Beragam jenis energi alternatif saat ini mulai bermunculan untuk mengatasi krisis energi. Pemanfaatan bahan bakar nabati seperti biodiesel, bioetanol, biogas, dan biobriket, serta pembangunan pembangkit listrik tenaga air, angin, sinar matahari (surya), hingga tenaga ombak, menjadi salah satu bukti nyata bagi bahwa sumber energi terbarukan merupakan salah satu alternatif tepat bagi masyarakat untuk mengatasi minimnya bahan bakar minyak (fosil) di berbagai belahan dunia.
Apalagi di negara kepulauan seperti di Indonesia ini, tidak sedikit daerah terpencil di pelosok nusantara ini tidak teraliri listrik. Salah satu dampak tidak adanya listrik maka akses mendapatkan air bersih menjadi kendala tersendiri.
Politeknik Akademi Teknik Mesin Industri Solo, telah melakukan berbagai inovasi untuk menghasilkan listrik dengan membuat mesin sunpulse water, pompa air yang memanfaatkan tenaga surya.
Sunpulse water menggunakan prinsip kerja mesin stirling, yakni mesin regenerasi udara panas siklus tertutup (mesin kalor/panas) dengan temperatur rendah. Kekuatan untuk memompa air diperoleh dari panas sinar matahari yang dikonversi menjadi tenaga.
Mesin ini memanfaatkan sinar matahari yang dikumpulkan booster berbentuk seperti parabola dari bahan kertas aluminium berlapis plastik. Booster akan mengumpulkan sinar matahari dan memantulkan ke pelat besi dicat hitam yang dipasang sebagai dasar mangkok parabola. Panas yang terkumpul di pelat besi akan meningkatkan suhu udara dalam ruang di bawahnya. Panas bisa mencapai 100-120 derajat celsius.
Udara ini lantas dialirkan ke pendingin yang berbentuk pipa bersirip. Suhu udara yang didinginkan mencapai 40-50 derajat celsius. Pemindahan udara dilakukan alat yang disebut displacer yang sekaligus memisahkan udara panas dengan udara dingin yang dihasilkan.
Fluktuasi tekanan yang dihasilkan dari perbedaan antara suhu udara panas dan dingin akan menggerakkan piston ke atas dan ke bawah, lalu menggerakkan roda putar melalui engkol poros. Gerakan ini dimanfaatkan untuk memompa air.
Sunpulse water mampu menghasilkan tenaga hidrolik 300 watt dengan kemampuan mengisap air hingga kedalaman tujuh meter dan menaikkan air hingga ketinggian 15 meter. Kita hanya perlu memutar roda pada saat awal sebagai starter. Setelah itu, air akan terpompa sepanjang ada tenaga.
Mesin ini membutuhkan ruang yang lapang, yakni 4 x 4 x 4 meter, tetapi bisa dibongkar pasang dan ditempatkan ke dalam kontainer berukuran 2 x 2 x 2 meter. Booster berbentuk parabola tersusun dari helai-helai daun aluminium yang dirangkai dengan bantuan kawat. Pemilihan material aluminium berlapis plastik agar mesin tidak terlalu berat. Mesin ini berbobot 550 kilogram.
Adi Widya Wasana, perekayasa mesin sunpulse mengatakan agar optimal, booster harus diarahkan tegak lurus menghadap sinar matahari dan dilakukan manual. Pada pagi hari dengan pancaran normal, dalam 30 menit, mesin sudah bisa digunakan untuk memompa.
Terus dikembangkan
Saat ini, sunpulse water baru bisa digunakan jika ada sinar matahari dan memindahkan 2 liter air per detik ke tempat lain yang sejajar. Akademi Teknik Mesin Industri (ATMI)
tengah menggarap versi lain sunpulse water yang dilengkapi dengan penyimpan tenaga sehingga bisa digunakan siang malam tak bergantung pada sinar matahari.
Memang tidak bisa terus-menerus. Paling tidak, setiap hari ada sinar matahari yang dikumpulkan untuk disimpan,?” kata R Didit Ritanto, perekayasa lain.
Saat ini, ATMI membuat tujuh prototipe sunpulse water yang terus disempurnakan. Hal itu, misalnya, mesin yang dapat mengisap air lebih dalam sehingga cocok digunakan di daerah tandus.
Mesin ini berukuran fisik lebih kecil karena ruang udaranya lebih kecil. Ruang yang lebih kecil membuat suhu lebih tinggi sehingga perbedaan suhu lebih besar. Dengan demikian, tenaga yang dihasilkan bisa lebih besar.
Sejumlah mesin sunpulse water telah dipesan untuk dikirim ke luar negeri, seperti ke Tanzania, India, dan Pakistan. Mesin ini hampir tidak memerlukan perawatan yang rumit. Karena masih dalam bentuk prototipe, harganya relatif mahal, yakni Rp 65 juta.
Jika sudah diproduksi massal, harganya bisa ditekan hingga separuhnya.
Mesin stirling ditemukan pertama kali oleh Robert Stirling tahun 1819. Mesin ini memanfaatkan fluida kerja udara. Perbedaan temperatur udara akan membuat mesin berputar. Tahun 1980, Hans Kleinwaechter memanfaatkan mesin stirling untuk pompa air. Penelitiannya dilanjutkan anaknya, Juergen Kleinwaechter, lewat Sunvention International.
ATMI bekerja sama dengan lembaga ini membuat mesin sunpulse water. Ada mesin yang dibuat di Jerman, ada yang di Indonesia. Mesin yang dibuat di sini dikembangkan lagi. Untuk komponen dari logam, semuanya sudah dibuat sendiri, kecuali yang ada produk pabrikannya. Sementara material booster masih impor. (dari berbagai sumber)
