Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power generator) yang menggunakan panas bumi (Geothermal) sebagai energi penggeraknya. Indonesia dikaruniai sumber panas bumi yang berlimpah karena banyaknya gunung berapi di indonesia, dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan saja yang tidak mempunyai potensi panas bumi. Keuntungan teknologi ini antara lain : bersih, dapat beroperasi pada suhu yang lebih rendah daripada PLTN, dan aman, bahkan geothermal adalah yang terbersih dibandingkan dengan nuklir, minyak bumi dan batu bara. Meskipun tergolong ramah lingkungan, namun beberapa hal perlu dipertimbangkan apabila pembangkit listrik tenaga panas bumi ingin dikembangkan sebagai pembangkit dengan skala besar. Beberapa parameter yang harus dipertimbangkan adalah kandungan uap panas dan sifat fisika dari uap panas di dalam reservoir dan penurunan tekanan yang terjadi sebagai akibat digunakannya uap panas di dalam reservoir. Apabila semua aspek tersebut dapat dipenuhi, tidak tertutup kemungkinan bahwa pembangkit ini akan diterima oleh semua pihak. PLTP juga membawa pengaruh yang kurang menguntungkan pada lingkungan dan harus diminimalisasi, antara lain : polusi udara, polusi air, polusi suara, dan penurunan permukaan tanah.

Panas bumi merupakan sumber tenaga listrik untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP). Sesungguhnya prinsip kerja PLTP sama saja dengan PLTU. Hanya saja yang digunakan pada PLTP adalah uap panas bumi yang telah dipisahkan dari air, yang berasal langsung dari perut bumi. Karena itu PLTP biasanya dibangun di daerah pegunungan dekat gunung berapi. Biaya operasional PLTP juga lebih murah dibandingkan dengan PLTU, karena tidak perlu membeli bahan bakar, namun membutuhkan biaya investasi yang cukup besar untuk biaya eksplorasi dan pengeboran perut bumi.

Uap panas bumi didapatkan dari suatu kantong uap di perut bumi. Tepatnya di atas lapisan batuan yang keras di atas magma dan mendapatkan air dari lapisan humus di bawah hutan penahan air hujan. Pengeboran dilakukan di atas permukaan kantong uap tersebut, hingga uap dalam akan menyembur keluar. Semburan uap dialirkan ke turbin penggerak generator. Namun ada dampak yang tidak menguntungkan dari uap yang menyembur keluar ini. Uap yang keluar dari sumur sering mengandung berbagai unsur kimia yang terlarut dalam bahan-bahan padat sehingga uap itu tidak begitu murni. Zat-zat pengotor antara lain Fe, Cl, SiO₂, CO₂, H₂S dan NH₄. Pengotor ini akan mengurangi efisiensi PLTP, merusak sudu-sudu turbin dan mencemari lingkungan.

Setelah menggerakan turbin, uap akan diembunkan dalam kondensor menjadi air dan disuntikan kembali ke dalam perut bumi menuju kantong uap. Jumlah kandungan uap dalam kantong uap ini terbatas, karenanya daya PLTP yang sudah maupun akan dibangun harus disesuaikan dengan perkiraan jumlah kandungan tersebut. Melihat siklus dari PLTP ini maka PLTP termasuk pada pusat pembangkit yang menggunakan energi yang terbaharukan.

Untuk membangkitkan listrik dengan panas bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang berpotensi panas bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap (boiler) sehingga uapnya bisa menggerakkan turbin uap yang tersambung ke Generator.

Panas bumi yang mempunyai tekanan tinggi dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu. Pembangkit listrik tenaga panas bumi termasuk sumber Energi terbaharui.

Ada dua sistem dalam pembangkit ini yaitu :
1. Simple flash (kilas nyala tunggal)
2. Double flash (kilas nyala ganda)
Dapat dikemukakan bahwa sistim double flash adalah 15-20 %lebih produktif dengan sumur yangsama dibanding dengan simple flash.

Energi Panas Bumi

Panas bumi adalah anugerah alam yang merupakan sisa-sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah terjadi pada awal mula terbentuknya bumi dan alam semesta ini. Reaksi nuklir yang masih terjadi secara alamiah di alam semesta pada saat ini adalah reaksi fusi nuklir yang terjadi di matahari dan juga di bintang-bintang yang tersebar di jagat raya. Reaksi fusi nuklir alami tersebut menghasilkan panas berorde jutaan derajat Celcius. Permukaan bumi pada mulanya juga memiliki panas yang sangat dahsyat, namun dengan berjalannya waktu (dalam orde milyard tahun) suhu permukaan bumi mulai menurun dan akhirnya tinggal perut bumi saja yang masih panas berupa magma dan inilah yang menjadi sumber energi panas bumi. Semua energi panas bumi sering tampak dipermukaan bumi dalam bentuk semburan air panas, uap panas dan sumber air belerang.

Energi panas bumi digunakan manusia sejak sekitar 2000 tahun SM berupa sumber air panas untuk pengobatan yang sampai saat ini juga masih banyak dilakukan orang, terutama sumber air panas yang banyak mengandung garam dan belerang. Sedangkan energi panas bumi digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik baru dimulai di Italia pada tahun 1904. Sejak itu energi panas bumi mulai dipikirkan secara komersial untuk pembangkit tenaga Isitrik.

Energi panas bumi adalah termasuk energi primer yaitu energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara dan tenaga air. Energi primer ini di Indonesia tersedia dalam jumlah sedikit (terbatas) dibandingkan dengan cadangan energi primer dunia. Sedangkan cadangan energi panas bumi di Indonesia relatif lebih besar bila dibandingkan dengan cadangan energi primer lainnya, hanya saja belum dimanfaatkan secara optimal. Selain dari pada itu panas bumi adalah termasuk juga energi yang terbarukan, yaitu energi non fosil yang bila dikelola dengan baik maka sumberdayanya relatif tidak akan habis, jadi amat sangat menguntungkan.

Energi panas bumi yang ada di Indonesia pada saat ini dapat dikelompokkan menjadi:

1. Energi panas bumi "uap basah"

Uap basah yang keluar dari perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi yang pada saat menjelang permukaan bumi terpisah menjadi kira-kira 20 % uap dan 80 % air. Atas dasar ini maka untuk dapat memanfaatkan jenis uap basah ini diperlukan separator untuk memisahkan antara uap dan air. Uap yang telah dipisahkan dari air diteruskan ke turbin untuk menggerakkan generator listrik, sedangkan airnya disuntikkan kembali ke dalam bumi untuk menjaga keseimbangan air dalam tanah.

2. Energi panas bumi "air panas"

Air panas yang keluar dari perut bumi pada umumnya berupa air asin panas yang disebut "brine" dan mengandung banyak mineral. Karena banyaknya kandungan mineral ini, maka air panas tidak dapat digunakan langsung sebab dapat menimbulkan penyumbatan pada pipa-pipa sistim pembangkit tenaga listrik. Untuk dapat memanfaatkan energi panas bumi jenis ini, digunakan sistem biner (dua buah sistem utama) yaitu wadah air panas sebagai sistem primemya dan sistem sekundernya berupa alat penukar panas (heat exchanger) yang akan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Energi panas bumi "air panas" bersifat korosif, sehingga biaya awal pemanfaatannya lebih besar dibandingkan dengan energi panas bumi jenis lainnya.

3. Energi panas bumi "batuan panas"

Energi panas bumi jenis ini berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi akibat berkontak dengan sumber panas bumi (magma). Energi panas bumi ini harus diambil sendiri dengan cara menyuntikkan air ke dalam batuan panas dan dibiarkan menjadi uap panas, kemudian diusahakan untuk dapat diambil kembali sebagai uap panas untuk menggerakkan turbin. Sumber batuan panas pada umumnya terletak jauh di dalam perut bumi, sehingga untuk memanfaatkannya perlu teknik pengeboran khusus yang memerlukan biaya cukup tinggi.

Masa Depan Listrik Panas Bumi

Meningkatnya kebutuhan energi dunia ditambah lagi dengan semakin tingginya kesadaran akan kebersihan dan keselamatan lingkungan, maka panas bumi (geothermal) akan mempunyai masa depan yang cerah. Program EGS (enhanced geothermal systems) yang dilakukan Amerika Serikat misalnya, adalah suatu program besar-besaran untuk menjadikan geothermal sebagai salah satu primadona pembangkit listrik pada 2050 ng akan datang.

Indonesia sendiri sebetulnya sangat berpeluang untuk melakukan pemanfaatan geothermal sebagai pembangkit listrik, bahkan berpotensi sebagai negara pengekspor listrik bila ditangani secara serius. Hal ini tidak berlebihan, mengingat banyaknya sumber geothermal yang sudah siap diekploitasi di sepanjang Sumatra, Jawa, dan Sulawesi. Indonesia sebagai negara vulkanik mempunyai sekitar 217 tempat yang dianggap potensial untuk eksplorasi energi panas bumi. Untuk mempermudah pelaksanaannya tidak ada salahnya bila kita bekerja sama dengan negara maju asalkan kepentingan kita yang lebih dominan. Misalnya kita bekerja sama dengan US Department of Energy (DOE) untuk mendapat berbagai hasil riset mereka dalam EGS.

Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

a). Reservoir Panas Bumi

Reservoir panas bumi biasanya diklasifikasikan ke dalam dua golongan yaitu yang ber-suhu rendah (low temperature) dengan suhu <1500>high tempera-ture) dengan suhu diatas 1500C. Yang paling baik untuk digunakan sebagai sumber pem-bangkit tenaga listrik adalah yang masuk kate-gori high temperature. Namun dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low temperature juga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 500 C.

b). Pembangkit (Power Plants)

Pembangkit (power plants) untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang relatif rendah yaitu berkisar antara 122 s/d 4820 F (50 s/d 2500 C). Bandingkan dengan pembangkit pada PLTN yang akan beroperasi pada suhu sekitar 10220 F atau 5500 C. Inilah salah satu keunggulan pembangkit listrik geothermal.

Pembangkit yang digunakan untuk mengkonversi fluida geothermal menjadi tenaga listrik secara umum mempunyai komponen yang sama dengan power plants lain yang bukan berbasis geothermal, yaitu terdiri dari generator, turbin sebagai penggerak generator, heat exchanger, chiller, pompa, dan sebagainya.

Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit panas bumi (geothermal power plants) yang dapat mengkonversi panas bumi menjadi sumber daya listrik, yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle. Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-beda.

i). Dry Steam Power Plants

Pembangkit tipe ini adalah yang pertama kali ada. Pada tipe ini uap panas (steam) langsung diarahkan ke turbin dan mengaktifkan generator untuk bekerja menghasilkan listrik. Sisa panas yang datang dari production well dialirkan kembali ke dalam reservoir melalui injection well. Pembangkit tipe tertua ini pertama kali digunakan di Lardarello, Italia, pada 1904 dimana saat ini masih berfungsi dengan baik. Di Amerika Serikat pun dry steam power masih digunakan seperti yang ada di Geysers, California Utara. PLTP sistem dry steam mengambil sumber uap panas dari bawah permukaan. Sistem ini dipakai jika fluida yang dikeluarkan melalui sumur produksi berupa fasa uap. Uap tersebut yang langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator untuk menghasilkan energi listrik.

ii). Flash Steam Power Plants

PLTP sistem Flash Steam merupakan PLTP yang paling umum digunakan. Pembangkit jenis ini memanfaatkan reservoir panas bumi yang berisi air dengan temperatur lebih besar dari 82°C. Air yang sangat panas ini dialirkan ke atas melalui pipa sumur produksi dengan tekanannya sendiri. Karena mengalir keatas, tekanannya menurun dan beberapa bagian dari air menjadi uap. Uap ini kemudian dipisahkan dari air dan dialirkan untuk memutar turbin. Sisa air dan uap yang terkondensasi kemudian disuntikkan kembali melalui sumur injeksi kedalam reservoir, yang memungkinkan sumber energi ini berkesinambungan dan terbarui (lihat Gambar 3). Contoh dari Flash Steam Power Plants adalah Cal-Energy Navy I flash geothermal power plants di Coso Geothermal field, California, USA.

iii). Binary Cycle Power Plants (BCPP)

BCPP menggunakan teknologi yang berbeda dengan kedua teknologi sebelumnya yaitu dry steam dan flash steam. PLTP sistem Binary Cycle dioperasikan dengan air pada temperatur lebih rendah yaitu antara 107°-182°C.Pada BCPP air panas atau uap panas yang berasal dari sumur produksi (production well) tidak pernah menyentuh turbin. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang disebut dengan working fluid (biasanya senyawa organik seperti isobutana, yang mempunyai titik didih rendah) pada heat exchanger. Working fluid kemudian menjadi panas dan menghasilkan uap berupa flash. Uap yang dihasilkan di heat exchanger tadi lalu dialirkan untuk memutar turbin dan selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan sumber daya listrik. Uap panas yang dihasilkan di heat exchanger inilah yang disebut sebagai secondary (binary) fluid. Binary Cycle Power Plants ini sebetulnya merupakan sistem tertutup. Jadi tidak ada yang dilepas ke atmosfer. Keunggulan dari BCPP ialah dapat dioperasikan pada suhu rendah yaitu 90-1750C. Contoh pene-rapan teknologi tipe BCPP ini ada di Mammoth Pacific Binary Geo-thermal Power Plants di Casa Diablo geothermal field, USA. Diper-kirakan pembangkit listrik panas bumi BCPP akan semakin banyak digunakan dimasa yang akan datang.

Osiloskop Analog

Osiloskop (Oscilloscope) adalah serangkaian alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang serta gejala lain dalam rangkaian-rangkaian elektronik dengan memanfaatkan masukan berupa sinyal-sinyal listrik. Osiloskop pada dasarnya bermanfaat untuk menganalisa besaran-besaran dalam kelistrikan (frekuensi, periode, amplitudo, sudut fasa, dan tegangan) yang berubah terhadap waktu.

Bagian – Bagian Fisik Osiloskop Analog

Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut. Bentuk dari osiloskop ini menyerupai sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur, namun terdapat garis-garis (grid) pada layarnya.

Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang berguna untuk melihat dua sinyal yang berlainan, misalnya kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Bagian-bagian fisik luar osiloskop dapat dilihat melalui gambar berikut:











Lingkaran 1 menyatakan sumber signal (CH1, CH2, LINE, dan EXT).
Lingkaran 2 menyatakan input Channel 1.
Lingkaran 3 menyatakan channel mana yang ditampilkan pada layar (CH1, CH2, DUAL, dan ADD).
Lingkaran 4 menyatakan jenis signal input (AC, GND, dan DC).
Lingkaran 5 menyatakan Volts/Div.
Lingkaran 6 menyatakan Vertical Position (posisi secara vertikal).
Lingkaran 7 menyatakan Horizontal Position (posisi secara horizontal).
Lingkaran 8 menyatakan Time/Div (waktu per kotak pada layar osiloskop).

Prinsip Kerja Osiloskop Analog
Prinsip kerja osiloskop analog dapat dijelaskan melalui skema berikut ini:

Penjelasan untuk skema prinsip kerja osiloskop analog:

· Saat kita menghubungkan probe ke sebuah rangkaian, sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System), sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan input sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan input. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.

· Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju pelat defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertikal saja (ke atas atau ke bawah).

· Sampai point ini dapat disimpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog berfungsi untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.

· Selanjutnya sinyal masuk ke dalam pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas-berkas elektron bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak ke atas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong ke bawah.

· Sinyal yang keluar dari Vertical System tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" yaitu pergerakan elektron secara sweep - menyapu ke kiri dan ke kanan - dalam dimensi horizontal atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak sangat cepat menyeberangi layar dalam suatu interval waktu tertentu. Pergerakan elektron yang sangat cepat (dapat mencapai 500,000 kali per detik) inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (misalnya seperti daun kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar).

· Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode/Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.

· Pengaturan bidang vertikal dan horizontal secara bersama-sama akhirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang dapat kita lihat pada layar CRT.

Cara Mengukur Frekuensi, Tegangan, Arus Searah dan Arus Bolak-Balik (DC dan AC) dengan Osiloskop Analog

Pengukuran tegangan dilakukan dengan menghitung jumlah pembagi yang meliputi muka gelombang pada bagian skala vertikal. Sinyal dapat diatur dengan mengubah-ubah kontrol vertikal, untuk pengukuran terbaik pilihlah skala volts/div (volt per kotak) yang paling cocok.

Waktu dapat diukur dengan menggunakan skala horizontal pada osiloskop. Pengukuran waktu meliputi periode, lebar pulsa (pulse width), dan waktu dari pulsa. Pengukuran waktu akan lebih akurat bila mengatur porsi sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Pengukuran waktu yang lebih akurat dapat dilakukan dengan mengatur tombol time/div.

Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Bolak-Balik (AC)

· Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk gelombang yang diarahkan ke CH tersebut.

· Distel saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang.

· Distel saklar SEC/ DIV untuk menampilkan beberapa gelombang.

· Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif, gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal.

· Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat garis gratikul vertikal.

· Hitunglah tegangan puncak- kepuncak ( Peaks to peaks ) dengan menggunakan persamaan:

VOLT ( p.p ) = ( difleksi vertikal ) x ( penempatan saklar VOLT/ DIV ).

Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Searah (DC)

Berikut ini adalah langkah-langkah untuk mengukur tegangan arus searah (misalnya mengukur tegangan baterai) dengan menggunakan osiloskop.

· Pilih mode SOURCE pada LINE.

· Pilh mode COUPLING pada DC.

· Pilih DC pada tombol AC-DC.

· Siapkan baterai yang akan diukur.

· Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan salah satu channel.

· Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah, letakkan nilai 0 di layar sebaik mungkin.

· Variasikan VOLTS/DIV pada beberapa angka (misalnya 1, 1.5, dan 2).

· Catat semua hasil pengukuran yang didapatkan.

Langkah-Langkah Mengukur Periode dan Frekuensi

· Distel saklar SEC/DIV untuk menampilkan siklus gelombang kompleks.

· Diukur jarak horizontal antara titik-titik pengukuran waktu (satu panjang gelombang ).

· Ditentukan periode gelombang dengan mengalikan jumlah pembagi dengan faktor pengali.

· Ditentukan frekuensi gelombang (1/ periode).

Jenis-Jenis Osiloskop Analog

Osiloskop analog terdiri dari dua jenis utama, yaitu osiloskop analog standard dan osiloskop dual trace. Osiloskop standard hanya mampu memperagakan sebuah sinyal untuk diamati. Sedangkan osiloskop dual trace dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Osiloskop jenis ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.

Kelebihan dan Kekurangan Osiloskop Analog

Kelebihan osiloskop analog antara lain:

1. Mampu menggambarkan nilai-nilai arus atau tegangan yang dihasilkan yang selalu berubah terhadap waktu secara periodik, sehingga memperlihatkan bentuk gelombang.

2. Osiloskop analog dapat digunakan untuk menentukan periode, frekuensi, tegangan, dan amplitudo sinyal listrik sekaligus dengan cara yang relatif mudah.

Selain kelebihan, osiloskop analog juga memiliki kekurangan, yaitu:

1. Pengamatan sinyal-sinyal listrik dengan osiloskop mempunyai keterbatasan dalam perbandingan frekuensi antar sinyal-sinyal tersebut (perbandingan maksimum 10:1) sehingga penggunaannya cukup terbatas.

2. Harganya relatif mahal. Kelemahan tersebut semakin terasa sejak terciptanya penghitung frekuensi digital dengan harga yang lebih rendah dipasarkan ke publik.

Tahapan Penyetaraan (Kalibrasi) Osiloskop Analog

1. Sesuaikan tegangan masukan sumber daya AC 220 yang ada di belakang osiloskop sebelum kabel daya AC dimasukkan stop kontak PLN.

2. Nyalakan osiloskop dengan menekan tombol power.

3. Set saluran pada tombol CH_1.

4. Set mode pada Auto.

5. Atur intensitas, jangan terlalu terang pada tombol INTEN.

6. Atur posisi berkas cahaya horizontal dan vertikal dengan mengatur tombol yang bernama horizontal dan vertikal.

7. Set level mode pada tengah-tengah (-) dan (+).

8. Set tombol tegangan (volt/div) bertanda V pada 2 V, sesuaikan dengan memperkirakan terhadap tegangan masukan.

9. Pasang probe pada salah satu saluran, (misal CH₁) dengan tombol pengalih AC/DC pada kedudukan AC.

10. Atur saklar/switch pada pegangan probe dengan posisi pengali 1x.

11. Tempelkan ujung probe pada titik kalibrasi.

12. Atur Time/Div pada posisi 1 ms agar tampak kotak-kotak garis yang cukup jelas.

13. Setelah tahapan 11, osiloskop siap digunakan untuk mengukur tegangan.

Biogas: Sumber Energi Alternatif Masa Depan

Kelangkaan sumber bahan bakar merupakan masalah yang sering melanda masyarakat Indonesia. Kelangkaan tersebut menimbulkan tingginya harga-harga bahan bakar, sehingga masyarakat menengah ke bawah mengalami kesulitan untuk membeli bahan bakar yang sesungguhnya sangat diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Masalah bahan bakar bukan hanya masalah harga, melainkan terdapat juga masalah lainnya yang menyangkut penggunaan bahan bakar tersebut di masyarakat. Akhir-akhir ini banyak kasus tabung gas yang meledak karena berbagai macam sebab, hal ini pun menimbulkan keresahan tertentu di masyarakat. Eksploitasi terus menerus terhadap berbagai bahan bakar yang berasal dari perut bumi pada akhirnya juga menimbulkan masalah baru, yaitu menipisnya cadangan sumber bahan bakar tersebut dari hari ke hari. Lantas, bagaimana jika suatu hari sumber-sumber bahan bakar tersebut habis? Apakah manusia dapat bertahan hidup tanpa bahan bakar-bahan bakar tersebut?

Bagaimanapun juga, tidak dapat dipungkiri bahwa setiap manusia butuh bahan bakar untuk berbagai keperluan. Berbagai masalah yang timbul dari pemanfaatan sumber bahan bakar yang selama ini digunakan menuntut manusia untuk mencari sumber energi bahan bakar alternatif yang dapat mengatasi atau bahkan meminimalisasi masalah-masalah tersebut.

Seiring dengan bertambahnya kemajuan di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, sekarang telah ditemukan sumber bahan bakar baru yang terbaharui dan berasal dari alam. Sumber bahan bakar tersebut adalah biogas. Biogas ini adalah energi alternatif hasil fermentasi dari kotoran organik yang menghasilkan gas metan. Pembuatan dan penggunaan biogas sebagai energi seperti layaknya energi dari kayu bakar, minyak tanah, gas, dan sebagainya sesungguhnya sudah dikenal sejak lama, terutama di kalangan petani Inggris, Rusia dan Amerika Serikat. Sedangkan di Benua Asia, tercatat negara India sejak masih dijajah Inggris sebagai pelopor dan pengguna energi biogas yang sangat luas, bahkan sudah disatukan dengan WC biasa.

Prinsip Teknologi Biogas

Biogas dihasilkan dari proses fermentasi atau pembusukan bahan-bahan organik oleh bakteri pada keadaan tanpa udara (anaerob). Bahan organik adalah bahan yang bisa terurai menjadi tanah, misalnya sampah dapur, tumbuh-tumbuhan, kotoran ternak, dan sebagainya.

Sampah organik tersebut dicampur dengan air (kadang diberi perlakuan tertentu terlebih dahulu) kemudian dimasukkan ke dalam digester. Di dalam digester tersebut terjadi proses hidrolisis dan fermentasi oleh bakteri-bakteri tertentu, yang salah satunya adalah methanogen bacterium.

Kandungan dari biogas yang dihasilkan antara lain adalah: methan CH4 (60%-70%), karbon dioksida CO2 (20%-30%), oksigen O2 (1%-4%), Nitrogen N2 (0,5%-3%, karbon monooksida CO (1%) dan asam sulfat H2S (kurang dari 1%). Jika mempunyai kandungan methan lebih dari 50%, maka biogas ini akan mudah terbakar.

Biogas yang terdiri dari gas methan dan gas karbon dioksida ini mempunyai nilai kalor 600 – 700 kkal/m3 atau sekitar 6 kwh/m3. Seekor sapi dewasa rata-rata menghasilkan kurang lebih 10 kg kotoran sapi setiap hari. Untuk menghasilkan 1 m3 biogas, diperlukan kira-kira 20 kg kotoran sapi. Jadi dalam sehari 1 ekor sapi menghasilkan 0,45 m3 biogas atau 1 kg kotoran sapi menghasilkan kurang lebih 0,05 m3 biogas.

Potensi Biogas

Dalam penggunaan sehari-hari, untuk memasak air 1 liter, dibutuhkan 0,04 m3 biogas, dalam waktu 10 menit. Untuk menanak ½ kg beras, dibutuhkan rata-rata 0,15 m3 biogas, dalam 30 menit. Penggunaan sehari-hari di rumah tangga membutuhkan ± 3-4 m3 biogas.

Cara Membuat Biogas

Setelah dipelajari ternyata dalam menghasilkan biogas tidaklah terlalu sulit dan rumit. Bagi yang berminat untuk memanfaatkan energi alternatif ini, berikut adalah sejumlah cara untuk memproduksi gas yang tidak berbau ini:

1. Yang pertama dilakukan adalah menyediakan wadah atau bejana untuk mengolah kotoran organik menjadi biogas. Kalau hanya diperuntukkan secara pribadi, cukup menggunakan bak yang terbuat dari semen yang cukup lebar atau drum bekas yang masih cukup kuat. Selain itu perlunya kesediaan kotoran hewan (baik sapi maupun kambing) yang merupakan bahan baku biogas. Kalau sulit mencari kotoran hewan, maka percuma saja, untuk itu diperlukan survey terlebih dahulu. Jika ingin menggunakan kotoran manusia, septic tank bisa dimanfaatkan seperti yang dilakukan di India.

2. Proses kedua adalah mencampurkan kotoran organik tersebut dengan air. Biasanya campuran antara kotoran dan air menggunakan perbandingan 1:1 atau bisa juga menggunakan perbandingan 1:1,5. Air berperan sangat penting di dalam proses biologis pembuatan biogas. Artinya jangan terlalu banyak (berlebihan) juga jangan terlalu sedikit (kekurangan).

3. Temperatur selama proses berlangsung, karena ini menyangkut "kesenangan" hidup bakteri pemroses biogas antara 27 - 28 derajat celcius. Dengan temperatur itu proses pembuatan biogas akan berjalan sesuai dengan waktunya. Tetapi berbeda kalau nilai temperatur terlalu rendah (dingin), maka waktu untuk menjadi biogas akan lebih lama.

4. Kehadiran jasad pemroses, atau jasad yang mempunyai kemampuan untuk menguraikan bahan-bahan yang akhirnya membentuk CH4 (gas metan) dan CO2. Dalam kotoran kandang, lumpur selokan ataupun sampah dan jerami, serta bahan-bahan buangan lainnya, banyak jasad renik, baik bakteri ataupun jamur pengurai yang mudah didapatkan. Tapi yang menjadi masalah adalah hasil uraiannya belum tentu menjadi CH4 yang diharapkan serta mempunyai kemampuan sebagai bahan bakar.

5. Untuk mendapatkan biogas yang diinginkan, bak penampung (bejana) kotoran organik harus bersifat anaerobik. Dengan kata lain, tangki itu tak boleh ada oksigen dan udara yang masuk sehingga sampah-sampah organik yang dimasukkan ke dalam bioreaktor bisa dikonversi mikroba. Keberadaan udara menyebabkan gas CH4 tidak akan terbentuk. Untuk itu maka bejana pembuat biogas harus dalam keadaan tertutup rapat.

6. Setelah proses ini selesai, maka selama dalam kurun waktu 1 minggu didiamkan, maka gas metan sudah terbentuk dan siap dialirkan untuk keperluan memasak. Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam memanfaatkan biogas. Seperti misalnya sifat biogas yang tidak berwarna, tidak berbau dan sangat cepat menyala. Karenanya kalau lampu atau kompor mempunyai kebocoran, akan sulit diketahui secepatnya. Berbeda dengan sifat gas lainnya, sepeti elpiji, maka karena berbau akan cepat dapat diketahui kalau terjadi kebocoran pada alat yang digunakan. Sifat cepat menyala biogas, juga merupakan masalah tersendiri. Artinya dari segi keselamatan pengguna. Sehingga tempat pembuatan atau penampungan biogas harus selalu berada jauh dari sumber api yang kemungkinan dapat menyebabkan ledakan kalau tekanannya besar.

Penggunaan biogas untuk memenuhi kebutuhan energi rumah tangga sepertinya perlu digalakkan. Seandainya menggunakan konsep yang diterapkan di India (kotoran manusia), maka sumber energi ini tidak akan ada habisnya.