Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

Radio 

Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.

Microwave 

Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.

Infrared 

Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote control.

Ultraviolet

Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.

Sinar X 

Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.

[Continue reading...]

Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.

Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik. 

Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :

Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

1. Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.
2. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
3. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
4. eperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.
5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.

Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran Maxwell. 

SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

1. Osilasi listrik.

2. Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah.

3. Lampu merkuri menghasilkan ultra violet.

4. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam ® menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen).

Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.

SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di bawah disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan _m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray. 

Contoh spektrum elektromagnetik

Gelombang Radio 

Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi. 

Gelombang mikro 

Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis. 

Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan. 

Sinar Inframerah 

Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.

Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda. 

Cahaya tampak 

Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran. 

Sinar ultraviolet 

Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi. 

Sinar X 

Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm. 

Sinar Gamma 

Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh. 

[Continue reading...]

Macam-Macam Sel Galvani

A. BATERAI KERING

Baterai kering (sel Lechlance) terdiri atas suatu silinder seng sebagai anode dan batang karbon sebagai katode. Silinder diisi pasta yang terdiri atas campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), sedikit air, dan di tengah pasta itu diletakkan batang karbon. Karena karbon merupakan electrode inert(sukar bereaksi), pasta berfungsi sebagai oksidator(katode). Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.




Anode :Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

Katode :2 MnO2(s) + 2 NH4- (aq) + 2e- → Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l)

+

Redoks :Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)

Selanjunya, Zn dan NH3 membentuk ion kompleks [Zn(NH3)4]2+

Zn2+(aq) + 4 NH3(aq) → [Zn(NH3)4]2+(aq)

Potensial tiap baterai kering adalah 1,5 volt. Baterai kering jika sudah habis tidak dapat diisi ulang sehingga disebut sel primer. Untuk membuatnya tahan lama, maka NH4Cl diganti dengan KOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut

Anode :Zn(s) + 2 OH-(aq) → Zn(OH)2 + 2e-

Katode :2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + 2e‑ → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH-

+

Redoks :Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H2O(l) → Zn(OH)2(s) + 2 MnO(OH)(s)


B. BATERAI ARLOJI

Baterai arloji dikenal sebagai baterai perak oksida. Terdiri atas Zn sebagai anode dan Ag2O sebagai katode, dan KOH dalam bentuk pasta sebagai elektrolit. Beda potensialnya 1,5 volt. Reeaksi kimianya sebagai berikut.





Anode :Zn(s) + 2 OH-(aq) → Zn(OH)2(s) + 2e-

Katode :Ag2O(s) + H2O(l) + 2e- → 2 Ag(s) + 2 OH-(aq)

+

Redoks : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l) → Zn(OH)2(s) + 2 Ag(s)


C. BATERAI HP

Biasa dikenal sebagai baterai Nikel-Kadmium (Ni-Cd) adalah sel kering yang dapat diisi ulang. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut.





Anode : Cd(s) + 2 OH-(aq) → Cd(OH)2(s) + 2e-

Katode : Ni2O3(s) + 3 H2O(l) + 2e- → 2 Ni(OH)2(s) + 2 OH-

+

Redoks : Cd(s) + Ni2O3(s) + 3 H2O(l) → Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)

Hasil reaksinya melekat pada kedua elektrodenya, dengan demikian pengisian kembali baterai dilakukan dengan cara membalik arah arus electron.


D. AKI

Aki merupakan sel volta yang banyak digunakan untuk mobil dan motor. Karena dapat diisi ulang, aki disebut sel sekunder. Sel aki terdiri atas timbal (Pb) sebagai anode dan timbal dioksida (PbO2) sebagai katode kemudian kedua elektroda itu dicelupkan dalam larutan asam sulfat (H2SO4). Kedua elektroda itub tidak perlu dipisahkan dengan jembatan garam. Hal itu dilakukan kareana kedua elektroda dan hasil reaksi tidak larut dalam (H2SO4). Walaupun demikian kedua elektroda tidak slaing bersentuhan supaya tidak terjadi hubungan singkat. Kedua elektroda dipisahkan dengan bahan isolator. Tiap aki memiliki beda potensial sebesar 6 Volt jika terdiri atas tiga sel dan 12 Volt jika terdiri atas enam sel yang dihubungkan secara seri. Ada dua reaksi pada aki, yaitu reaksi pengosongan dan reaksi pengisian. Reaksi pengosongan terjadi pada saat aki digunakan. Reaksi pengisian terjadi pada saat aki diisi ulang. Persamaan reaksi pengosongan kai adalah sebagai berikut

Anode : Pb(s) + HSO4-(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e-

Katode : PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3 H+(aq) + 2e- → PbSO4(s) + 2 H2O(l)

+

Redoks : Pb(s) + PbO2(s) + 2 HSO4-(aq) + PbSO4(s) + 2 H2O(l)

Berdasarkan reaksi itu tampak bahwa anoda dan katoda berubah menjadi zat yang sama yaitu PbSO4 yang mengendap dan menempel pada kedua elektroda. Akibatnya suatu saat permukaan kedua elektroda tertutup secara merata oleh zat yang sama. Pada saat itu aki tidak dapat digunakan dan perlu diisi kemabali. Selain itu pada katoda terbentuk air. Air itu akan mengikat H2SO4­ selama reaksi pengosongan berlangsung. Akibatnya kadar H2SO4­ makin berkurang. Berkurangnya kadar H2SO4­ ditandai dengan berkurangnya kerapatan larutan. Kerapatan larutan diukur dengan alat hydrometer. Aki yang baru diisi memiliki kerapatan 1.25 – 1.30 gmL-1. Jika kerapatan larutan kurang dari 1.25 gml-1 aki perlu diisi kembali. Pengisian aki dilakukan dengan cara mengubah arah lairan electron pada kedua elektroda. Anoda yang melepaskan electron (oksidasi) pada saat pengosongan berubah menjadi menangkap electron (reduksi) pada saat pengisian. Sebaliknya katode yang menangkap electron (reduksi) pada saat pengosongan berubah menjadi melepaskan electron (oksidasi) pada saat pengisian. Untuk itu elektroda Pb dihubungkan dengan kutub negative sumber arus sehingga PbSO4 yang melekat padanya tereduksi menjadi Pb. Seblaiknya elektroda PbO2 dihububngkan dengan kutub positif sumber arus sehingga PbSO4 yang melekat padanya teroksidasi menjadi PbO­2

Katode Pb :PbSO4(s) + H+(aq) + 2e- → Pb(s) + HSO4-(aq)

Anode PbO2 : PbSO4(s) + 2 H2O(l) → PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3 H+(aq) + 2e-

+

Redoks : 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) → Pb(s) + PbO2(s) + 2 HSO4-(aq) + 2 H+ (aq)

[Continue reading...]

PEMBUATAN SISTEM KOLOID

Pada prinsipnya pembuatan koloid adalah mengubah partikel-partikel berukuran ion, atom, atau molekul menjadi partikel-partikel koloid. Atau mengubah partikel besar menjadi koloid. Untuk memperoleh suatu sistem koloid dapat dilakukan dengan cara kondensasi, dispersi, dan cara gabungan.

1. Cara Kondensasi

Cara kondensasi yaitu dengan mengubah partikel-partikel yang lebih kecil menjadi partikel yang lebih besar yaitu partikel koloid. Hal yang harus diperhatikan pada pengerjaan cara kondensasi adalah menjaga ukuran partikel koloid, karena partikel yang terlalu besar akan mengendap. Untuk menghindari penggumpalan selama kondensasi berlangsung maka selama kondensasi dimulai, larutan sudah harus lewat jenuh dan bibit-bibit kondensasi harus sudah terbentuk. Bibit kondensasi ini sangat diperlukan bagi pembentukan partikel. Partikel sistem koloid yang dihasilkan umumnya bergantung pada:

a. Tingkatan lewat jenuh yang diperoleh,

b. Jumlah bibit kondensasi yang menjadi pusat proses kondensasi,

c. Kecepatan perpindahan partikel berukuran kecil ke arah bibit kondensat.

Untuk memperoleh ukuran partikel koloid yang sama maka pada saat permulaan kondensasi, bibit kondensat harus sudah terbentuk. Cara kondensasi dapat dilakukan dengan reaksi hidrolisis, reaksi oksidasi, reaksi reduksi, kesetimbangan ion, dan mengubah pelarut.

a. Reaksi hidrolisis

Cara reaksi hidrolisis dapat dipakai untuk membuat koloid basa logam seperti Al, Fe, dan Cr, karena basa logam tersebut berbentuk koloid. Contoh :

Pembuatan sol Fe(OH)3

Tambahkan beberapa mL FeCl3 ke dalam air panas, kemudian diaduk sampai larutan berwarna merah coklat.

Sol Fe(OH)3 yang terbentuk dapat tahan lama dan partikelnya bermuatan positif karena mengadsorpsi ion H+.

b. Reaksi oksidasi

Pembuatan sol dengan cara oksidasi, misalnya pembuatan sol belerang. Sol belerang dapat dibuat dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan SO2.Pada reaksi di atas SO2 dioksidasi menjadi S.

c. Reaksi redoks

Sol dari logam dari Pt, Ag, dan Au dapat dibuat dengan cara mereaksikan larutan logam dengan zat pereduksi misalnya FeSO4 dan formaldehida.

Pada reaksi tersebut ion A3+ direduksi menjadi Au (logam). Au padat adalah partikel fase dispersi yang terbentuk dan menyusun sol emas. Warna sol emas yang terbentuk bisa bermacam-macam tergantung kepada besarnya partikel Au, umumnya berwarna biru sampai merah delima.

d. Mengubah pelarut

Cara kondensasi ini dilakukan untuk menurunkan kelarutan suatu zat terlarut Contoh :

1) Belerang larut dalam etanol tapi tidak larut dalam air

Bila larutan jenuh belerang dalam etanol dituangkan dalam air, maka akan terbentuk sol belerang. Hal ini terjadi akibat menurunnya kelarutan belerang di dalam campuran tersebut

2) Indikator fenolftalein larut dalam etanol tetapi tidak larut dalam air.

Bila air ditambahkan ke dalam larutan fenolftalein dalam etanol terbentuk cairan seperti susu.

f. Reaksi Dekomposisi Rangkap

Contoh

a) Pembuatan sol As 2 S 3, dibuat dengan mengalirkan gas H 2 S dan asam arsenit (H 3 AsO 3 ) yang encer.

Persamaan reaksinya: 2 H 3 AsO 3 (aq) + 3 H 2 S (g) → As 2 S 3 (s) + 6H 2 O (l)

sol As 2 S 3

b) Pembuatan sol AgCl dari larutan AgNO 3 dengan larutan NaCl encer.

Persamaan reaksinya: AgNO 3 (aq) + NaC1 (aq) → AgCl (s) + NaNO 3 (aq)

Sol AgCl

2. Cara Dispersi

Pembuatan koloid dengan cara dispersi yaitu dengan memecah molekul besar menjadi molekul-molekul lebih kecil yang sesuai dengan ukuran partikel koloid.

a. Cara mekanik

Dengan cara mekanik, partikel kasar dipecah sampai halus. Dalam laboratorium kimia pemecahan partikel ini dilakukan dengan menggunakan lumping dan palu kecil., sedangkan dalam industri digunakan mesin penggiling koloid. Zat yang sudah halus dimasukkan ke dalam cairan sampai terbentuk suatu sistem koloid. Contoh: Pembuatan sol belerang Mula-mula belerang dihaluskan kemudian didispersikan ke dalam air sehingga terbentuk suatu sistem koloid

b. Cara peptasi

Cara ini dilakukan dengan menambahkan ion sejenis pada suatu endapan, sehingga endapannya terpecah menjadi partikel-partikel koloid. Cara ini biasa digunakan untuk membuat sol liofil. Contoh: Endapan AgI dapat dipeptasi dengan menambahkan larutan elektrolit dari ion sejenis, misalnya kalium iodida (KI) atau perak nitrat (AgNO3)

c. Busur Bredig

Busur Bredig ialah alat pemecah zat padatan (logam) menjadi partikel koloid dengan menggunakan arus listrik tegangan tinggi. Caranya adalah dengan membuat logam, yang hendak dibuat solnya, menjadi dua kawat yang berfungsi sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam air; kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujung kawat. Logam sebagian akan meluruh ke dalam air sehingga terbentuk sol logam. Contoh, pembuatan sol logam. 

d. Suara Ultrasonik

Cara ini hampir sama dengan cara busur Bredig, yaitu sama-sama untuk pembuatan sol logam. Ka1au busur Bredig menggunakan arus listrik tegangan tinggi, maka cara ultrasonik menggunakan energi bunyi dengan frekuensi sangat tinggi, yaitu di atas 20.000 Hz.

[Continue reading...]

Manfaat Sel Surya

A. Pengertian Sel Surya

Sel surya adalah alat yang penting bagi kemajuan pengembangan teknologi energi. Alat ini bekerja melalui suatu mekanisme yang dikenal dengan nama efek fotovoltaik. Bila kita mendengar kata foto, tentu saja berkaitan dengan kata cahaya karena kata foto berasal dari kata foton yang berarti partikel cahaya atau unit-unit penyusun cahaya. Kata volt tentu saja berhubungan dengan bidang kelistrikan. Volt merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan besarnya tegangan/beda potensial antara 2 kutub yang berbeda (positif dan negatif).

Teknologi sel surya berkembang dari tahun ke tahun. Teknologi pertama yang berkembang adalah sel surya berbasis silikon. Teknologi ini cukup mahal, sehingga sulit untuk diaplikasikan dalam skala industri. Saat ini, telah berkembang sel surya pewarna tersensitasi (SSPT) yang merupakan sel surya generasi ketiga. Sel surya jenis ini menggunakan pewarna dari bahan alam, seperti temulawak dan buah mangsi. Prof. Dr. Syafsir Akhlus adalah dosen kimia ITS yang berkecimpung dalam bidang ini dan mendapat gelar Profesor karena keahliannya dalam bidang fotokimia. Begitu pentingnya pemanfaatan sel surya ini, mengingat cadangan bahan bakar fosil yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui dalam waktu singkat semakin menipis jumlahnya.

Untuk menghasilkan daya dalam jumlah yang besar, umumnya sel surya dalam jumlah yang banyak dirangkai menjadi suatu array photovoltaic, Seperti yang biasa kita lIhat pada umumnya. Adapun energi foton yang dimaksud diatas (ingat pelajaran fisika…) bisa didapatkan dari sinar matahari, selain itu sebenarnya bisa juga kita dapatkan dari sinar lampu pijar hanya saja pasti sangat kecil. kenapa lampu pijar bukan neon? karena lampu neon sinarnya tidak kontinyu, pada kenyataannya dia berkedip-kedip dengan frekuensi sekian Hz, hanya saja itu terjadi dalam waktu yang sangat singkat sehingga mata kita yang terbatas ini melihatnya seolah-olah sinarnya kontinyu. hmm…kesimpulan pastinya yang dikonversi oleh solar cell adalah sinar,,,bukan panas!

Kekurangan solar cell dibandingkan sumber listrik lain yaitu hingga kini tingkat efisiensi konversi energinya masih terbilang kecil dan harganya pun masih relatif mahal. Pada dasarnya tingkat efisiensi sel surya bergantung pada bahan atau material penyusun sel, permukaan kristal, pengaruh crystal defects. Nah, Seandainya, kalau seandainya nih, kita bisa membuat sebuah sel surya yang mempunyai efisiensi tinggi maka kita bisa membuat sumber energi saingan dari BBM yang notabene (apa ya bahasa indonesianya?) tidak ramah lingkungan. Jadi, kabar baiknya bisa dikatakan potensi Solar Cell ini masih sangat besar untuk kita kembangkan, apalagi kita tahu sinar matahari itu sumber energi terbarukan.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), adalah pembangkit yang memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan penghasil listrik adalah Photovoltaic atau yang disebut secara umum Modul / Panel Solar Cell. Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif didalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil dari aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung dimanfatkan untuk mengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampere yang diperlukan. Rata-rata produk modul solar cell yang ada dipasaran menghasilkan tegangan 12 s/d 18 VDC dan ampere antara 0.5 s/d 7 Ampere. Modul juga memiliki kapasitas beraneka ragam mulai kapsitas 10 Watt Peak s/d 200 Watt Peak juga memiliki type cell monocrystal dan polycrystal. Komponen inti dari sistem PLTS ini meliputi peralatan : Modul Solar Cell, Regulator / controller, Battery / Aki, Inverter DC to AC, Beban / Load. Perusahaan kami telah mengembangkan beberapa produk PLTS yang digunakan untuk rumah tangga dengan skala kecil, contoh paket produk kami adalah Penerangan Listrik Rumah (PLR). Dengan paket produk PLR tersebut dapat dimanfaatkan untuk para penduduk di Indonesia untuk solusi akan kebutuhan listrik yang di daerahnya sulit dijangkau listrik PLN atau di daerah pelosok dan produk paket PLR ini dari waktu ke waktu juga dibutuhkan beberapa konsumen perkotaan dan perusahaan dengan maksud mengkombinasikan dengan listrik PLN. Rata-rata produk paket PLR ini digunakan untuk lampu-lampu penerangan di rumah, kantor, tempat ibadah, tempat umum dengan skala kecil dan menengah dan hasilnya dari penggunaan tersebut kalau dihitung secara besar diseluruh Indonesia, maka defisit akan listrik PLN akan teratasi karena PLR turut membantu dalam program penghematan listrik. Bayangkan bila tiap rumah, kantor, tempat ibadah, tempat umum di seluruh pulau jawa beberapa peralatan lampu penerangannya diganti / dikombinasi dengan sistem PLTS, maka penghematan dalam listrik PLN akan terwujud secara nyata. Kalo ragu coba dihitung saja, misal 3 lampu 8 Watt (PLS/Cool day light, lumen cahanya sama dengan lampu pijar 40 Watt)untuk tiap rumah menggunakan PLTS maka, (8 Watt x 3 buah) x 20juta/malam(Perkiraan Pemakai PLN) = 480.000.000 Watt/malam. Bayangkan berapa besar penghematan dalam 1 malam saja!. Kami bukan mempromosikan produk kami agar bisa terjual, cuma kami membantu kelangkaan / kesulitan akan energi khususnya listrik yang semakin lama sulit didapat. Hanya dengan karya yang nyata dan bukan program sana-sini tapi gak ada hasil serta semua tergantung kesadaran kita bersama. Salam MATAHARI....!!! sumber energi yang selalu terbit dan akan lenyap selamanya pada waktu kiamat!!!

B. Teknologi Sel Surya Untuk Sumber Energi Masa Depan

Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sebenarnya sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024 joule pertahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0,1% saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10% sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini. Perkembangan yang pesat dari industri sel surya (solar sel) di mana pada tahun 2004 telah menyentuh level 1000 MW membuat banyak kalangan semakin melirik sumber energi masa depan yang sangat menjanjikan ini.

Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari sebenarnya hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar 69% dari total energi pancaran matahari [1]. Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024 joule pertahun, energi ini setara dengan 2 x 1017 Watt [1]. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0.1% saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10% sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini [2].

Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon. Penemuan ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905. Energi yang dipancarkan oleh sebuah cahaya dengan panjang dan frekuensi photon l gelombang V dirumuskan dengan persamaan:

E l= h.c /λ

Dengan h adalah konstanta Plancks (6.62 x 10-34 J.s) dan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum (3.00 x 108 m/s). Persamaan di atas juga menunjukkan bahwa photon dapat dilihat sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi tertentu [3]. Dengan menggunakan sebuah divais semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe p dan n, cahaya yang datang akan mampu dirubah menjadi energi listrik.

Hingga saat ini terdapat beberapa jenis solar sel yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti untuk mendapatkan divais solar sel yang memiliki efisiensi yang tinggi atau untuk mendapatkan divais solar sel yang murah dan mudah dalam pembuatannya.

Tipe pertama yang berhasil dikembangkan oleh para peneliti adalah jenis wafer (berlapis) silikon kristal tunggal. Tipe ini dalam perkembangannya mampu menghasilkan efisiensi yang sangat tinggi. Masalah terbesar yang dihadapi dalam pengembangan silikon kristal tunggal untuk dapat diproduksi secara komersial adalah harga yang sangat tinggi sehingga membuat solar sel panel yang dihasilkan menjadi tidak efisien sebagai sumber energi alternatif. Sebagian besar silikon kristal tunggal komersial memiliki efisiensi pada kisaran 16-17%, bahkan silikon solar sel hasil produksi SunPower memiliki efisiensi hingga 20% [www.sunpowercorp.com]. Bersama perusahaan Shell Solar, SunPower menjadi perusahaan yang menguasai pasar silikon kristal tunggal untuk solar sel.

Jenis solar sel yang kedua adalah tipe wafer silikon poli kristal. Saat ini, hampir sebagian besar panel solar sel yang beredar di pasar komersial berasal dari screen printing jenis silikon poli cristal ini. Wafer silikon poli kristal dibuat dengan cara membuat lapisan lapisan tipis dari batang silikon dengan metode wire-sawing. Masing-masing lapisan memiliki ketebalan sekitar 250–350 micrometer. Jenis solar sel tipe ini memiliki harga pembuatan yang lebih murah meskipun tingkat efisiensinya lebih rendah jika dibandingkan dengan silikon kristal tunggal. Perusahaan yang aktif memproduksi tipe solar sel ini adalah GT Solar, BP, Sharp, dan Kyocera Solar.

Kedua jenis silikon wafer di atas dikenal sabagai generasi pertama dari solar sel yang memiliki ketebalan pada kisaran 180 hingga 240 mikro meter. Penelitian yang lebih dulu dan telah lama dilakukan oleh para peneliti menjadikan solar sel berbasis silikon ini telah menjadi teknologi yang berkembang dan banyak dikuasai oleh peneliti maupun dunia industri. Divais solar sel ini dalam perkembangannya telah mampu mencapai usia aktif mencapai 25 tahun [1]. Modifikasi untuk membuat lebih rendah biaya pembuatan juga dilakukan dengan membuat pita silikon (ribbon si) yaitu dengan membuat lapisan dari cairan silikon dan membentuknya dalam struktur multi kristal. Meskipun tipe sel surya pita silikon ini memiliki efisiensi yang lebih rendah (13-15%), tetapi biaya produksinya bisa lebih dihemat mengingat silikon yang terbuang dengan menggunakan cairan silikon akan lebih sedikit.

Generasi kedua solar sel adalah solar sel tipe lapisan tipis (thin film). Ide pembuatan jenis solar sel lapisan tipis adalah untuk mengurangi biaya pembuatan solar sel mengingat tipe ini hanya menggunakan kurang dari 1% dari bahan baku silikon jika dibandingkan dengan bahan baku untuk tipe silikon wafer. Dengan penghematan yang tinggi pada bahun baku seperti itu membuat harga per KwH energi yang dibangkitkan menjadi bisa lebih murah.

Metode yang paling sering dipakai dalam pembuatan silikon jenis lapisan tipis ini adalah dengan PECVD dari gas silane dan hidrogen. Lapisan yang dibuat dengan metode ini menghasilkan silikon yang tidak memiliki arah orientasi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon (non kristal). Selain menggunakan material dari silikon, solar sel lapisan tipis juga dibuat dari bahan semikonduktor lainnya yang memiliki efisiensi solar sel tinggi seperti Cadmium Telluride (Cd Te) dan Copper Indium Gallium Selenide (CIGS).

Efisiensi tertinggi saat ini yang bisa dihasilkan oleh jenis solar sel lapisan tipis ini adalah sebesar 19,5% yang berasal dari solar sel CIGS [5]. Keunggulan lainnya dengan menggunakan tipe lapisan tipis adalah semikonduktor sebagai lapisan solar sel bisa dideposisi pada substrat yang lentur sehingga menghasilkan divais solar sel yang fleksibel. Kedua generasi dari solar sel ini masih mendominasi pasaran solar sel di seluruh dunia dengan silikon kristal tunggal dan multi kristal memiliki lebih dari 84% solar sel yang ada dipasaran

Penelitian agar harga solar sel menjadi lebih murah selanjutnya memunculkan generasi ketiga dari jenis solar sel ini yaitu tipe solar sel polimer atau disebut juga dengan solar sel organik dan tipe solar sel foto elektrokimia. Solar sel organik dibuat dari bahan semikonduktor organik seperti polyphenylene vinylene dan fullerene.

Berbeda dengan tipe solar sel generasi pertama dan kedua yang menjadikan pembangkitan pasangan electron dan hole dengan datangnya photon dari sinar matahari sebagai proses utamanya, pada solar sel generasi ketiga ini photon yang datang tidak harus menghasilkan pasangan muatan tersebut melainkan membangkitkan exciton. Exciton inilah yang kemudian berdifusi pada dua permukaan bahan konduktor (yang biasanya di rekatkan dengan organik semikonduktor berada di antara dua keping konduktor) untuk menghasilkan pasangan muatan dan akhirnya menghasilkan efek arus foto (photocurrent)

Tipe solar sel photokimia merupakan jenis solar sel exciton yang terdiri dari sebuah lapisan partikel nano (biasanya titanium dioksida) yang di endapkan dalam sebuah perendam (dye). Jenis ini pertama kali diperkenalkan oleh Profesor Graetzel pada tahun 1991 sehingga jenis solar sel ini sering juga disebut dengan Graetzel sel atau dye-sensitized solar cells (DSSC)

Graetzel sel ini dilengkapi dengan pasangan redok yang diletakkan dalam sebuah elektrolit (bisa berupa padat atau cairan). Komposisi penyusun solar sel seperti ini memungkinkan bahan baku pembuat Graetzel sel lebih fleksibel dan bisa dibuat dengan metode yang sangat sederhana seperti screen printing. Meskipun solar sel generasi ketiga ini masih memiliki masalah besar dalam hal efisiensi dan usia aktif sel yang masih terlalu singkat, solar sel jenis ini akan mampu memberi pengaruh besar dalam sepuluh tahun ke depan mengingat harga dan proses pembuatannya yang sangat murah.

Pertumbuhan teknologi sel surya di dunia memang menunjukkan harapan akan solar sel yang murah dengan memiliki efisiensi yang tinggi. Sayangnya sangat sedikit peneliti di Indonesia yang terlibat dengan hiruk pikuk perkembangan tentang teknologi sel surya ini. Sudah seharusnya pemerintah secara jeli melihat potensi masa depan Indonesia yang kaya akan sinar matahari ini dengan mendorong secara nyata penelitian di bidang energi surya ini.

C. Aplikasi Sel Surya

Gelombang yang timbul akibat medan listrik dan medan magnet disebut gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang terlihat oleh pancaindera manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang berkisar pada 300-700 nm (nanometer). Gelombang diatas panjang gelombang 700 nm adalah inframerah dan dibawah 300 nm adalah ultraviolet. Manusia telah banyak memanfaatkan energi yang terdapat pada gelombang elektomagnet sejak dahulu kala. Tapi pemahaman tentang gelombang ini sendiri baru dapat dianalisis oleh kita sekitar abad 10.

Seiring perkembangan zaman, pemanfaatan gelombang elektromagnet oleh manusia semakin sering dilakukan dalam kehidupan sehari-hari sesuai dengan perkembangan pemahaman tentang gelombang ini sendiri. Nama-nama seperti Isaac Newton dengan Hypothesis of Lightnya, Christian Huygens dengan teori rambat gelombang, Faraday dengan teori elektromagnetisme, James Clerk Maxwell yang berhasil memperbaiki teori rambat gelombangnya Christian Huygens, Max Planck dengan teori kuantum, Albert Einstein dan Louis de Broglie yang menyatakan bahwa cahaya adalah bentuk partikel dan gelombang dengan teori dualitas partikel-gelombang telah memberikan kontribusi yang besar dalam memanfaatkan gelombang elektromagnet dalam kehidupan sehari-hari.

Cahaya matahari yang merupakan pancaran gelombang elektromagnet adalah salah satu contoh dari sekian banyak bentuk energi yang dapat kita rasakan di bumi dan telah kita manfaatkan sumber dayanya berabad-abad. Pemberdayaan energi cahaya matahari pada setiap zaman semakin meningkat seiring dengan pengetahuan yang kita dapatkan dan salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang memanfaatkan energi foton cahaya matahari menjadi energi listrik. Indonesia sendiri, sebuah negara yang dilewati oleh garis khatulistiwa dan menerima panas matahari yang lebih banyak daripada negara lain, mempunyai potensial yang sangat besar untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga surya sebagai alternatif batubara dan diesel sebagai pengganti bahan bakar fosil yang bersih, tidak berpolusi, aman dan persediaannya tidak terbatas. Berbagai instalasi sel surya telah banyak dipakai walaupun hanya pada beberapa golongan masyarakat mampu.

Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot listrik.

Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik. Bahan dan cara kerja yang aman terhadap lingkungan menjadikan sel surya sebagai salah satu hasil teknologi pembangkit listrik yang efisien bagi sumber energi alternatif masyarakat di masa depan. Memberikan harapan kepada kita untuk mengelola alam secara lebih “alamiah”.

[Continue reading...]

Efek Rumah Kaca

1.Pengertian

Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourier pada 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya.

Green house atau yang dikenal dengan rumah kaca saat ini bukanlah barang baru bagi pelaku agribisnis, terutama agribisnis hortikultura seperti sayuran dan tanaman hias. Meskipun demikian, hal itu tidak menjamin bahwa semua petani Indonesia mengerti dan mengetahui tentang green house ini. Jangankan tahu manfaatnya, bahkan mungkin melihatnya saja belum pernah. Berdasarkan pertimbangan tersebut,dalam bahasan ini akan diulas gambaran umum mengenai apa sebenarnya dan manfaat dari green house sebagai penunjang agribisnis kita.

Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakangan ini diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.

Ketika radiasi matahari tampak maupun tidak tampak dipancarkan ke bumi, 10 energi radiasi matahari itu diserap oleh berbagai gas yang ada di atmosfer, 34% dipantulkan oleh awan dan permukaan bumi, 42% membuat bumi menjadi panas, 23% menguapkan air, dan hanya 0,023% dimanfaatkan tanaman untuk perfotosintesis.

Malam hari permukaan bumi memantulkan energi dari matahari yang tidak diubah menjadi bentuk energi lain seperti diubah menjadi karbohidrat oleh tanaman dalam bentuk radiasi inframerah. Tetapi tidak semua radiasi panas inframerah dari permukaan bumi tertahan oleh gas-gas yang ada di atmosfer. Gas-gas yang ada di atmosfer menyerap energi panas pantulan dari bumi.

Dalam skala yang lebih kecil – hal yang sama juga terjadi di dalam rumah kaca. Radiasi sinar matahari menembus kaca, lalu masuk ke dalam rumah kaca. Pantulan dari benda dan permukaan di dalam rumah kaca adalah berupa sinar inframerah dan tertahan atap kaca yang mengakibatkan udara di dalam rumah kaca menjadi hangat walaupun udara di luar dingin. Efek memanaskan itulah yang disebut efek rumah kaca atau ”green house effect”. Gas-gas yang berfungsi bagaikan pada rumah kaca disebut gas rumah kaca atau ”green house gases”.

2.Persyaratan efek rumah kaca

Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi bila kita bermaksud mendirikan green house. Hal ini sangat erat kaintannya dengan investasi, pertimbangan pemasaran, pengadaan sarana produksi, infrastruktur serta industri pengolahan dan pemasarannya.

Sehingga pembuatan green house ini tidak bisa dilakukan sembarangan tanpa pertimbangan. Adapun beberapa lokasi ideal yang dapat dijadikan tempat green house harus memenuhi beberapa kriteria diantaranya : 

1. intensitas cahaya matahari yang cukup tinggi pada musim hujan, 
2. suhu yang cukup dan mendukung, dalam arti tidak terlalu panas juga tidak terlalu dingin, 
3. dekat dengan pusat keramaian/pasar,
4. dekat sumber air yang baik dan cukup sepanjang tahun, 
5. dekat dengan instalasi listrik, 
6. tempatnya harus datar tidak boleh mempunyai kemiringan 
7. tanah yang digunakan merupakan tanah yang tidak bergerak dan terakhir 
8. dekat dengan sarana penunjang seperti kantor, laboratorium, jalan besar (mudah dijangkau kendaraan) untuk mempermudah pengawasan dan penggunaannya.

Selain itu ada tiga hal utama yang perlu diperhatikan diantaranya : batasan kekuatan muatan, penetrasi cahaya dalam green house dan biaya. Meskipun di Indonesia hanya mengenal dua musim yaitu musim hujan dan musim kemarau namun perlu diperhatikan pula kekuatan atap dan bangunannya. Baik atap maupun bangunan harus kokoh dan kuat dari terpaan angin maupun hujan deras. Kemiringan atap pun minimal harus 28o.

Tanpa mengesampingkan aspek kekokohannya, struktur konstruksi bangunan green house haruslah bisa menjaga agar penetrasi (cahaya yang masuk) tetap maksimal. Agar penetrasi cahaya sesuai dengan kebutuhan tanaman, sebaiknya atap penutup haruslah terbuat dari bahan yang sangat transparan. Selain itu pilar-pilar penyokong sebaiknya dicat dengan warna yang dapat memantulkan cahaya.

3.Bahan-Bahan penutup rumah kaca

Perlu diketahui pula bahwa sebagian besar tanaman yang dibudidayakan pada green house membutuhkan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 400 – 700 nanometer (Photosynthetically Active Radiation). Hampir semua bahan penutup green house mampu menampung cahaya tersebut sesuai dengan panjang gelombang yang diinginkan tanaman. Bahan yang terbuat dari Polyethylene dan fiberglass cenderung membuat cahaya menjadi tersebar, sementara bahan yang terbuat dari acrylic dan polycarbonate lebih cenderung meneruskan cahaya yang masuk secara langsung. Cahaya yang sifatnya menyebar tersebut memberikan keuntungan tersendiri bagi tanaman, dimana dia bisa mengurangi kelebihan cahaya pada daun-daun tanaman bagian atas dan memantulkannya pada daun-daun yang ada di bagian bawah sehingga penyebaran cahaya menjadi lebih merata.

Sebenarnya bentuk-bentuk green house tersebut bermacam-macam mulai dari bentuk sederhana dengan bahan yang paling murah sampai bentuk komplek yang dibentuk dari bahan penutup yang mahal. Adapun bahan penutup atap dapat menggunakan kaca maupun plastik. Bahan yang terbuat dari plastik juga tidak kalah dengan kaca dimana mempunyai kelebihan antara lain : tahan pecah, bentuknya bisa disesuaikan dengan bermacam design, dan sangat mudah digunakan. Beberapa tipe plastik yang biasa digunakan sebagai penutup green house antara lain :

a. Acrylic

Acrylic sangat tahan terhadap perubahan cuaca , tahan pecah serta sangat transparan. Penyerapan sinar ultra violet yang berasal dari matahari lebih tinggi dibandingkan dengan bahan yang terbuat dari kaca. Penggunaan acrylic sebanyak dua lapis mampu menghantarkan sekitar 83 % cahaya dan mengurangi kehilangan panas sekitar 20-40% dibandingkan penggunaan 1 lapis. Bahan ini tidak akan menguning walaupun digunakan dalam waktu yang lama. Namun kekurangan dari bahan acrylic adalah : mudah terbakar,sangat mahal, dan sangat mudah tergores/tidak tahan gores.

b. Polycarbonate

Polycarbonate memiliki ciri-ciri : lebih tahan, lebih fleksibel, lebih tipis, serta lebih murah dibandingkan acrylic. Penggunaan dua lapis polycarbonate mampu menghantarkan cahaya sekitar 75-80 % dan mengurangi kehilangan panas sekitar 40% dibandingkan satu lapis. Namun bahan ini sangat mudah tergores, mudah memuai, gampang menguning, dan akan membuat lapisan kurang transparan dalam waktu satu tahun (meskipun kini hadir jenis baru yang tidak cepat menguning).

c. Fiberglass Reinforced Polyester

Bahan ini memiliki sifat-sifat : lebih tahan lama, penampilannya menarik, harganya terjangkau dibandingkan kaca, serta FRP ini lebih tahan pengaruh perubahan cuaca. Bahan plastik ini mudah sekali dibentuk menjadi bentuk bergelombang maupun berupa lempengan. Meskipun demikian kekurangannya adalah bahan ini mudah memuai.

d. Polyethylene film

Bahan ini sangat murah dibandingkan dengan bahan lainnya namun sifatnya hanya sementara (kurang tahan lama), bentuknya kurang menarik, serta membutuhkan penanganan maupun perawatan yang lebih intensif . Selain itu, bahan ini juga mudah sekali rusak oleh sengatan cahaya matahari, walaupun mampu bertahan minimal 1 – 2 tahun dengan perawatan lebih intensif. Dikarenakan bahan ini berupa lembaran lebar sehingga tidak membutuhkan kerangka yang lebih banyak dan bisa menghantarkan cahaya paling besar.

e. Polyvinyl cholride film

Bahan ini mempunyai sifat penghantar emisi yang sangat besar untuk cahaya dengan panjang gelombang yang besar, dimana bahan ini mampu menciptakan temperatur udara yang cukup tinggi pada malam hari dan bisa berfungsi sebagai penghalang sinar ultra violet. Bahan ini lebih mahal dibandingkan polyethylene film dan cenderung mudah kotor, yang mana harus terus dilakukan pembersihan agar didapatkan penghantaran cahaya yang lebih baik.

Cara pembuatan green house ini tidak jauh berbeda dengan membuat bangunan gudang atau kantor. Pertama-tama kita perlu membuat pondasi bangunan yang dalam, semakin besar ukuran green house maka semakin dalam pondasi yang kita buat. Besi yang dibuat untuk kerangka green house tersebut harus anti karat dan terbuat dari bahan pipa yang tebal. Pipa yang satu dengan pipa yang lain harus disambung secara kuat dan berulang-ulang.

Untuk model atap ada yang berbentuk melengkung dan ada yang berbentuk lancip. Tinggi dinding yang baik mencapai 6 sampai 9 meter, tergantung crop yang akan diproduksi atau tergantung pada tujuannya. Bahan dinding beserta atapnya dapat dari kaca maupun plastik yang tebal yang tidak mudah sobek dan cara pemasanganya dimulai dari atapnya dulu, kalau sudah selesai baru dinding. Pintu dari green house harus dibuat serapat mungkin sehingga tidak memberikan kesempatan bagi udara luar untuk masuk kedalam green house. Setelah dinding dan atap terpasang kaca atau plastik, kita dapat memasang sistem irigasi dengan menggunakan pipa secara sistematis yang dapat kita kendalikan, serta diberi bak pengontrol untuk mengontrol masuk dan keluarnya air dari dalam dan keluar dari green house. Untuk bagian dalam green house ada 2 jenis, yaitu diplester dengan semen, ini hanya untuk green house yang penanamannya menggunakan media pot atau plastik polybag atau percobaan hydroponik tetapi ada juga yang dalamnya berupa tanah seperti yang ada dilahan persawahan, hal ini bertujuan untuk budidaya sayuran, buah-buahan dan bunga yang akan dibuat petakan atau bedengan. Bahkan bedengan ini ada juga yang diberi mulsa sama seperti tehnik budidaya tanaman pada umumnya. Tetapi dengan green house pengawasan terhadap tanaman baik temperature, kelembaban, kebutuhan air, kebutuhan hara bahkan pengendalian hama dan penyakitnya dapat dikontrol dengan sebaik-baiknya.

Untuk jangka panjang pembudidayaan tanaman dengan green house sangat menguntungkan khususnya untuk bisnis fresh market hortikultura karena kita mampu berproduksi sepanjang masa tidak tergantung pada cuaca atau musim bahkan kualitas produk yang dihasilkan dapat terjamin atau lebih baik dari tehnik budidaya dialam bebas.

4.Kelebihan 

Dari uraian diatas, timbullah suatu pertanyaan apa sebenarnya keunggulan dan keuntungan menggunakan green house ini ? Berdasarkan informasi dari Agricultural Western Australia 2000 mengungkapkan beberapa keunggulan dari penggunaan green house ini antara lain :

1. Tanaman dapat berproduksi secara kontinyu dan berkesinambungan sepanjang tahun. Hal ini disebabkan pada green house kita dapat mengatur suhu, kelembaban, tekanan udara maupun pH sedemikian rupa sesuai dengan kebutuhan crop. Hal ini berkaitan dengan subsistem yang berkelanjutan dalam agribisnis yaitu pengolahan/agroindustri maupun pemasaran dimana dengan produksi yang kontinyu maka pasokan ke pasar maupun industri selanjutnya pun bisa terpenuhi juga.
2. Penggunaan air, pupuk maupu pestisida lebih efisien, baik dalam dosis penggunaan, waktu maupun tempat. Karena kita menggunakan polybag yang tentu sangat efektif dalam penggunaan pupuk, air dan pestisida.
3. Resiko tanaman terserang penyakit menjadi lebih kecil karena lingkungan dalam green house sendiri secara langsung maupun tidak telah terlindung dari lingkungan luar.

Meskipun investasi/biaya yang harus dikeluarkan untuk mendirikan green house memang cukup besar, tetapi untuk jangka panjang maka green house sangat menguntungkan sebab kita mampu memproduksi tanaman import didalam negeri atau kita mampu memproduksi tanaman sayuran, buah, bunga dan hias diluar musim sehingga kita mampu menenuhi kebutuhan sayuran dan buah-buahan segar kepada supermarket secara rutin dan kontinyu. Implikasinya dalam jangka panjang kita akan mendapatkan keuntungan berlipat ganda.

5.Sebab akibat

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrim di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

Menipisnya lapisan ozon di ruang angkasa telah mengakibatkan timbulnya efek rumah kaca, yang dampaknya telah dirasakan penduduk dunia, antara lain meningkatnya panas suhu udara dan berubahnya iklim. Kita bisa merasakan sendiri sekarang ini, hujan tiba-tiba turun, padahal, di bulan September ini menurut para ahli cuaca masih musim kemarau. Inilah salah satu bukti bahwa iklim mudah berubah-ubah.

Cuaca ekstrem panas yang sekarang ini sedang melanda sebagian wilayah Indonesia merupakan salah satu akibat dari menipisnya lapisan ozon. Dampak lainnya adalah timbulnya berbagai penyakit, diantaranya demam berdarah.

Dengan menyadari hal-hal yang sudah bisa dirasakan sebagai akibat adanya efek rumah kaca dan pemanasan global, sudah seharusnya kita mulai bergerak untuk ikut menyelamatkan kerusakan ozon dalam bentuk apapun. Secara garis besar langkah yang mudah ditempuh untuk menekan meluas dan meningkatnya kerusakan ozon dan efek rumah kaca adalah dengan terus melakukan gerakan penghijauan.

Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya.

Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bumi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi

Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.

Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah sulfur dioksida , nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan khloro fluoro karbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.

6. Proses

Proses terjadinya efek rumah kaca ini berkaitan dengan daur aliran panas matahari. Kurang lebih 30% radiasi matahari yang mencapai tanah dipantulkan kembali ke angkasa dan diserap oleh uap, gas karbon dioksida, nitrogen, oksigen, dan gas-gas lain di atmosfer. Sisanya yang 70% diserap oleh tanah, laut, dan awan. Pada malam hari tanah dan badan air itu relatif lebih hangat daripada udara di atasnya. Energi yang terserap diradiasikan kembali ke atmosfer sebagai radiasi inframerah, gelombang panjang atau radiasi energi panas. Sebagian besar radiasi inframerah ini akan tertahan oleh karbon dioksida dan uap air di atmosfer. Hanya sebagian kecil akan lepas ke angkasa luar. Akibat keseluruhannya adalah bahwa permukaan bumi dihangatkan oleh adanya molekul uap air, karbon dioksida, dan semacamnya. Efek penghangatan ini dikenal sebagai efek rumah kaca.

Sedangkan proses secara singkatnya yaitu ketika sinar radiasi matahari menembus kaca sebagai gelombang pendek sehingga panasnya diserapa oleh bumi dan tanaman yang ada di dalam rumah kaca tersebut. Untuk selanjutnya, panas tersebut di radiasikan kembali namun dengan panjang gelombang yang panjang(panjang geklombang berbanding dengan energi) sehingga sinar radiasi tersebut tidak dapat menembus kaca. Akibatnya, suhu di dalam rumah kaca lebih tinggi dibandingkan dengan suhu yang di luar rumah kaca.

7. Dampak negative dan positif

Global warming adalah suatu peristiwa yang disebabkan meningkatnya efek rumah kaca (green house effect). Sebenarnya efek rumah kaca bukanlah suatu hal yang buruk, justru dengan adanya efek rumah kaca bumi kita bisa tetap hangat, bahkan memungkinkan kita bisa survive hingga sekarang.

Kamu bisa mengibaratkan bumi kita seperti mobil yang sedang diparkir dalam cuaca yang cerah. Kamu pasti akan berpikir bahwa temperature di dalam mobil pasti akan lebih panas dibandingkan temperature di luar mobil. Sinar matahari memasuki mobil tersebut melalui celah-celah pada kaca jendela dan secara otomatis panas dari sinar matahari akan diserap oleh jok, karpet, dashboard serta benda-benda lain yang berada di dalam mobil. Ketika semua objek tersebut melepaskan kembali panas yang diserapnya, tidak semua panas tersebut akan bisa keluar melalui celah jendela, sebagian justru akan dipantulkan kembali- panas tersebut akan diradiasikan kembali oleh benda-benda yang ada di dalam mobil dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Sehingga sejumlah energy panas akan tetap tinggal di dalam mobil, dan hanya sebagian kecil dari energy tersebut yang bisa melepaskan diri. Pada akhirnya, mobil tersebut akan mengalami peningkatan temperature secara berkala, semakin lama akan semakin panas.

Ketika cahaya matahari mengenai atmosfer serta permukaan bumi, sekitar 70% dari energi tersebut tetap tinggal di bumi, diserap oleh tanah, lautan, tumbuhan serta benda-benda lainnya. 30 % sisanya dipantulkan kembali melalui awan, hujan serta permukaan reflektif lainnya. Tetapi panas yang 70 % tersebut tidak selamanya ada di bumu, karena bila demikian maka suatu saat bumi kita akan menjadi “bola api”). Benda-benda di sekitar planet yang menyerap cahaya matahari seringkali meradiasikan kembali panas yang diserapnya. Sebagian panas tersebut masuk ke ruang angkasa, tinggal di sana dan akan dipantulkan kembali ke bawah permukaan bumi ketika mengenai zat yang berada di atmosfer, seperti karbon dioksida, gas metana dan uap air. Panas tersebut yang membuat permukaan bumi tetap hangat dari pada di luar angkasa, karena energy lebih banyak yang terserap dibandingkan dengan yang dipantulkan kembali. Itulah peristiwa yang disebut dengan efek rumah kaca (green house effect).

Apa yang akan terjadi bila bumi kita tanpa efek rumah kaca, maka bumi akan seperti planet Mars. Mars tidak memiliki atmosfer yang cukup tebal untuk mempertahankan panas Matahari, di sana sangat dingin. Sehingga tidak memungkinkan adanya kehidupan. Masya Alloh….

So, berterimakasihlah pada Alloh SWT, karena dengan efek rumah kaca bumi kita bisa tetap hangat, tidak membeku dan kita bisa tetap hidup

8.Usaha Mengurangi Efek Rumah Kaca

Banyak hal gampang yang bisa kita lakukan untuk mengurangi efek rumah kaca yang menyebabkan pemanasan global. Caranya, kita bisa mematikan lampu dan peralatan elektronik saat tidak digunakan. Selain hemat energi dan uang untuk bayar listrik, juga mengurangi polusi karena penggunaan bahan bakar. Rajin-rajin memanggil tukang servis AC. Carpooling atau berangkat bareng teman atau keluarga ke sekolah, tempat les, atau mal. Selain mengurangi kemacetan, kita juga menghemat energi. Saat mencetak tugas, usahakan memakai dua sisi kertas. Plastik adalah bahan yang sulit untuk diuraikan. Kalau dibakar, plastik akan menjadi zat racun atau polusi. Pemakaian kantong plastik saat belanja harus dikurangi. Seluruh plastik itu hanya menjadi sampah. Coba deh pakai tas karton atau tas kanvas.

[Continue reading...]