupakan pilihan ke dua sebagai suatu perangkat pemanas air di sektorrumah tangga, dan sektor komersial dan jasa. Strategi pemasyarakatanteknologi SWH perlu dikaji manfaatnya dilihat dari sisi tekno-ekonomi,faktor lingkungan dan sosio-kultural masyarakat perkotaan. Alat seperti ini biasanya dipakai di rumah-rumah,hotel,salon,dan rumah sakit.

Berikut adalah beberapa kelebihan dari solar water heater : a. Keuntungan Ekonomis Indonesia beriklim tropis dan matahari bersinar sepanjang tahun Panas matahari adalah energi gratis yang mampu menggantikan konsumsi energi listrik ataupun gas pada pemanas air. Sistem pemanas air sentral atau terpusat pasti akan lebih efektif dan efisien Umur ekonomis SWH diatas 12 tahun Bandingkan dengan penggunaan pemanas air elektrik ataupun gas maka nilai biaya energi akan mampu menggantikan nilai investasi SWH (BEP berkisar 3 4 tahun). Penampilan rumah menjadi prestisius

b. Keuntungan Kesehatan Mandi dengan air hangat menciptakan kenyamanan Mencuci dengan air hangat diyakini meningkatkan tingkat higienitas dan menghilangkan noda dan lemak Mandi dengan air hangat dapat membuat tubuh lebih sehat dan segar. Fungsi relaksasi pada berendam diair hangat Ramah Lingkungan Miningkatkan keharmonisan rumah tangga

c. Lebih Praktis dan EfisienSatu tangki dapat menyuplai air panas ke beberapa tempat.Keuntungan lainnya adalah keamanan lebih terjamin, gratis biaya energi, perawatan lebih mudah, dan tanpa setting awal.2. Panel Matahari

Panel matahari itu berfungsi sebagai energi alternatif yang ramah lingkungan. Barang-barang elektronik bisa memakai panel matahari ini dan mampu menghemat energi. Marshella(2008) menyatakan bahwa di atas atap-atap rumah di Jepang terdapat kotak hitam gelap, kotak itu adalah panel matahari.Panel matahari ini dibagi cuma-cuma oleh pemerintah setempat kepada masyarakat. Sebenarnya harga panel matahari ini mencapai Rp 500.000.000,00. Sehingga masyarakat sangat senang sekali panel matahari dbagi cuma-cuma oleh pemerintah. Pemerintah juga ingin membuktikan bahwa panel matahari bisa dipasang di rumah-rumah pribadi. Panel ini bisa menhasilkan 4kW dan itu mampu memakai 4 mesin pengering sekaligus. Pemerintah juga sedang memikirkan bagaimana cara untuk mengurangi biaya dari panel matahari ini. Pemerintah ingin menekan harga panel matahari supaya masyarakat bisa membelinya dengan harga yang murah.

3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Beberapa tahun belakangan ini Perusahaan Listrik Negara (PLN) kita gencar mensosialisasikan program hemat listrik dari pukul 17.00 hingga 22.00. Alasan PLN melakukan ini adalah untuk efisiensi energi terutama dalam menghadapi beban puncak pada jam tersebut. Oleh karena itu masalah peningkatan konsumsi energi nasional ini harus segera dipecahkan. Perlu kita pahami, kebutuhan energi global dalam 30 tahun ke depan akan meningkat dua kali lipat per tahunnya. Pada 40 tahun mendatang, kebutuhan meningkat lagi menjadi tiga kali lipat atau setara dengan energi 20 miliar ton minyak bumi.Memang selama ini menurut Energy Information Administration (EIA) memperkirakan pemakaian energi hingga tahun 2025 masih didominasi bahan bakar fosil, yakni minyak bumi, gas alam, dan batubara. Permasalahannya yaitu menurut data Departemen ESDM juga menyebutkan, cadangan minyak bumi di Indonesia hanya cukup untuk 18 tahun kedepan, sedangkan gas bumi masih bisa mencukupi hingga 61 tahun lagi. Kemudian cadangan batubara diperkirakan habis dalam waktu 147 tahun lagi.

Prinsip kerja dari pembangkit listrik tenaga surya adalah sebagai berikut :Sinar matahari ditangkap oleh sel-sel berlapis semikonduktor kemudian diubah menjadi listrik. Agar dapat digunakan pada malam hari biasanya listrik yang telah dihasilkan disimpan dalam baterai. Energi yang dikeluarkan sinar matahri sebenarnya hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar 69 % dari total energi sinar matahari

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN ENERGI ALTERNATIF

a. Keuntungan Sumber energi alternatif dapat digunakan terus karena tidak akan habis Energi yang dihasilkan sangat besar Energi alternatif tidak mencemari lingkunganb. Kerugian Dibutuhkan biaya yang besar untuk memanfaatkan energi alternatif Dibutuhkan teknologi tinggi dan pemikiran yang rumit untuk memanfaatkan energi alternatif Tersedianya juga dipengaruhi musim. Contoh air akan banyak ketika musim penghujan tetapi akan berkurang ketika musim kemarau