Pasti anda sudah mengetahui apa itu energi panas bumi secara umum, tapi Apakah Anda mengetahui semua dasar tentang energi ini? Secara umum kita mengatakan bahwa energi panas bumi adalah energi panas dari dalam bumi. Dengan kata lain, energi panas bumi merupakan satu-satunya sumber energi terbarukan yang tidak berasal dari Matahari. Lebih jauh lagi, kita dapat mengatakan bahwa energi ini bukanlah energi terbarukan pembaruannya tidak terbatas, meskipun masih tidak ada habisnya dalam skala manusia, sehingga dianggap terbarukan untuk tujuan praktis.
Asal usul panas di dalam Bumi
Panas di dalam bumi terutama disebabkan oleh peluruhan unsur radioaktif seperti Uranium 238, Thorium 232, dan Kalium 40. Unsur-unsur ini terus-menerus membusuk, melepaskan energi panas dalam prosesnya. Faktor penting lainnya adalah tumbukan lempeng tektonik, yang melepaskan panas karena gerakan dan gesekan. Di wilayah tertentu, panas bumi lebih terkonsentrasi, misalnya wilayah sekitar gunung berapi, aliran magma, geyser, dan sumber air panas. Hal ini memungkinkan kemudahan yang lebih besar dalam penggunaan energi.
Penggunaan energi panas bumi
Energi panas bumi telah digunakan selama lebih dari 2.000 tahun, dengan bangsa Romawi memelopori penggunaan mata air panas untuk pemandian air panas dan pemanas. Belakangan ini, sudah biasa pemanasan bangunan, rumah kaca dan pembangkit listrik. Ada tiga jenis deposit yang dapat diperoleh energi panas bumi:
- Waduk suhu tinggi
- Waduk suhu rendah
- Waduk batu panas kering
Waduk suhu tinggi
Ini dianggap sebagai deposit suhu tinggi ketika air tanah di reservoir mencapai suhu di atas 100°C karena dekat dengan sumber panas aktif. Untuk mengekstraksi panas dari lapisan tanah bawah, kondisi geologi harus memungkinkan adanya a reservoir panas bumi, yang cara kerjanya mirip dengan reservoir minyak atau gas alam.Air panas Melalui batuan tersebut cenderung naik ke permukaan hingga mencapai reservoir panas bumi yang terperangkap oleh lapisan kedap air. Namun jika terdapat retakan pada lapisan kedap tersebut, maka uap atau air panas dapat naik dan muncul ke permukaan dalam bentuk sumber air panas atau geyser. Sumber panas ini telah dieksploitasi sejak zaman kuno, dan saat ini digunakan untuk pemanasan dan proses industri.
Waduk suhu rendah
Reservoir bersuhu rendah adalah salah satu tempatnya suhu air mencapai antara 60 dan 100ºC. Dalam kasus ini, aliran panasnya normal, sehingga tidak perlu memiliki sumber panas aktif atau adanya lapisan kedap air.
Dalam hal ini, kuncinya adalah memiliki tempat penyimpanan air pada kedalaman yang memungkinkannya mencapai suhu yang cukup tinggi sehingga eksploitasinya layak secara ekonomi.
Waduk batu panas kering
Deposito dari batu panas yang kering Potensi mereka lebih besar lagi, karena mereka termasuk di dalamnya 250-300ºC dan pada kedalaman antara 2.000 dan 3.000 meter. Untuk mengekstraksi panas dari batuan ini, hal itu diperlukan mematahkannya untuk membuatnya keropos.
Dalam sistem ini, air dingin disuntikkan dari permukaan, melewati batuan berpori panas, dalam prosesnya memanas, dan kemudian diekstraksi sebagai uap untuk menghasilkan listrik. Namun, endapan ini mengalami kesulitan karena diperlukan teknik rekahan dan pengeboran untuk eksploitasinya.
Energi panas bumi bersuhu sangat rendah
Kita juga dapat menganggap lapisan tanah bawah sebagai a sumber panas pada suhu 15ºC, sepenuhnya terbarukan dan tidak ada habisnya. Dengan sistem pengumpulan yang memadai dan pompa panas, panas ini dapat dipindahkan ke sistem pemanas yang dapat mencapai suhu hingga 50ºC, menyediakan pemanas dan air panas rumah tangga.
Sistem ini juga dapat digunakan di musim panas, menyimpan panas pada suhu 40ºC di bawah tanah. Kerugian utamanya adalah diperlukan luas permukaan yang besar untuk mengubur sirkuit luar, namun keunggulan utamanya adalah penghematan energi dan fleksibilitas Ini dapat digunakan untuk pemanasan dan pendinginan.
Pompa panas bumi
Elemen penting dalam sistem jenis ini adalah pompa panas. Mesin termodinamika ini mendasarkan pengoperasiannya pada Siklus carnot, diambil dari gas yang bertindak sebagai pembawa panas antara dua sumber, satu bersuhu rendah dan satu lagi bersuhu tinggi.
Pompa ini dapat mengekstraksi panas dari tanah pada suhu 15ºC dan menaikkan suhunya untuk memanaskan udara di sirkuit internal, sehingga menghasilkan kinerja yang jauh lebih tinggi dibandingkan sistem pendingin udara konvensional.
Tukar sirkuit dengan Bumi
Kita dapat membedakan sistem pertukaran dengan permukaan air, yang lebih murah tetapi terbatas secara geografis, dan pertukaran dengan tanah, yang dapat dilakukan secara langsung atau melalui rangkaian tambahan.
- Pertukaran langsung: lebih sederhana dan murah, tetapi dengan risiko bocor dan beku.
- sirkuit bantu: lebih mahal, tetapi menghindari fluktuasi suhu yang besar.
Perlu dicatat bahwa, dengan menyerap panas dari sumber bersuhu stabil seperti lapisan tanah bawah, sistem ini menawarkan kinerja yang konstan dan efisien sepanjang tahun, apa pun kondisi atmosfernya.
Kinerja sistem pendingin udara
La efisiensi energi Sistem pengkondisian udara panas bumi luar biasa: kinerjanya mencapai hingga 500% dalam pendinginan dan 400% dalam pemanasan. Artinya, untuk setiap unit energi yang digunakan, hingga 5 unit energi panas dapat dihasilkan jika terjadi pendinginan.
Selain efisiensinya yang tinggi, sistem ini memiliki keuntungan karena tidak bergantung pada fluktuasi energi matahari atau angin, karena Bumi menyediakan sumber panas yang konstan.
Distribusi energi panas bumi
Energi panas bumi didistribusikan ke seluruh planet, tetapi dengan konsentrasi lebih besar di daerah vulkanik dan patahan tektonik. Kawasan seperti pesisir Pasifik di Amerika dan Indonesia mempunyai potensi yang tinggi. Namun eksploitasinya dapat diperluas ke wilayah lain dengan teknologi pengeboran modern.
Keuntungan dan kerugian energi panas bumi
Manfaat:
- Ketersediaan di seluruh planet ini.
- Tidak ada habisnya dalam skala manusia.
- Energi termurah yang diketahui.
Kekurangan:
- Kemungkinan pelepasan gas belerang.
- Transmisi panas dalam jarak jauh tidak mungkin dilakukan.
- Biaya pemasangan awal yang tinggi.
Masa depan energi panas bumi
Potensi panas bumi di planet ini sangat besar, dengan cadangan energi yang cukup di bawah tanah untuk memenuhi kebutuhan energi dunia selama jutaan tahun. Seiring kemajuan teknik pengeboran, penggunaan energi panas bumi diperkirakan akan semakin meluas dalam proses industri, pemanas gedung, dan pembangkit listrik.
Dengan perkembangan teknologi baru seperti turbin tanpa bilah yang mampu menghasilkan listrik pada suhu lebih rendah, energi panas bumi memiliki masa depan yang menjanjikan untuk menjadi bagian penting dari pasokan energi global.
Oleh karena itu, energi panas bumi tidak hanya menawarkan alternatif yang ramah lingkungan dan berlimpah, namun juga dapat membantu kita bergerak menuju kemandirian energi yang lebih besar, sekaligus mengurangi jejak karbon.