isu iv b kemapanan sumber tenaga solar
DESCRIPTION
skTRANSCRIPT
INSTITUT PENDIDIKAN GURU KAMPUS
TEMENGGONG IBRAHIM JOHOR BAHRU
1
DR. YAZID B. ABDUL MANAP
JABATAN SAINS
SCE 3114
Topik 5
ISU IV: Kemapanan Sumber
Tenaga yang boleh diperbaharui
- Tenaga Solar
• Tenaga yang boleh diperbaharui.
• Boleh diganti secara semula jadi dalam jangka masa yang singkat.
• Sumber ini dapat kekal selamanya.
• Digunakan untuk menghasilkan arus elektrik atau memanaskan ruang/bangunan.
• Terdapat 2 cara:
a) Alat Voltan Foto (PV) @ ‘sel-sel suria’
- menukarkan cahaya matahari terus kpd tenaga elektrik.
b) Loji Kuasa Suria.
• Diperkenalkan oleh Albert Einstein.
• Zarah ini merupakan unit asas cahaya.
• Pembentukan semua bentuk sinaran elektromagnet (ɣ, sinar X, UV, sinar inframerah, mikrogelombang & gelombang radio.
• Foton boleh bergerak di dalam vakum dengan kelajuan cahaya.
• Sistem fotovoltaik terdiri drpd lapisan yang mengandungi silikon @ bahan konduktur yg lain.
• Sel-sel suria boleh menghasilkan elektrik kerana cahaya matahari mengandungi foton atau zarah-zarah tenaga suria.
• Foton-foton ini terdiri daripada pelbagai jumlah tenaga yang bergantung kepada perbezaan panjang gelombang cahaya spektrum suria.
• Foton yang mengenai sel suria mungkin dipantulkan, terus menembusi @ diserap.
• Hanya foton yang diserap membekalkan tenaga untuk menjana elektrik.
• Cahaya matahari (tenaga) yang cukup diserap oleh bahan semikonduktor, elektron akan terkeluar daripada atom bahan.
• Oleh itu, elektron secara semulajadi akan bergerak menuju ke permukaan.
• Elektron bercas -ve bergerak menuju ke permukaan sel akan membentuk lubang.
• Ini menghasilkan ketidakseimbangan cas antara sel-sel pada permukaan hadapan dan belakang yang membentuk potensi voltan sama seperti terminal -ve dan +ve bateri.
• Arus elektrik mengalir apabila 2 permukaan tersebut disambungkan dgn beban luaran, seperti alatan elektrik.
Kenderaan Alat-alat Elektronik
Angkasa Lepas Pembinaan
- berguna di kws yg tidak mempunyai bekalan elektrik.
- Satelit dan kuar angkasa mempunyai panel sel suria yang sangat besar utk menggerakkan alat yang alat padanya.
• Di US, NASA telah mencipta pesawat ruang angkasa pertama, NanoSail-D yang berasaskan tenaga suria.
• Dilepas ke angkasa pada 20 Januari 2011 selama 70-120 hari untuk mengorbiti bumi.
Loji pengumpulan kuasa suria dan loji kuasa terma suria
Sistem menjana suria
Sistem palung/parabolik
Sistem piring suria
Loji pengumpulan kuasa suria & loji kuasa terma suria
• Tempat menjana elektrik dgn tenaga suria:
a) loji pengumpulan kuasa suria
- menggunakan haba drpd pengumpul terma suria utk memanaskan cecair supaya menghasilkan stim memberi kuasa kpd generator.
b) loji kuasa terma suria:
- Menggunakan sinaran matahari utk memanaskan cecair ke suhu yang amat tinggi.
- Kemudian, cecair itu dialirkan menerusi paip utk memindahkan habanya kepada air supaya menghasilkan stim.
- Stim itu ditukarkan kpd tenaga mekanikal @ kinetik dlm turbin & kemudian kpd elektrik oleh generator yg disambungkan kpd turbin.
- Biasanya:
diguna utk memanaskan air di rumah, kolam renang & bahagian dalam bangunan @ ruang.
Sistem menara suria
• Banyak cermin ditempatkan di tempat yg luas utk mengumpulkan & memfokuskan sinaran matahari ke atas sebuah menara (penerima).
• Cermin ini dpt bergerak & menjejek kedudukan matahari sepanjang hari.
• Tenaga haba yg difokuskan kpd menara adalah utk mencairkan garam & mendidihkan air.
• Stim yang dihasilkan oleh air itu digunakan untuk memutar generator.
• Oleh kerana garam cair boleh menyimpan panas pada tempoh masa yang lama, elektrik juga dapat dihasilkan pada saat matahari telah terbenam atau pada hari mendung.
Sistem Piring Suria
• Cermin berbentuk piring satelit besar mengumpul dan memfokuskan tenaga haba matahari pd sebuah penerima yang menerima sinar matahari.
• Piring ini memanaskan sejenis cecair khas di dalam sebuah mesin.
• Panas yang terjadi mengakibatkan cecair di dalam mengembang dan menekan piston atau turbin dan menghasilkan tenaga mekanikal.
• Tenaga mekanikal tersebut digunakan untuk memainkan generator ataupun alternator untuk menghasilkan elektrik.
Sistem Palung/ Parabolik
• Memusatkan tenaga sinar matahari dgn cermin panjang berbentuk U.
• Ia ditetapkan mengarah sinar matahari & memusatkan sinar matahari ke sebuah paip.
• Paip itu mengandungi minyak di tengah-tengah titik pusat parabolik itu.
• Minyak itu dipanaskan & digunakan untuk mendidihkan air di generator.
• Stim itu digunakan untuk menggerakkan penjana dan elektrik dihasilkan.
Sistem Pemanasan Suria Aktif
Sistem Pemanasan Suria Pasif
Menjana elektrik
Memanaskan air
Sistem Pemanasan Suria Aktif
• Guna pam, kipas angin & solar pengumpul utk mengumpul & memindah haba suria di rumah.
• Satu cecair beredar melalui paip di rumah suria.
• Tenaga solar memanas cecair melalui pengumpul suria.
Sistem Pemanasan Suria Aktif
• Logam yang terletak di dalam pengmpul suria akan menyerap haba dari matahari pada waktu tengah hari.
• Pengumpulan solar biasanya menghadap ke arah dpt cahaya matahari yang paling banyak.
• Cecair yg panas mengalir ke tangki air.
• Haba daripada cecair itu digunakan untuk memanaskan air di dalam tangki dan kemudian memanaskan udara yang bergerak di rumah.
• Sebahagian haba boleh terus digunakan.
• Selebihnya boleh disimpan dlm bekas terlindung yg dipenuhi dgn batu, air, tanah liat @ penyerap haba kimia supaya dpt melepaskan haba yg diperlukan.
Sistem Pemanasan Suria Pasif
• Direka khas utk cahaya matahari musim sejuk disinar masuk ke rumah.
• Boleh mengurangkan kos pemanasan di musim sejuk dan bil penyaman udara di musim panas.
Sistem Pemanasan Suria Pasif
• Kebanyakan kaca akan menghadap ke Selatan supaya cahaya matahari dpt masuk ke dlm rumah semasa musim sejuk.
• Bahan binaan (batu-bata & konkrit) dpt menyimpan & melepaskan haba dlm rumah.
• Dinding dan siling ialah penebat haba yang dpt mengelakkan haba drpd terlepas ke luar rumah pd musim sejuk @ masuk ke dlm rumah pd musim panas.
Menjana Elektrik
• Dibina di Taiwan untuk 2009 World Games.
• Direkacipta oleh Toyo Ito dgn menggabungkan 8,844 panel suria di atas bumbung.
• Dapat menjana tenaga yang mencukupi untuk 3,300 lampu dan 2 skrin televisyen gergasi.
• Memerlukan 6 minit utk hidupkan lampu dalam stadium itu.
• Pada hari panas, stadium akan menjana lebih banyak kuasa daripada keperluan.
• Setiap tahun, panel-panel akan menjana 1.14 Juta KWh & dpt mencegah 660 tan CO2
dibebaskan.
Memanaskan Air
• 3 lapisan dalam pengumpul suria.
a) Luar : lut sinar
- membenarkan sinaran matahari masuk
b) Tengah : paip berisi air
- dipanaskan & disimpan dlm tangki bertebat
c) Bawah : dicat dgn warna hitam
- menyerapkan haba
• Kenderaan prototaip menggunakan sistem hibrid (hybrid) @ sistem 2 enjin iaitu:
a) enjin konvensional:
- utk perjalanan jauh yg memerlukan kelajuan
b) enjin elektrik:
- digunakan di kawasan bandar (penjimatan tenaga)
• Contoh: kereta solar
• Ketuhar suria digunakan oleh masyarakat Kenya untuk memasak makanan.
• Ia menggunakan haba drpd matahari utk memasak makanan.
• Panelnya yg berkilat memantul sinaran matahari ke dalam ketuhar lalu memerangkap haba & memasak makanan.
• Ketuhar ini sangat berguna di tempat yg panas & sukar mendapat bekalan gas @ elektrik.
Ketuhar Suria
1. Mesra alam
- bersih, mampan & melindungi alam sekitar.
- Tidak mencemarkan udara (CO2, nitrogen oksida, sulfur dioksida @ merkuri)
- Tidak menyumbang kepada pemanasan global atau hujan asid.
2. Percuma, boleh diperbaharui & mudah didapati
- tiada kehabisan.
- mudah didapati terutamanya di negara yg terletak di kawasan khatulistiwa iaitu kawasan muka bumi yang paling hampir dengan matahari dan menerima paling banyak cahaya matahari.
3. Boleh dibina di kawasan tempat tinggal dan pedalaman
- Janakuasa tenaga suria juga boleh dibina di kawasan-kawasan yang hampir dengan pengguna.
- Sumber tenaga yg baik bagi kawasan pedalaman yang tidak mempunyai stesen kuasa untuk membekalkan tenaga elektrik.
1. Gangguan cuaca
- Pengeluaran tenaga suria adalah dipengaruhi oleh kehadiran awan atau pencemaran di udara.
- tidak dpt menerima cahaya matahari pada hari mendung.
- Jumlah cahaya matahari yg tiba di permukaan bumi sentiasa tidak tetap (bergantung kpd lokasi, hari, tahun dan keadaan cuaca).
• kawasan yang luas diperlukan untuk mengumpulkan tenaga pada kadar yang mencukupi pd hari mendung.
• Bekalan elektrik yang disimpan tidak dapat menampung keperluan harian sekiranya hujan @ hari mendung selama beberapa hari.
2. Kos yang tinggi
- Kos pemasangan sistem yg tinggi kerana bahan-bahan separa konduktur yg digunakan .
- Kira-kira RM100,000 diperlukan utk 1 set suria PV kerana ia menggunakan silikon atau pasir sebagai komponen utama.
- Lebih banyak tenaga memerlukannya, lebih banyak panel suria diperlukan & kos pemasangan lebih tinggi.
• Kos untuk membina sebuah loji tenaga suria juga sangat mahal kerana tenaga elektrik yang terhasil adalah 3 kali lebih mahal berbanding dengan tenaga yang dihasilkan oleh stesen kuasa yang lain.
• Penggunaan tenaga suria amat terhad.
• Dianggar tidak kurang drpd 10,000 unit sistem air panas domestik telah dipasang.
• Penggunaan utama adalah sistem pemanasan air bersolar di hotel-hotel, industri kecil makanan dan minuman serta di rumah-rumah golongan kelas pertengahan atas.
• Anak syarikat TNB, TNB Research Sdn. Bhd. sedang menjalankan kajian bagi membangunkan teknologi tenaga suria dengan harga lebih kompetitif & tidak membebankan pengguna.
• Kebanyakan tenaga suria hanya digunakan di pulau-pulau & kawasan pedalaman yang melibatkan kos yang mahal.
• Jadi, TNB bersama-sama beberapa agensi lain sedang menjalankan kajian bagaimana kita boleh menghasilkan teknologi untuk menjana elektrik menggunakan suria pada harga yang tidak membebankan pengguna.
• 1/3 drpd jumlah peruntukan kerajaan yang bernilai RM469 juta bagi program-program pengelektrikan luar bandar di bawah RMK7 telah diperuntukkan bagi tujuan pemasangan kuasa suria untuk kegunaan penduduk di kawasan luar bandar mahupun pedalaman.
• '100kWp Demonstration Photovoltaic Project' dilaksanakan atas inisiatif Kementerian Tenaga, Air dan Komunikasi, dengan Kerajaan Jepun yg diwakili oleh NEDA di Marak, Sabah.
• Projek ini menjadi permulaan bagi pemindahan teknologi yg lebih cekap & berkesan dalam aspek penjanaan kuasa PV.
• Projek penyelidikan 'Photovoltaic Grid Connected Roof Solar 3kW' dijalankan oleh TNB Research Sdn Bhd.
• Projek demonstrasi 'Hybrid Diesel Solar PV' dijalankan oleh Persatuan Pencinta Alam Malaysia.
• Projek industri desa dimulakan oleh seorang profesor UKM untuk mewujudkan pekerjaan bagi penduduk kampung di Chendering Kuala Terengganu pada 2007 dengan mengeluarkan kepingan tenaga suria imbasanvoltan (PV).
• BERJAYA Corporation Bhd (BCorp) sedang merancang untuk membangunkan sebuah loji jana kuasa solar dengan kapasiti menjana 100 MW tenaga elektrik di Bukit Tagar, Selangor.
• Projek ini membabitkan pelaburan bernilai kira-kira RM1 bilion.
• Dilaksanakan dengan kerjasama POSCO Engineering & Construction Co Ltd (POSCO E&C)
