Selasa, Agustus 11, 2009

Pembangkit Listrik Tenaga Air Arus Rendah

Teknologi Ikan : Pembangkit Listrik Tenaga Air Arus Rendah (Low Water-Current Power Generator)


(http://www.vortexhydroenergy.com/)

Arus pergerakan air sungai dan laut yang pelan bisa dilaporkan bisa menjadi sumber energi alternatif baru yang terjangkau dan dapat dihandalkan. Seorang insinyur dari Universitas Michigan telah membuat sebuah mesin yang bekerja selayaknya seekor ikan yang mampu mengubah getaran destruktif dari aliran fluida menjadi tenaga listrik.

Mesin tersebut dinamakan VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy).

VIVACE merupakan alat yang bisa memproduksi energi dari arus air di seluruh dunia karena alat tersebut bekerja pada arus air yang mengalir dengan kecepatan kurang dari 2 knot (2 mil per jam). Hampir semua arus air di bumi berkecepatan kurang dari 3 knot. Turbin dan kincir air membutuhkan kecepatan air minimal 5-6 knot untuk bisa beroperasi dengan efisien.


(http://www.vortexhydroenergy.com/)



Mesin VIVACE ini tidak tergantung pada gelombang, pasang-surut air, turbin ataupun bendungan. Dia adalah suatu sistem hidrokinetik yang sangat unik, yang mengandalkan "getaran-getaran yang diinduksi pusaran (vortex induced vibrations)".

Getaran-getaran yang diinduksi pusaran ini merupakan getaran yang dihasilkan apabila sebuah benda berbentuk bulat atau melengkung dimasukkan dalam fluida yang bergerak, yang bisa berupa air atupun udara. Adanya benda tersebut akan menimbulkan pusaran dengan kecepatan sebesar aliran fluida tersebut. Akhirnya akan terbentuk arus edy, atau pusaran, pada bagian belakang benda tersebut. Pusaran ini ternyata menggerakkan benda, mendorong dan menarik ke arah kiri-kanan atau atas-bawah, tegak lurus dengan arah arus.


Vibrasi serupa telah merobohkan jembatan Tacoma Narrows di Washington pada tahun 1940 dan tower pendingin pada pembangkit listrik Ferrybridge di England pada tahun 1965. Pada air, vibrasi seperti ini sering merusak dermaga, kilang minyak dan bangunan-bangunan pesisir.

"Selama 25 tahun terakhir, para insinyur - termasuk saya - telah mencoba untuk mengurangi vibrasi yang diinduksi pusaran ini. Namun, sekarang di Michigan kami melakukan hal sebaliknya. Kami memacu vibrasi dan menuai kekuatan destruktifnya yang kuat," kata pengembang VIVACE Michael Bernitsas, seorang profesor di Departemen U-M Teknik Kelautan dan Arsitektur Angkatan Laut.

Ikan telah lama diketahui memiliki kemampuan untuk memanfaatkan pusaran air yang menginduksi vibrasi ini dengan baik.

"VIVACE ini meniru teknologi ikan tersebut," kata Bernitsas. "Ikan meliukkan badannya untuk meluncur di antara pusaran-pusaran yang berada didepan badannya. Kekuatan otot mereka sendiri tidak akan mampu melontarkan badan mereka di air dengan kecepatan tersebut oleh karenanya mereka berenang pada alur ikan yang lain."

Meskipun mesin Bernitsas ini tidak mirip ikan, dia mengatakan suatu saat nanti akan menyerupainya. Prototip mesinnya saat ini di lab-nya hanya berupa satu silinder yang terhubung dengan pegas. Silinder tersebut berposisi horisontal melintang aliran air dalam sebuah tangki seukuran trailer. Air dalam tangki tersebut mengalir dengan kecepatan 1,5 knot.

Cara kerja VIVACE adalah sebagai berikut :

Adanya silinder dalam aliran air akan menyebabkan pusaran pada bagian atas dan bawah silinder. Pusaran-pusaran tersebut akan mendorong dan menarik silinder pasif tersebut ke atas dan ke bawah pada pegasnya, yang akan menimbulkan energi mekanik. Kemudian, mesin mengubah energi mekanik tersebut menjadi listrik.

Cukup beberapa silinder saja sudah mencukupi untuk menyuplai kapal yang sedang berhenti, atau mercusuar, kata Bernitsas. Silinder-silinder ini dapat disusun berderet. Dia juga mengatakan mesinnya bisa mencukupi untuk 100.000 rumah.

Oleh karena osilasi pada VIVACE ini lambat, diteorikan bahwa sistem tersebut tidak akan membahayakan kehidupan air, sebagaimana bendungan dan turbin mampu merusak.

Bernitsas mengatakan energi VIVACE akan bernilai 5,5 sen per kilowatt jam. Energi angin bernilai 6,9 sen per kilowatt jam, 4,6 sen untuk tenaga nuklir dan 16-48 sen untuk tenaga surya (tergantung tempat).

Bernitsas mengatakan, bila kita mampu mendulang 0,1% energi samudera saja, kiata akan mampu mencukupi 15 milyar orang.

Akhir-akhir ini banyak ilmuwan telah melakukan bermacam penelitian yang akhirnya menemukan sebuah alat yang mampu menciptakan tenaga listrik dari sungai Detroit. Mereka telah bekerja selama 18 bulan untuk membuat pilot projeknya.


(untuk melihat video dan animasinya bisa dilihat di http://www.vortexhydroenergy.com/)
Terakhir diperbaharui ( Monday, 24 November 2008 )

Buih Capucino Seperti Sebuah Superkonduktor??

Untuk melihat perkembangan terakhir superkonduktor tipe l, lihatlah buih pada secangkir cappucino. Tim fisikawan dari laboratorium Ames Departeman Energi U.S. dan para pelajar menemukan bahwa penyusunan domain magnetik seperti buih mempunyai pola yang sama seperti buih sabun atau buih susu pada kopi.

Kemiripan antara pola bentuk poligonal busa konvesional dengan “suprafroths” adalah polanya dibentuk oleh medan magnet di sebuah superkonduktor. Hal ini membuat suprafroth sebagai sebuah model untuk sistem studi buih.









“Ada beberapa hukum statistik yang mengatur kelakuan buih dan supraforth memenuhinya", tutur Ruslan Prozorov fisikawan dan investigator utama laboratorium Ames. "Kita dapat mengaplikasikan apa yang kita tahu dari suprafroth pada buih lainnya dan sistem buih kompleks”.

Prozorov menemukan pola supraforth tahun lalu, ia melihat desain seperti busa yang tak terduga ketika ia menaruh medan magnet pada sampel sistem magneto-optik. Karena superforth telah digunakan pada istilah produk lain maka Prozorov menyebutnya suprafroth pada tahun 1930, superkonduktor disebut suprakonduktor.

Untuk membantu mengenali suprafroth, Prozorov dibantu fisikawan senior laboratorium Ames, Paul Canfield, asisten lab musim panas Andrew Fidler dan mahasiswa S2 Jacob Hoberg. Canfield yang ahli dalam pembentukan pola alami, mengusulkan pembandingan pola suprafroth dengan buih biasa.

“Tahun lalu kami berdiri didekat poster pola kesetimbangan timbal milik Ruslan dan saya mendiskusikan salah satu gambarnya ketika istirahat”, kata Canfield. “Saya mengenali bahwa pola yang dia perlihatkan untuk sampel timbal persis sama dengan gambar klasik buih. Awalnya Ruslan skeptis tetapi beberapa minggu setelahnya kami menyadari betapa banyaknya kemiripan antara suprafroth dan buih biasa" lanjut canfield

Analisa lanjut menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih lain meski ada perbedaan besar pada mikroskopis; dinding sel buih biasa terdiri dari bahan seperti deterjen air atau plastik sementara dinding suprafroth terdiri dari timbal superkonduktor.

Satu kemiripan suprafroth dan buih biasa adalah proses koarsen, yaitu ketika sel buih tumbuh atau menciut sebelum hilang. Pada kehidupan sehari-hari, proses ini dapat dilihat pada tempat cuci piring yang penuh buih sabun yang pecah dan hilang. Proses ini sama pada suprafroth ketika medan magnet meningkat, menunjukkan bahwa suprafroth memenuhi hukum John von Neumann, konsep yang disetujui secara fisis yg menspesifikasi nilai pertumbuhan atau penciutan sel buih.

Berlakunya hukum von Neumann pada suprafroth menunjukkan bahwa fase buih adalah sifat intrinsik superkonduktor," sebut Prozorov. "Suprafroth seperti busa biasa, mematuhi konsep pengisian daerah hingga jika ingin menutup bidang poligon dengan tiga tiang, maka poligon yang paling mungkin adalah heksagon,” lanjutnya.

Fisikawan mempercayai hubungan dua aturan statistik buih. Pengertian umum menunjukkan bahwa heksagon yang bersisi enamlah yang menentukan apakah sel buih tumbuh atau menciut selama koarsen. Tetapi analisa tim laboratorium Ames telah memisahkan dua konsep ini pada suprafroth.

“Pada suprafroth, kami menemukan bahwa hubungan dua ide itu adalah kebetulan, tidak ada korespondensi ketat antara tipe dinding sel paling stabil dan jumlah umum sisi buih,” sebut Prozorov.

Pada suprafroth sel setiap sisi tumbuh sebanding dengan medan magnet, penemuan ini memberi kontribusi penting untuk studi umum buih. Tapi kontribusi terbesar suprafroth pada fisis umum buih adalah sebagai sistem model untuk semua studi buih. Suprafroth menawarkan pembalikan, keuntungan khusus dibanding buih biasa.

“Pada buih sehari-hari seperti sabun, yang mewakili perubahan adalah waktu,” sebut Prozorov. “Kita harus menunggu busa mengering dan itu butuh waktu serta tak dapat dibalikkan. Karena waktu tak bisa dibalik”. “Ketika buih pecah maka sifat kimia dan fisisnya berubah sehingga tak layak untuk percobaan”, lanjut Prozorov. “Pada situasi ideal kita hanya ingin mempelajari sifat pola buih dan kompleksitasnya. Kita ingin dapat merubah parameter dan struktur buih dengan mudah”.

Keadaan ideal eksperimen buih dapat dicapai pada suprafroth karena hal yang menyebabkan sel fase superkonduktor adalah medan magnet dan suhu, parameter yang dapat dibalik. “Keduanya dapat diatur di lab, kata Prozorov. “Mereka dapat dinaikturunkan sehingga kita dapat mempelajari sifat statistik murni buih tanpa masalah dengan tidak bisa dibaliknya waktu atau perubahan sifat kimia”. Pembandingan prozorov tentang suprafroth juga memberi kontribusi penting pada studi superkonduktor.

“Analisa statistik menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih biasa, hal yang baru untuk superkonduktifitas”, sebut Prozorov. “Baru tahun lalu pola ini ditemukan dan sekarang terbukti bahwa keadaan buih adalah sifat intrinsik timbal superkonduktor. Ini adalah terobosan besar bagi fisika buih umum dan pertumbuhan fisika superkonduktor”.

“Pada fisika, jika dapat menemukan sistem model yang memiliki pola mirip, seperti suprafroth, dan mempelajarinya maka akan didapat info tambahan tentang perilaku sistem sangat komplek seperti galaksi, geofisis dan biofisis”, sebut Prozorov. “Jadi intinya adalah mempelajari fisis dari buih sabun atau suprafroth dapat membantu memahami pertanyaan sulit dan komplek tentang kehidupan sekitar kita”.

Canfield mengatakan bahwa proyek suprafroth adalah studi kasus untuk bagaimana kolaborasi laboratorium penelitian harus dilakukan. “Kolaborasi yang berbuah ini sering terjadi di laboratorium Ames sebagai bagian kolaborasi dan interaksi ekstensif, Ruslan dan saya selalu mendiskusikan ide bahan dan hasil setiap saat”.

Sumber: ScienceDaily (Jun. 11, 2008)

Analisis Inti Es Greenland Menunjukkan Perubahan Iklim yang Drastis

Informasi yang didapat dari inti es Greenland oleh sebuah tim saintis internasioanal yang menunjukkan bahwa dua suhu bagian besar belahan bumi utara meningkat ketika mendekati akhir zaman es 11.500 tahun yang lalu berhubungan dengan pergeseran dasar sirkulasi atmosfer.

Inti es menunjukkan bahwa bagian utara belahan bumi terbentuk secara singkat dari tahun es 14.700 tahun yang lalu dengan 22 derajat Fahreheit hanya dalam waktu 50 tahun, kemudian kembali ke kondisi es sebelum tiba-tiba memanas lagi kira-kira 11.700 tahun yang lalu. Dan secara mengejutkan bukti pusat es Greenland menunjukkan adanya “pengaturan” besar-besaran pada sirkulasi atmosfer di belahan bumi utara yang berhubungan dengan lonjakan temperatur, dimana setiap pengaturan memerlukan waktu satu atau dua tahun, sebut peneliti.

Penemuan baru diharapkan dapat membantu saintis mengembangkan permodelan komputer yang telah ada untuk memprediksi perubahan iklim yang akan datang akibat meningkatnya efek rumah kaca di atmosfer yang meningkatkan suhu global.

Tim menggunakan perubahan pada tingkat debu dan isotop air stabil dalam lapisan es tahunan sepanjang 2 mil dari pusat es Greenland, yang terbentuk dari lembaran-lembaran es dari tahun 1998 sampai dengan 2004, untuk menggambarkan temoeratur masa lalu dan turunya salju. Paper mereka dipublikasikan pada 19 juni oleh Science Express, versi online sains.

Inti es – dianalisa dengan mikroskop powerful – yang diambil sebagai bagian dari proyek inti es Greenland Utara oleh Dorthe Dahl-Jensen pimpinan proyek pusat es dan iklim dari Institut Neils Bohr Universitas Copenhagen. Studi termasuk 17 co investigator dari Eropa, satu dari Jepang dan dua dari USA-- Jim White dan Trevor Popp dari Universitas Colorado di Boulder.

“Kami telah menganalisa perubahan dari periode akhir glasial hingga periode pemanasan interglasial sekarang, dan perubahan iklim yang terjadi tiba-tiba, seperti ada seseorang yang menekan tombol,” kata Dahl- Jenson.

Menurut peneliti, periode peringatan keras pertama mulai dari 14.700 sampai 12.900 tahun yang lalu ketika kondisi super beku kembali sekitar 1.200 tahun sebelum permulaan kejadian hangat tajam. Dua kejadian ini menunjukkan kecepatan proses perubahan iklim alami yang belum ada sebelumnya di inti es, sebut White, direktur Institut CU-Boulder.

“Kita mulai memisahkan urutan perubahan iklim tiba-tiba ini,” sebut White, yang didanai oleh National Science Foundation's Office of Polar Programs. “Karena perubahan iklim yang cepat akan menantang masyarakat manapun bahkan yang paling modern dan mampu beradaptasi, maka mengetahui asal mula dan evolusi perubahan iklim merupakan pertanyaan iklim yang paling mendesak untuk dijawab.”

“Kedua kejadian dramatis itu dimulai dengan menurunnya deposisi debu Greenland, yang mengindikasikan suhu tropis lebih tinggi dan banyaknya hujan di gurun Asia,” tambah White. Tim percaya pemanasan tropis kuno membuat perubahan atmosfer di khatulistiwa, intensifnya badai laut pasifik, mencairnya es laut atlantis utara dan panas atmosfer di Greenland dan belahan bumi utara.

“Kami mengusulkan beberapa kejadian yang dimulai di dekat khatulistiwa dan menyebabkan perubahan laut dan atmosfer yang menunjukkan anatomi perubahan iklim tiba-tiba,” tulis pengarang. White memiripkan kejadian ini dengan pergeseran arus panas di Amerika Utara yang menyebabkan munculnya badai di sana.

“Kita tahu itu akan terjadi tapi tidak tau kapan. Pertanyaannya adalah dapatkah kita melihat gejalanya sebelum itu terjadi?. Jika tidak kita sama seperti meluncur cepat di jalan sempit dan berharap tak ada tikungan di depan”, tambah White. “Nah dengan catatan tahunan es ini kita dapat menunjukkan suhu dan tingkat penyerapan sebelumnya, isi atmosfer kuno dan bahkan bukti waktu dan besarnya badai, kebakaran dan letusan gunung berapi”.

Sumber : ScienceDaily


Terakhir diperbaharui ( Wednesday, 04 February 2009 )

Sistem jaringan listrik nirkabel

Dalam sebuah konferensi hi-tech di TED Global Conference, Oxford beberapa waktu lalu, diperkenalkan sebuah sistem jaringan listrik yang tidak menggunakan kabel (wireless).

Sistem ini mempergunakan teknik fisika yang cukup sederhana yang mampu menyuplai tenaga ke beberapa perangkat elektronik.

Pada konferensi tersebut, pemateri menunjukkan telepon seluler dan televisi yang ditenagai oleh listrik secara wireless. Dia mengatakan bahwa sistem tersebut bisa menggantikan ribuan mil kabel dan baterai yang mahal. "Hampir 40 juta baterai diproduksi tiap tahun", katanya. Milyaran dolar juga telah dihabiskan untuk membangun infrastruktur jaringan kabel untuk menyalurkan energi listrik, lanjutnya.

Ilmuwan tersebut mencontohkan dengan memakai ponsel Google G1 dan iphone Apple yang ditenagai dengan sistem tersebut. Selain ponsel, dia juga menampilkan televisi yang memakai sistem kelistrikan wireless ini.

"Bayangkan, anda bisa menaruh televisi ini menggantung di dinding rumah anda tanpa perlu mencari stop kontak," ujarnya.



Bagaimanakah sebenarnya jaringan listrik wireless tersebut?

Terakhir diperbaharui ( Wednesday, 29 July 2009 )
Baca Lebih Lengkap...

Transistor Grafin : Untuk Prosesor Super Cepat
Ditulis Oleh Admin
Tuesday, 10 February 2009

Transistor Grafin : Untuk Prosesor Super Cepat

Tahukah berapa kecepatan prosesor komputermu saat ini? Kecepatan prosesor notebook atau netbookmu saat ini? Tahukah berapa kecepatan prosesor komputer tercepat saat ini? Ternyata semua masih dalam angka Mega Hertz (MHz) atau Giga Hertz (GHz).

Pernahkah membayangkan bagaimana rasanya menggunakan komputer super cepat dengan kecepatan prosessor 40 Terra Hertz (40.000 GHz)?

Inilah yang sedang didesain oleh seorang profesor teknik fisika bernama Walter de Heer. Pada tahun 2008 lalu dia menemukan sebuah bahan untuk membuat semikonduktor guna dipakai dalam perangkat eletronik termasuk prosesor komputer. Bahan tersebut adalah grafin, suatu bentuk baru dari karbon. Selama ini bahan semikonduktor yang digunakan dalam sirkuit elektronik berasal dari silikon. Material yang banyak kita temui dalam isi pensil.

Sebelumnya telah dibuat model-model karbon yang diperkirakan bisa menjadi bahan semikonduktor yang lebih baih dari silikon. Dan ternyata menurut model tersebut grafin salah satu yang paling cocok.. Satu lapis karbon dengan ketebalan 1 atom dapat dibuat menjadi transistor dengan kecepatan ratusan kali lebih cepat daripada transistor silikon saat ini. Bersama dengan laboratorium Lincoln MIT, Walter membuat ratusan transistor grafin pada sepotong chip. Hasilnya makin menguatkan bahwa grafin bisa menjadi bahan transistor generasi masa depan.

Dia menambahkan, komputer berbasis transistor silikon saat ini hanya bisa menjalankan sejumlhha operasi saja per detiknya tanpa over heating. Namun dengan grafin, elektron bisa bergerak lebih cepat hampir-hampir tanpa hambatan sehingga panas yang diihasilkan juga kecil. Terlebih lagi,, bahan grafin sendiri adalah bahan konduktor panas sehingga panas yang dihasilkan bisa segera dihilangkan dengan cepat. Oleh karenanya elektronik berbasis grafin akan bekerja dengan jauh lebih cepat.