Kebutuhan terhadap sumber energi, terutama energi listrik, mendorong munculnya banyak variasi sumber pembangkit. Terlebih adanya desakan untuk menciptakan sumber pembangkit ramah lingkungan, menjadi salah satu faktor pendorong untuk mencari sumber energi lain selain bahan bakar fosil. Salah satu yang saat ini sedang ramai adalah pembangkit dengan konsep renewable energy yang umumnya sudah banyak dikembangkan di negara – negara maju. Salah satu bagian dari renewable energy adalah pembangkit listrik menggunakan teknik energi osmosis yang akan dibahas pada artikel ini.Pada prinsipnya, proses pembangkitan listrik melibatkan perubahan energi kinetik menjadi energi listrik (memutar rotor pada generator). Energi kinetik inilah yang umum menjadi permasalahan. Hal ini dikarenakan pada metode pembangkitan secara konvesional (seperti pembangkit berbahan bakar fosil) bahan bakar tersebut akan dibakar untuk memanaskan air, yang pada proses selanjutnya akan menghasilkan tekanan untuk memutar rotor. Hal inilah yang kemudian dilihat dan berusaha dimanfaatkan pada proses osmosis.
Berdasarkan pengertiannya, Osmosis merupakan salah satu sifat yang dimiliki dari benda cair (fluida) untuk berpindah melalui lapisan semiperrmiabel diantara 2 fluida yang memiliki kepekatan berbeda. Lapisan semipermiabel ini berfungsi untuk memisahkan 2 lapisan dan hanya mampu ditembus oleh air, sementara partikel yang lain tertahan. Sehingga arah pergerakan fluida berasal dari fluida dengan kepekatan rendah menuju fluida dengan kepekatan lebih tinggi hingga dicapai kepekatan yang sama.
Perpindahan fluida ini akan mengakibatkan adanya perubahan volume yang juga mengakibatkan tekanan pada sisi fluida yang lebih pekat. Tekanan ini kemudian akan menyebabkan pergerakan fluida dan tekanan yang dapat digunakan sebagai sumber energi kinetik. Konsep inilah yang kemudian digunakan pada pembangkit listrik dengan konsep teknik osmosis dengan memanfaatkan air laut. Dengan memanfaatkan kepekatan air laut dan juga air murni, pembangkit listrik dengan teknik osmosis dapat dikembangkan.
Untuk lebih memahami mengenai proses osmosis, dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Pada kondisi awal
Pada saat proses osmosis telah mencapai titik keseimbangan
Teknik osmosis yang digunakan pada pembangkit listrik memiliki 2 tipe yang berbeda, yaitu SHEOPP Converter dan Underground PLO Plant.
SHEOPP Converter
SHEOP Converter merupakan pembangkit listrik yang terpasang di dasar permukaan laut. Prinsip yang digunakan pada pembangkit ini adalah menggunakan air laut sebagai fluida pekat, dan memanfaatkan aliran air sungai atau dam yang berfungsi sebagai fluida yang kurang pekat. Dasar peletakan pembangkit ini didasar laut dikarenakan faktor beda ketinggian dan juga kadar kepekatan air laut itu sendiri. Faktor ini cukup mempengaruhi energi listrik yang nantinya dapat dibangkitkan.
SHEOPP Converter Plant
Underground PLO Plant
Pada prinsipnya, tipe pembangkit Undergorund PLO Plant memiliki prinsio kerja yang sama dengan SHEOPP Converter. Perbedaan terletak pada penempatan pembangkit. Jika pada SHEOPP Converter, pembangkit diletakkan pada bagian dasar laut untuk memastikan tekanan dan jumlah fluida yang tepat, maka pada pembangkit tipe Undergorund PLO plant pembangkit diletakkan di bawah tanah. Hal ini yang didasarkan untuk memunculkan perbedaan tekanan, dengan mengalirkan air dari sungai atau dam dan air laut menuju ke level tekanan yang lebih rendah. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Underground PLO Plant
Akan tetapi, seperti banyak pembangkit renewable energy lainnya, konsep pembangkit dengan teknik osmosis masih mendapat banyak tantangan. Hal ini terkait dengan faktor – faktor kualitas, kuantitas, dan ekonomis yang kurang baik. Permasalahan terutama terpaku pada kemampuan lapisan semipermiabel sebagai bagian penting teknik ini, dan juga faktor biaya yang dibutuhkan dalam menghasilkan energi listrik per Watt-nya.Oleh karena itu masih sedikit pembangkit listrik dengan teknik ini yang dikembangkan.
Perkembangan pembangkit dengan teknik ini sampai sekarang, hanya terdapat beberapa tempat , diantaranya adalah oleh perusahaan Starkraft di Tofte, Norwegia dan Eddy Potash Mine di New Mexico. Bahkan ketika pertama kali dibangun, pembangkit listrik yang berada di Norwegia hanya mampu menghasilkan beberapa kilo-Watt yang jika dikonversikan hanya dapat memanaskan air untuk 1-2 ketel.
Perhatian pada pembangkit ini pun akhirnya menarik beberapa pihak untuk meneliti dan menelaah lebih jauh. Salah satunya adalah perhatian untuk peningkatan kerja pada sisi lapisan semipermiabelnya. Namun, seiring waktu berjalan, bukanlah sesuatu yang tidak mungkin apabila di masa depan pembangkit dengan teknik ini dapat menjadi salah satu bagian dari sistem pembangkit listrik dengan dasar renewable energy.
Referensi :
[1] http://www.exergy.se/goran/cng/alten/proj/97/o/
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Osmotic_power
[4] http://www.osmosefilmer.com/engelsk2.html
[3]Haynie, Donald T. (2001). Biological Thermodynamics. Cambridge: Cambridge University Press. pp. 130–136.
[5]http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/756432-k7Q3X9/webviewable/
[6] http://www.newscientist.com/article/dn18204-first-osmosis-power-plant-goes-on-stream-in-norway.html
Artikel ini merupakan kiriman khusus untuk pembaca dunia listrik dari: Akhmad Syaiful Hidayat (ASH) - 3 Juni 2010
