Fisika Energi

So what more can be done?

By governments. Most renewable energy technologies have been researched and demonstrated. The need is now for markets, linked with ongoing research and development. Once there is competitive business from expanding demand, financiers, manufacturers and suppliers can make long term plans and prices fall. Governments can control appropriate markets by (i) increasing or decreasing taxation, (ii) awarding grants, (iii) legislating obligations, (iv) changing planning regulations, (v) changing building and manufacturing standards, (vii) transport policy, and (vi) environmental legislation. The potential for markets is learnt from research, which governments should fund in co-operation with industry.

Discussion: What opportunities exist for us to influence government and local authorities about energy developments?

By individuals. Each of us, and our businesses, clubs and churches, can greatly change lifestyle and practice for environmental improvement, especially through our spending and investments. Examples are: insulating homes. contracting with a supplier of green electricity; investing in ethical funds; considering energy use when purchasing white goods, housing, heating plant, lighting, vehicles, travel etc; voting appropriately at elections; studying information; learning from demonstrations of good practice etc. In general it is necessary to quantify and monitor such action so we maintain awareness and responsibility.

Discussion: How should energy criteria affect our individual and group purchases?

By business and industry. Obviously commerce requires continued cash flow, which arises from investment and enterprise, and is sustained by meeting market orders. Nevertheless, commerce should not blindly follow the market from others, but should operate within a code of honourable trade and innovation. This policy has an environmental dimension, which includes its own energy supplies, products and market development. Such enterprise is essential for best technology and implementation, and for best practice and sustainability. Proper utilisation of Renewable Energy is at one with efficiency, low overheads, long-term investment and minimum adverse impacts. The world-wide 20 to 30% per year growth of renewable energy implementation and of energy efficiency procedures are market opportunities that sit well with environmental integrity

Discussion: Where should money be invested and why?

Further sources of information

(best obtained using web search engines with key words)

Books and reports

‘New and renewable energy: prospects in the UK for the 21st Century (supporting evidence)’ DTI and ETSU, March 1999.

‘Renewable Energy’, B. Sørensen, Academic Press, 2000.

‘Renewable Energy Resources’, J. W. Twidell and A. D. Weir, Spon Press/Routledge, revised 2000.

‘Renewable Energy -sources for fuels and electricity’, T. B. Johansson et al (eds), Earthscan, 1993.

Energy: general

UK Dept Trade & Industry (especially electricity). Key official reports and policies, with links to trade associations.

International Energy Agency

Sustainability: general

International Panel on Climate Change

UK Sustainable Development Commission

Royal Commission on Environmental Pollution

Renewable energy

Centre for Alternative Energy

European Forum for Renewable Energy Sources

International Energy Association, renewables

James & James; Renewable Energy World (directories, news, trade)

Canadian: Renewable Energy Technology (’Retscreen’)

International Solar Energy Society (ISES)

UK Dept Environment and Transport (inc. planning, buildings)

UK Dept Trade & Industry: Renewables

Danish wind manufacturers’ association

Credits

This briefing has been prepared for the JRI by Professor John Twidell (Director of the AMSET Centre and Visiting Professor in renewable energy engineering, University of Reading). Thanks are due to Sir John Houghton, Professor Colin Russell, Dr John Sale, Mr Peter Bright, Dr Mike Morecroft, Mr David Thistlethwaite and others within the JRI for their constructive comments.

“Brown Energy” Penghemat BBM 59%, mengapa tidak segera diterapkan?

Setelah beberapa bulan terakhir kita disibukkan dengan berita penemuan “Blue Energy” dari Ngajuk, Jawa Timur, maka hari ini di Harian KOMPAS kita membaca berita tentang sebuah penumuan yang tidak terlalu baru, yaitu “Brown Energy”. Mengapa dipakai kata “Brown”? Sebab penemu awalnya dari teknology ini adalah Mr. Yull Brown dari Australia pada tahun 1974.

Teknologi “Brown Energy” ini sangat sederhana, yaitu dengan menggunakan battery mobil, kita lakukan elektrolisa Air HO) yang dicampur dengan Soda Kue atau Kalium Hidroksida (KOH) guna memperlancar proses itu. Hasilnya adalah gas Hidrogen-Hidrogen-Oxygen (HHO). Has HHO ini kita campur dengan udara untuk dimasukkan ke Piston pembakaran mesin melalui Saringan Udara Karburator.

Hasilnya, mesin mobil bensin maupun mobil diesel bekerja lebih efisien dan bertenaga lebih kuat dibandingkan tanpa campuran gas HHO tersebut. Keuntungan lainnya lagi, hasil pembakaran gas HHO ini lebih ramah lingkungan dari pada aslinya, serta lebih sedikit kerak karbon yang menempel di piston mesin mobil. Efisiensi yang diperoleh bisa mencapai 59%.

Bilamana ini diterapkan diseluruh Indonesia, kita bisa menghemat konsumsi BBM sampai 59%, sehingga memungkinkan Indonesia tidak lagi mengimport BBM. Jadi kita dapat membuat harga BBM tidak lagi terpengaruh oleh fluktuasi harga BBM Luar Negeri yang sampai dengan hari ini sudah mencapai harga US$140/barrel.

Di Indonesia sudah ada tiga orang yang mengembangkan “Brown Energy” ini, yaitu pasangan sdr. Pumpida Hidayatullah dan sdr. Futung Mustari yang memakai Soda Kue sebagai campuran air , serta sdr. Djoko Sutrisno dari Yogyakarta yang memakai Kalium Hidroksida sebagai campuran air.

Sdr. Pumpida Hidayatullah dan Sdr. Futung Mustari telah memberikan presentasi ke KADIN Indonesia. Mereka juga sudah menerbitkan buku “Rahasia Bahan Bakar Air” yang disertai VCD cara membuatnya seharga Rp 40.000,- Biaya untuk perangkat tambahan bagi mesin mobil diperkirakan tidak lebih dari Rp 200.000 -300.000 dan biaya bahan bakunya sangat murah, Rp 30.000 per kg KOH yang dapat dipakai sampai beberapa minggu.

Pertanyaan kami:

1. Apakah Kementrian Negara Ristek sudah meneliti penemuan Penghemat BBM “Brown Enewrgy” ini?

2. Mengapa Pemerintah tidak segera men-sosialisasikan penggunaannya diseluruh Indonesia, agar Indonesia segera terlepas dari Krisis Harga BBM Dunia??

Semoga informasi ini membawa kesejahteraan bangsa dan negara Indonesia yang kita cintai.

Referensi:

1. http://www.brownsgas.com/

2. http://bahanbakarair.com/

3. http://waterbooster.com/

PUSTAKA FISIKA (PF)

PUSTAKA FISIKA (PF)

1. Sebuah Visi Pengumpulan 100.000 Buah Buku yang terkait dg Fisika

2. Pengumpulan Data-Data Kefisikaan sebesar 1 Terra byte

Tempat Pengumpulan dan Pendataan Buku-buku fisika via Internet

Applied Analysis, Mathematical Methods in Natural Science. (Download Buku)

Mathematics of Physics and Engineering. (Download Buku)

Applied Partial Differential Equations. (Download Buku)

Mathematical Methods in Electro-Magneto Elasticity. (Download Buku)

Finite Difference and Spectral Methods. (Download Buku)

Fundamental Numerical Methods and Data Analysis. (Download Buku)

Sumber:
FISIKA FOREVERMORE
Media Saling Berbagi Ilmu dan Informasi

Guru Fisika Bertaraf Internasional

Guru Fisika Bertaraf Internasional

1. Pelaksanaan kurikulum dan proses pembelajaran menggunakan asas-asas sebagai berikut:

1. Menggunakan kurikulum yang berlaku secara nasional dengan mengadabtasi kurikulum sekolah di Negara lain.

2. Mengajarkan bahasa asing, terutama penggunaan bahasa Inggris, secara terintegrasi dengan mata pelajaran lainnya. Metode pengajaran dwi bahasa ini dapat dilaksanakan dengan 2 kategori yakni Subtractive Bilingualism (beri penjelasan oleh penulis) dan Additive Bilingualism, yang

menekankan pendekatan Dual Language.

Pengajaran dengan pendekatan Dual Language menekankan perbedaan adanya Bahasa Akademis dan Bahasa Sosial yang pengaturan bahasa pengantarnya dapat dialokasikan berdasarkan Subjek maupun Waktu (beri penjelasan oleh penulis).

3. Menekankan keseimbangan aspek perkembangan anak meliputi aspek kognitif (intelektual), aspek sosial dan emosional, dan aspek fisik.

4. Mengintegrasikan kecerdasan majemuk (Multiple Intelligence) termasuk Emotional Intelligence dan Spiritual Intelligence ke dalam kurikulum.

5. Mengembangkan kurikulum terpadu yang berorientasi pada materi, kompetensi, nilai dan sikap serta prilaku (kepribadian ).

6. Mengarahkan siswa untuk mampu berpikir kritis, kreatif dan analitis , memiliki kemampuan belajar (learning how to learn) serta mampu mengambil keputusan dalam belajar. Penyusunan kurikulum ini didasarkan prinsip ”Understanding by Design” yang menekankan pemahaman jangka panjang (”Enduring Understanding”). Pemahaman (Understanding) dilihat dari 6 aspek: Explain, Interpret, Apply, Perspective, Empathy, Self Knowledge.

7. Kurikulum tingkatan satuan pendidikan dapat menggunakan sistem paket dan kredit semester.

8. Dapat memberikan program magang untuk siswa SMA, MA dan SMK.

9. Menekankan kemampuan pemanfaatan Information and Communication Technology (ICT) yang terintegrasi dalam setiap mata pelajaran.

2. Penjaminan Mutu Proses Pembelajaran

Terdapat pergeseran paradigma pendidikan dari mengajar ke membelajarkan. Mengajar lebih menekankan pada kegiatan guru dalam mentransformasikan ilmu atau materi kepada siswa, dan siswa hanya sebagai pendengar, sedangkan pembelajaran lebih menekankan pada proses kegiatan siswa yang aktif mencari, menemukan sekaligus mempresentasikan temuan belajarnya. Sekolah bertaraf Internasional diharapkan menerapkan azas-azas pembelajaran aktif yang mengakses 5 pilar pendidikan (religious awareness, learning to know, learning to do, learning to be, and learning how to live together) dalam pengelolaan pembelajaran dengan rincian seperti berikut:

1. Pendekatan yang digunakan berfokus pada siswa dengan merangsang rasa ingin tahu dan motivasi intrinsik serta partisipasi siswa (inquiry, investigation) sehingga ide pembelajaran dapat datang dari siswa.

2. Siswa membangun pengetahuannya sendiri, bukan dibentuk oleh orang lain (constructivism).

3. Guru berperan sebagai fasilitator, sehingga tercipta interaksi Guru-siswa, siswa dengan siswa, siswa dengan guru, terjadi komunikasi multi arah, sikap guru terhadap siswa harus menimbulkan rasa nyaman, penyusunan kelas dapat dibuat dengan 2 macam pengelompokan seperti kelas dengan 1 kelompok umur (Single Age), Kelas dengan 2 kelompok umur (Multiage)

4. Pembelajaran melayani semua anak termasuk anak dengan kebutuhan khusus ( special needs ) secara terbatas (program inklusi), pendekatan yang digunakan menekankan adanya keragaman kompetensi, intelligence, agama, minat.

5. Menekankan pada pemahaman siswa bukan hafalan dan sekedar mengejar target pembelajaran maupun bahan ujian, tetapi berorientasi pada aktivitas dan proses.

6. Mengembangkan model-mdel pembelajaran yang konstruktif, inovatif seperti cooperative learning, pembelajaran berbasis masalah, dan contextual teaching and learning.

7. Memanfaatkan berbagai sumber belajar (lingkungan, nara sumber, dan penunjang belajar lainnya) tidak hanya dari guru

8. Materi pembelajaran disesuaikan dengan tingkat perkembangan siswa

9. Memberikan kesempatan pada siswa untuk memilih (intelligent choice) seperti dalam pemilihan proyek yang akan dikerjakan, gaya belajar, cara menyelesaikan soal, minat dalam batasan tertentu. Dalam mengakomodasi keragaman, pengajaran materi dapat diberikan berbeda-beda, umumnya 3 tingkatan/macam, sesuai dengan kebutuhan siswa. Praktek yang umumnya disebut Differentiated Instruction ini menyebabkan tugas yang diberikan kepada siswa juga dapat berbeda yang antara lain berupa Tiered Assignments serta tehnik diferensiasi lainnya. Untuk siswa berkebutuhan khusus (special needs) dapat dibuatkan program pembelajaran individu (Individual Educational Program/IEP)

10. Siklus pembelajaran dapat dimulai dari tahapan Exposure, Mini Lesson, Workshop dan Assessment. Siklus ini dapat berulang di setiap tahap sesuai dengan kebutuhan siswa.

11. Menciptakan dan memelihara berbagai lingkungan yang kondusif untuk siswa belajar seperti; penataan ruangan, materi pembelajaran, rasio guru siswa 1:12 sampai dengan 1:24.

3. Penjaminan Mutu Kompetensi Lulusan

a. Standar kelulusan menekankan pada semua aspek seperti spiritual, norma, sosial, emosional selain akademik.

b. Standar akademik menekankan pada pemahaman materi belajar, bukan pada pengumpulan nilai, yang harus didukung oleh berbagai bukti otentik.

c. Kelulusan berdasarkan pada analisa individu yang menggunakan pertimbangan profesional guru dan sekolah

d. Kualitas lulusan dipersiapkan mampu bersaing secara global baik dari segi pengetahuan maupun kompetensi berkomunikasi dengan tetap mempertahankan budaya Indonesia.

e. Terdapat standar minimal pendukung yang harus dipenuhi siswa yang dapat berupa; projek dan makalah/tulisan, Community Service project (pengabdian pada masyarakat),program magang untuk SMA,MA dan SMK, serta kehadiran

f. Kualitas lulusan yang dihasilkan dapat diterima di sekolah-sekolah Internasional di dunia berdasarkan: kemampuan bahasa Inggris yang dimiliki siswa, tipe laporan standar internasional, benchmark standar Internasional, dapat bekerjasama dengan lembaga internasional.

4. Penjaminan Mutu Ketenagaan

g. Tenaga pendidik memiliki kualifikasi minimal S1, mampu berbahasa Inggris, memiliki kompetensi pedagogik, kompetensi kepribadian, kompetensi social dan kompetensi professional.

h. Seleksi tenaga pendidik dilakukan secara professional oleh tenaga ahli dalam bidang sumber daya manusia (Human Resources Departement) yang dapat dilakukan dengan tahapan: wawancara awal,Class observation, Behavioral interview ,Behavioral test,English test (TOEFL dan conversation), Micro teaching and discussion,Tes kesehatan

i. Performance management dilakukan secara berkelanjutan dan berkesinambungan sebagai dasar untuk pengembangan SDM lebih lanjut dengan instrumen khusus berdasarkan standar Teaching Effectiveness.

j. Pengelolaan Sumber Daya Manusia berdasarkan Kompetensi (Competency-based Human Resorces System)

5. Penjaminan Mutu Sarana dan Prasarana

Sarana dan Prasarana yang dapat memenuhi kebutuhan belajar siswa berdasarkan cara kerja otak dan standar internasional, terdiri dari ruangan beserta kelengkapannya, yaitu:

a. Ruang Belajar yang kondusif meliputi luas , pencahayaan, temperatur, tingkat kebisingan.

b. Tempat bermain
c. Laboratorium
d. Perpustakaan
e. Fasilitas olah raga
f. Fasilitas kesenian
g. Ruang Guru
h. Ruang konseling
i. Ruang pertemuan siswa
j. Ruang serbaguna
k. Kantin
l. Klinik
m. Ruang ibadah
n. Ruang kepala sekolah dan administrasi
o. Fasilitas internet di setiap ruang kelas dan WiFi di seluruh sekolah untuk memudahkan akses internet. Setiap siswa tingkatan SMA /SMK menggunakan laptop secara individu dalam mengerjakan tugas sekolah.
p. Ruang terapi untuk special needs
q. Toilet
r. Ruang khusus lainnya sesuai dengan kebutuhan

6. Penjaminan Mutu Manajemen Pendidikan

Sekolah bertaraf internasional hendaknya menggunakan sistem manajemen mutu yang diperoleh dari lembaga sertifikasi seperti penerapan ISO 9001 : 2000 atau sertifikasi lainnya. Dalam pedoman ini Manajemen Pendidikan difokuskan pada peran kepala sekolah sebagai manager profesional yang dalam pelaksanaannya didukung oleh tim akademis lainnya. Visi, misi dan tujuan sekolah dijadikan panduan untuk pengelolaan pendidikanTahapan manajemen meliputi:

1. Perencanaan
a. Program Kerja Tahunan dan anggaran disusun oleh seluruh fungsi manajemen
b. Program Kerja Kepala Sekolah meliputi elemen-elemen sekolah seperti siswa, guru, kegiatan kelas dan kegiatan lain yang berkaitan, fasilitas penunjang pembelajaran.
c. Program Kerja Kepala Sekolah menjadi acuan bagi penyusunan program kerja tahunan fungsi lainnya.
d. Penyusunan Rencana Pembelajaran oleh guru (Rencana Tahunan/Lesson Plan)

2. Pelaksanaan
a. Kepala sekolah memberikan pengarahan kepada guru mengenai Program Kerja Tahunan dan Rutin
b. Kepala Sekolah memberikan pelatihan dan pendampingan kepada guru
c. Kepala Sekolah melakukan sosialisasi dan kolaborasi dengan orang tua siswa
d. Kepala Sekolah memecahkan masalah operasional yang melibatkan guru, siswa dan orang tua
e. Kepala Sekolah memastikan seluruh program berjalan sesuai rencana dan filosofi sekolah.

3. Pengawasan
a. Kegiatan belajar mengajar dan kegiatan administratif lainnya diawasi secara rutin oleh kepala sekolah
b. Tim independent melakukan pengawasan terhadap kepala sekolah
c. Pengawasan baik oleh kepala sekolah maupun oleh tim independen meliputi observasi langsung terhadap kegiatan belajar mengajar di kelas dan review program kerja.
d. Adanya suatu sistem penilaian kinerja kepala sekolah, guru dan tim akademis lainnya yang berbasis kompetensi
e. Kepala Sekolah secara berkala menyusun laporan analisa kualitas yang ditujukan kepada direktur sekolah

6. Penjaminan Mutu Pembiayaan
a. Sumber dana diperoleh dari dana investasi pemilik dan pembayaran uang sekolah siswa untuk jenis sekolah swasta; serta dapat bervariasi dari sumber lainnya,pemerintah dan masyarakat untuk jenis sekolah negeri
b. Pengalokasian dana dikategorikan ke dalam : Pengeluaran operasional rutin dan non rutin, pengeluaran investasi untuk pengembangan sekolah.
c. Pengelolaan keuangan dilakukan secara profesional: transparan, efisien, akuntabel dengan diperiksa oleh akuntan publik

7. Penjaminan Mutu Penilaian

1. Tujuan utama penilaian untuk memantau perkembangan hasil belajar siswa secara individu dan berkesinambungan bukan untuk mengkategorikan siswa sehingga tidak membandingkan prestasi antar siswa.

2. Penilaian dilakukan dengan menggunakan prinsip Pedoman Acuan Kriteria (PAK) dengan memperhatikan aspek: otentik yang artinya penilaian relevan sesuai dengan potensi masing-masing siswa dan relevan dengan dunia nyata. Keseimbangan dengan memperhatikan produk, proses dan progres.

3. Penilaian dilakukan sesuai dengan kriteria belajar yaitu kriteria produk, kriteria proses dan kriteria progress. Kriteria produk berfokus pada apa yang siswa tahu dan bisa lakukan pada saat tertentu. Kriteria proses berfokus pada bagaimana siswa mencapai perfomansi bukan pada hasil akhir. Kriteria progres berfokus pada tingkat pencapaian kinerja siswa yang dilihat melalui portofolio.

4. Penilaian dilakukan dengan mengacu pada tujuan pembelajaran bukan dengan prestasi siswa lainnya.

5. Penilaian dilakukan secara berkesinambungan dengan menggunakan berbagai teknik dan instrumen seperti rubrik, observasi harian, performance task dan tes tertulis (paper and pencil)

6. Pembelajaran didasarkan atas pencapaian ketuntasan belajar siswa (mastery learning) maka laporan yang dikeluarkan sekolah dapat berupa: Laporan Narasi,Laporan Perkembangan Siswa per individu yang diterima secara internasional.

Sumber: Sutrisno

Indonesian Physics Teacher Association

Himpunan Guru Fisika Indonesia

PUSTAKA FISIKA (PF)

PUSTAKA FISIKA (PF)

1. Sebuah Visi Pengumpulan 100.000 Buah Buku yang terkait dg Fisika

2. Pengumpulan Data-Data Kefisikaan sebesar 1 Terra byte

Tempat Pengumpulan dan Pendataan Buku-buku fisika via Internet

1. Electricity and Magnetism(Download Buku)
2. The Modern Revolution in Physics(Download Buku)
3. Conceptual Physics(Download Buku)
4. Physics for Engineers and Scientists (Schaum Series)(Download Buku)
5. University Physics(Download Buku)
6. Vibrations and Waves(Download Buku)

Sumber:
FISIKA FOREVERMORE
Media Saling Berbagi Ilmu dan Informasi

PUSTAKA FISIKA (PF)

PUSTAKA FISIKA (PF)

1. Sebuah Visi Pengumpulan 100.000 Buah Buku yang terkait dg Fisika

2. Pengumpulan Data-Data Kefisikaan sebesar 1 Terra byte

Tempat Pengumpulan dan Pendataan Buku-buku fisika via Internet

Electricity and MagnetismBuku ini terdiri dari 150 halaman yang terbagi dalam 3 bab. Buku Electricity and Magnetism merupakan buku Fisika Dasar yang membahas konsep dasar listrik, konsep dasar magnet, aplikasi listrik magnet pada bidang komputer. Buku ini sangat bagus karena fullcolor dan disajikan dalam bentuk yang menarik dan disertai contoh-contoh yang mudah dipahami. (Download Buku)

Waves, Sound and Light

Buku ini terdiri dari 186 halaman yang terbagi dalam 4 bab. Buku Waves, Sound and Light merupakan buku Fisika Dasar yang membahas gelombang dan sifat-sifatnya, konsep bunyi dan contohnya pada alat musik, konsep gelombang elektromagnetik, konsep cahaya, dan sifat penjalaran cahaya pada beberapa alat optik seperti lensa dan cermin. Buku ini sangat bagus karena fullcolor dan disajikan dalam bentuk yang menarik dan disertai contoh-contoh yang mudah dipahami. (Download Buku)

Physics Concepts and Connections (book 2)

Buku ini terdiri dari 816 halaman yang terbagi dalam 5 bab. Buku Physics Concepts and Connections (book 2) merupakan buku Fisika Dasar yang membahas gaya dan gerak, energi dan momentum, Energi listrik; gravitasi; dan magnet, konsep dasar gelombang dan cahaya, dan Bahan serta interaksinya dengan energi. Buku ini sangat bagus karena fullcolor dan disajikan dalam bentuk yang menarik dan disertai contoh-contoh yang mudah dipahami. (Download Buku)

Physics With Answers

Buku ini terdiri dari 254 halaman. Terdiri dari 500 latihan soal dan jawabannya. Materi yang dibahas terdiri dari mekanika, listrik, magnet, gelombang, cahaya, termodinamika, dan relativitas. Sangat cocok untuk melatih kemampuan menyelesaikan berbagai kasus fisika. (Download Buku)

A Guide to Physics Problems (Part 2)

Buku ini terdiri dari 374 halaman. Materi yang dibahas terdiri dari Termodinamika, Fisika Statistik, dan Mekanika Kuantum. Buku ini bagus sebagai dasar untuk mata kuliah menengah dan lanjut di jurusan fisika.(Download Buku)

Physics Concepts and Connections (book 1)

Buku ini terdiri dari 720 halaman. Buku Physics Concepts and Connections (book 1) merupakan buku Fisika Dasar yang membahas gaya dan gerak, energi dan momentum, Energi listrik; gravitasi; dan magnet, konsep dasar gelombang dan cahaya, dan Bahan serta interaksinya dengan energi. Buku ini sangat bagus karena fullcolor dan disajikan dalam bentuk yang menarik dan disertai contoh-contoh yang mudah dipahami.(Download Buku)

Physics Principles and Problems

Buku ini terdiri dari 958 halaman yang terbagi dalam lima bab. Buku ini mencakup bahasan mekanika gerak, energi dan momentum, listrik magnet, konsep dasar gelombang dan cahaya, termodinamika, dan fisika modern. Buku ini merupakan buku fisika dasar terbagus yang saya dapat, disajikan secara fullcolor disertai contoh-contoh soal yang mudah dipahami.(Download Buku)

Sumber:
FISIKA FOREVERMORE
Media Saling Berbagi Ilmu dan Informasi

Fisika Energi

Renewable technologies

There are many forms and types of renewables technology; most are now established and with rapidly increasing rates of commercial implementation, often at 30 to 40% growth per year. However, even at these rates, it will be 10 to 20 years before renewables become dominant supplies.

Renewables are classified by immediate source, and then by technology and purpose. The energy is used for heat, machines, electricity generation and transport. The variability of most renewables requires integration and storage, including amalgamation using electricity and heat grids.

The following is an approximate guide for use in the UK, with examples orientated to meaningful household use, either on site or via the purchase of electricity from a ‘Green Electricity’ Supplier.

Benefit in the UK is indicated by the number of
This is only general guidance however, since each place has a distinctive environment and opportunities, e.g. with a suitable stream, hydroelectricity can be the best choice, but few places have this.)

Solar heating

Sunshine for heat (a) absorbed directly e.g. passive solar buildings at zero to 10% extra cost of new-build, and opportunistically for building conversions and extensions; saving 50% of conventional heating, (b) transmitted to use e.g. active solar water heaters using ‘solar thermal panels’ at about £2,000 per house, so reducing conventional water heating by 50% in the UK.

So: consider adding a solar water heater to the cost of your home; let sunshine enter your otherwise insulated house.

Solar electricity

Sunshine generating electricity (a) immediately e.g. photovoltaic solar modules or panels that interconnect with the grid or use battery storage, at £15,000 per house for 50% annual electricity, (b) by machines using heat from ‘solar thermal’ devices e.g. concentrating mirrors raising steam, but not sensible in the UK with cloudy skies.

So: plush buildings can be faced with designer solar panels.

Wind power

This is electricity from wind turbines. The industry is growing rapidly at 30 to 40% per year; each year world-wide there is more new wind power than nuclear or traditional coal power. Wind-electricity costs are less than from nuclear, oil or coal, and about equal to gas, even without considering the abatement benefits of CO2 and other pollution. Controversial impacts are mostly visual and sometimes noise. Most machines are large, perhaps to 100 m in diameter and commercially grid-connected. Siting is both on land and offshore at sea. Small machines, diameter 1 to 10 m, may be used for autonomous electricity supply with batteries, perhaps integrated with other renewables. Capital costs are about £700/kW for large machines, and more for small machines.

So: make a conscious decision about the electricity you buy.

Biomass

This is the generic name for dead and harvested biological matter and its products. There are many opportunities, often complex, for both energy and fertilising nutrients. The use of otherwise waste material, e.g. sewage, gives a cost advantage. Since humans always produce waste, such energy supplies may be considered ‘renewable’. However care is needed to optimise systems and prevent inadvertent pollution. Specific examples are below.

Fire wood

There is a surprising surplus of fallen, waste and scrap wood that can be used dry for domestic, commercial and industrial heating. Purpose-designed stoves and boilers are essential for serious use. Fuel wood and waste is unlikely to be sufficiently ‘smokeless’ in towns and cities. In the country, up to 100% of water and building heat can be supplied, but the supporting effort is significant.

So: if permitted, collect and use firewood efficiently.

Urban waste

On average, at least 5% of a towns energy supply can come from the combustion of local organic wastes, e.g. from ‘rubbish’ collection, industry and agriculture. District heating, combined heat and power, energy efficient buildings and environmental taxes enable such strategies to be successful (as in Denmark and Sweden). However, (i) every opportunity should be taken to recycle actual parts and materials before resorting to combustion, (ii) high quality combustion is needed to minimise pollution.

So: vote for councillors who promote recycling and high-tech use of wastes.

Landfill gas

Purpose built rubbish-pits produce a combustible mix of methane and other gases that may fuel electricity generation at megawatt scale and/or provide commercial process heat. Sewage gas is similar. Likewise Biogas can be collected from animal manure. All such processes support the proper control and treatment of otherwise unhealthy wastes.

So: persuade your sewage company to recover the gas.

Energy crops

Plants may be harvested commercially, dried and then burnt for heat. The heat is used immediately or to generate electricity, hopefully combined with the use of the rejected heat. Partial combustion, in a gasifier, produces a combustible gas to be used as a convenient fuel. High quality equipment minimises smoke emission and ensures optimum combustion. Crop oils, e.g. rape seed, are a basis for transport biofuels at national scale.

So: realise that agriculture provides more than food.

Hydro

Falling water turns a turbine for electricity generation. (a) Large systems have stored water behind dams that inundates valleys, e.g. for 10% of Scotland’s electricity; (b) ‘Run of the river’ systems without storage have less impact, but are small and less continuous, e.g. electricity generation at some old mill sites.

So: balance human impact and conservation.

Wave power

This is electricity from sea waves. The energy travels in large, long-wavelength, Atlantic sea-waves averages about 50 kW/m, and then reduces as the waves become less extreme near to shore. After many years of ongoing research, commercial devices are now operating into the grid and being built in Scotland. Early machines are relatively small (about 150 kW peak electricity), but this capacity will increase with experience.

So: vote for parliamentary candidates favouring research and development of new renewable energy sources.

Geothermal

This is heat from the earth. Hot aquifers, as in Southampton and Paris, may be tapped for district heating, and some for powering turbines for electricity production, as in areas of Italy, New Zealand and California. In principle, but not yet in practice, heat can be extracted from large volumes of granite.

Tidal range

This is hydroelectricity from the rise and fall of tidal height, as water flows through a tidal barrier. About 15% of UK electricity could come from the tidal range power of the Severn Estuary, and lesser amounts from other estuaries with such enhanced tidal range. However the consequent reduction of mud flats, without compensation, would harm wading and migratory birds. Co-operative benefits can be a road across the barrier, flood prevention, enhanced fisheries and leisure facilities.

Tidal flow currents

This is similar to low-head hydro, but commercially not proven. Medium and small scale developments with low impact.

Discussion: What forms of renewable energy could we implement (I) at home, (ii) at work, (iii) in your locality?