Penyimpanan Energi Listrik
Pendahuluan
Energi listrik dapat disimpan dalam bentuk energi medan elektromagnetik atau dengan cara medan induktif.Batere biasa dianggap untuk menyimpan energi Listrik. Selain untuk menyimpan energi listrik batere juga dapat mengubah energi Listrik menjadi energi kimia dalam suatu reaksi endotermis yang dapat balik.Ketika batere dipakai, Pereaksi didalam batere bergabung dalam suatu reaksi eksotermis yang memproduksi listrik secara langsung.
Penyimpanan energi listrik dapat dilakukan dengan dua cara:
1. Penyimpanan dengan menggunakan medan elektro statik dan medan induktif.
2. Penyimpanan dengan menggunakan batere.
Penyimpanan Medan Elektrostatika dan Medan induktif
Penyimpanan energi listrik dalam bentuk energi listrik ada dua cara:
• Dilakukan didalam kapasitor
• Dilakukan didalam Magnet
Penyimpanan dalam kapasitor
Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan
energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).
Fungsi kapasitor
- Sebagai alat penyimpanan dalam arus Dc.
- Sebagai penyimpan daya untukmemperbaiki ketinggalan faktor daya pada arus Ac.
- Jika dikehendaki untuk aliran tiba-tiba pada arus Dc.
Energi listrik yang dapat disimpan pada kapasitor adalah sebesar:
E = —
Dimana ; C = Kapasitansi unit (farad)
v = Voltase akhir yang melewati kapasitor
Kapasitansi dari suatu kapasitor dipengaruhi oleh tiga faktor:
1. Luas area plat
2. Jarak antar plat
3. Tetapan dielektrik dari bahan antar plat
Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi dalam:
1.Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)
2.Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)
3.Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah
Keuntungan sistem kapasitor:
• Cepat dalam pengisian dan pangambilan tanpa banyak mempengaruhi efisiensi operasi sistem.
• kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya
• Mampu mereduksi daya sampai 30%.
• Meningkatkan pf antara 95-100%
• Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik
Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan:
• Menyusunnya berlapis-lapis.
• Memperluas permukaan variabel.
• Memakai bahan dengan daya tembus
Aplikasi kapasitor
• 1. Kondensor Mikropon
Suatu mikropon mengkonversi gelombang suara ke dalam sinyal listrik. Sekat rongga yang bergetar menyebabkan suatu komponen listrik menghasilkan aliran arus keluaran pada suatu frekwensi yang sebanding gelombang suara itu. Suatu kondensor mikrofon menggunakan suatu kapasitor untuk tujuan ini.
• 2. Penerima radio
Variabel kapasitor digunakan dalam penyetelan radio. suatu variabel kapasitor dihubungkan dengan transformer dan antena. Gelombang radio yang dipancarkan menyebabkan suatu arus induksi yang mengalir pada antena melalui coil primer menuju ground. Suatu arus sekunder diinduktansikan. arus mengalir menuju kapasitor. Kita mengetahui bahwa surge dari arus menuju induktansi kapasitor mempengaruhi suatu gaya elektromotif. Gaya elektromotif ini disebut reaktan. aliran arus induktansi melalui coil juga mempengaruhi suatu gaya elektromotif lawan . Ini disebut reaktansi induktif. Maka kita dapatkan reaktansi kapasitif dan reaktansi induktif.
Elektromagnit menyimpan energi dalam medan magnet yang dibentuk oleh aliran elektron. Jumlah energi yang tersimpan :
E = ―
Keuntungan sistem medan magnet:
• Sistem superkonduktor sehingga tidak mempunyai tahanan listrik, sehingga arus terus menerus mengalir sampai energi diperlukan.
Kerugian Sistem magnet :
• Tidak bisa digunakan sebagai alat penyimpan energi karena
memerlukan aliran untuk menjaga medan magnet induksi.
Batere
Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam bentuk listrik
Baterai terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:
3.pasta sebagai elektrolit (penghantar)
Batere terbagi atas dua kategori:
1.Batere primer
2.Batere sekunder
Dari kedua katergori batere diatas yang dapat digunakanan untuk menyimpan energi yaitu batere sekunder. Unjuk kerja batere sekunder tergantung dari jumlah pengisian dan pengeluaran energi dari batere. Batere terdiri dari dua elektroda yang dipisahkan oleh larutan elektrolit sama seperti sel bahan bakar. Perbedaannya terletak pada saat pengisian.Batere sekunder biasanya menggunakan elektrolit cair.Dapat dilihat pada gambar dibawah.
Jenis – jenis batere menurut kegunaan :
- Batere asam timah
Batere asam timah biasanya digunakan didalam oto mobil. Batere ini tahan
terhadap siklus pengisian –pengeluaran dangkal, tidak dapat digunakan untuk
pengeluaran yang dalam.
Proses pengisian
Elektrode Pb (Katode)
PbSO4(S) + H (aq) + 2e → Pb(s) + HSO4 (aq)
Elektrode PbO2 (anode)
PbSO4(s) + 2H2O(l)→ PbO2(s) + HSO4 (aq) + 3H (aq)+2e
Proses Pengosongan
Anode : Pb(S) + HSO4 (aq)→ PbSO4(S) + H + 2e
Katode : PBO2 + HSO4 (aq) + 3H +3e → PbSO4(S) + 2H2O(l)
2. Batere Nikel – Kadmium
Sama sepert Aki batere nikel-kadmium dapat disi kembali. Reaksi sel
Anode : Cd(S) + 2 OH(aq) → Cd(OH)2 (S)+ 2e
Katode : NiO2(S) + 2H2O(l) + 2e → Ni(OH)2(S) + 2OH
3. Batere perak oksida
Batere perak oksida banyak digunakan pada alat elektronik seperti: Arloji,
Kalkulator. Batere perak oksida terdiri dari Zn sebagai anode, Ag2O sebagai
Katode dan KOH sebagai elektrolit yang dapat dilihat digambar.
Reaksi elektrodenya:
Anode : Zn(s) + 2OH (aq) → Zn(OH)2(s) + 2e
Katode : Ag2O(s) + H2O(l) +2e → 2Ag(s) + 2 OH (aq)
Batere elektrolit organik
batere jenis ini masih dalampenelitian, Jenis-jenis baterenya :sodium-bromuna, lithium-sulfur dioksida, lithium bromina.
Keuntungan
- Energi spesifik yang tinggi
Kerugian
- Mempunyai efisiensi pengisian dan pengeluaran yang rendah
Batere logam-Udara
Sámi seperti jenis yang diatas batere ini masih dalam penelitian, Jenis-jenisnya:Seng-udara, aluminium-udara, Besi-udara. Penelitian dipusatkan pada batere seng-udara.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar