Penyimpan Energi Potensial

Penyimpan Energi Potensial

Penyimpanan energi potensial merupakan penyimpan energi yang telah lama digunakan.Atau bisa dikatakan penyimpan energi yang kuno.Namun penyimpanan energi potensial ini sangat berguna untuk kehidupan manusia, karena bisa menghasilkan energi yang banyak. 

Secara umum penyinpanan energi potensial terdiri dari 2 macam yaitu :

1. Penyimpan energi potensial sederhana
2. Penyimpanan energy terpompa

Penyimpanan energi potensial sederhana merupakan penyimpanan energi potensial. yang telah lama digunakan.penyimpan energi potensial sederhana ini seperti pegas, sistem pemberat, dan batang torsi.Penyimpanan ini biasanya menghasilkan energi yang kecil yang biasanya digunakan untuk menggerakkan jam, baik jam tangan maupun jam dinding.Ada juga digunakan untuk menggerakkan mainan anak-anak.

Eneri yang tersimpan dalam pegas adalah dalam bentuk energi regangan plastis.Yang mana energi yang tersimpan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :

 

                                                  

Dimana :

K = konstanta pegas

X = simpangan yang dihasilkan

Sedangkan energi yang tersimpan dalam batang torsi  Merupakan fungsi dari panjang batang L, momen puntir di ujung batang T, momen inersia polar J, dan momen elastis torsi G.sebagai contoh untuk batang bulat , energy potensial yang tersimpan adalah sebagai berikut :

Sistem penyimpanan energi berat massa atau dikenal dengan sistem Penyimpanan energy terpompa (pumped-storage energy system) adalah sistem penyimpanan energi potensial yang menghasilkan energi yang relatif besar dibandingkan dengan sistem penyimpan energi potensial dari pegas dan batang torsi.

Prinsip kerja sederhana dari sistem penyimpanan energi terpompa ini adalah menaikkan suatu benda yang mempunyai massa sampai ketinggian tertentu dengan melawan gaya grafitasi, yang dirumuskan sbb :

 

Dimana :

m         = massa

g          = gaya grafitasi

      = perbedaan ketinggian

Jenis sistem energi terpompa ini terbagi atas dua macam yaitu :

1.      Sistem pompa-generator hidroelektrik reversible

2.      Sistem penyimpanan terpompa udara termampat

Sistem pompa generator hidroelektrik reversible ini digunakan untuk memompa air dari sungai atau danau ke reservoir yang mempunyai elevasi lebih tinggi.ini digunakan selama kebutuhan daya dari pusat listrik rendah.Pada waktu beban puncak, sistem ini dibalik untuk mendapatkan kembali semua daya yang telah disimpandi reservoir.sistem ini dapat dibalik karena kita menggunakan generator reversible.

      

Gambar dibawah ini merupakan generator yang digunakan pada sistem penyimpan pompa generator hidroelektrik reversible :

Adapun keuntungan menggunakan sistem pompa generator hidroelektrik adalah sebagai berikut :

•  Dengan air yang tersimpan sewaktu-waktu dapat menghasikan beban yag tinggi agar energi dapat dihasilkan.
• Menjadikan suatu reservoir sebagai tempat wisata
• Untuk pengairan (irigasi)

Sedangkan kerugian memakai sistem ini adalah :

• Mengganggu ekosisitem air
• Pengikisan pada dasar sungai
• Menghasilkan gas asam arang dan metana
• Merugikan penduduk sekitar

Namun, sistem ppenyimpan energi terpompa ini memerlukan topografi khusus sehingga sangat membatasi pemakaian.

Hidroelektrik Dam

Sehingga para ahli menegembangkan sistem penyimpanan energi yang lain yaitu sistem penyimpan energi dengan menggunakan udara termampat.

Pada sistem penyimpan terpompa udara termampat ini kita menggunakan ruang bawah tanah seperti gua alam bawah tanah, bekas tambang, dll sebagai tempat  atau wadah dari udara yang kita mampatkan.

Prinsip kerjanya adalah udara dipompa ke dalam ruangan selama permintaan daya rendah dan kemudian pada waktu permintaan daya tinggi, udara tersebut diambil kembali, dicampur dengan bahan bakar dan kemudian dibakar.Gas yang dihasilkan dari pembakaran yang bertekanan tinggi tersebut kemudian diekspansikan di turbin gas untuk membangkitkan daya.

Volume udara yang tersimpan yang dibutuhkan untuk sistem ini berbanding lurus dengan jumlah energi yang disimpan dan berbanding terbalik dengan tekanan udara di dalam wadah tersebut.Tekanan gas harusedapat mungkin konstan ini bertujuan agar efisiensi turbin dan kompresor tinggi.adapun cara agar tekanan gas konstan kita memanfaatkan air dari reservoir yang dekat untuk membanjiri wadah.Udara yang termampat kemudian diisikan ke dalam wadah dan air didorong kembali kesaluran pengisi sampai ke reservoir.Tekanan hidrolis yang dihasilkan akan menjaga agar tekanan udara tetap konstan selama udara ditambahkan maupun ketika diambil dari wadah.Yang jelas pada sistem ini, udara termampat diisap, kemudian bahan bakar dibakar dan dimasukkan kedalam turbin gas pada tekanan tertentu.