Cetakan Pertama - Universiti Sains Malaysia

Cetakan Pertama

Julai 2001

Hak cipta

Pusat Pendidikan Dan Latihan Bagi Tenaga

Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga (CETREE)

Hak cipta terpelihara. Tidak dibenarkan mengeluar ulang mana-mana

bahagian artikel, ilustrasi, dan isi kandungan buku ini dalam apa juga

bentuk dan dengan cara apa jua sama ada secara fotokopi, elektronik,

rakaman, mekanik, atau cara lain sebelum mendapat izin bertulis daripada

penerbit.

Perpustakaan Negara Malaysia Data Mengkatalog-dalam-Penerbitan

Buku Sumber Guru Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga

Kamarulazizi Ibrahim, Fauziah Sulaiman

Ahmad Nurulazam Md. Zain, Abdul Malik Abdul Shukor

ISBN 983-9501-10-0

Dicetak Oleh :

Dayagraph Printing & Advertising

PPRRAAKKAATTAA

Siri buku Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga ini disediakan dan ditulis khas untuk kegunaan para guru sains Tingkatan 1 hingga Tingkatan 5 sejajar dengan semakan semula Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah (KBSM). Siri buku ini yang berjudul seperti di bawah, terdiri daripada empat jilid yang disediakan untuk mencetuskan idea serta memenuhi minat guru dan pelajar dalam topik-topik tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga yang banyak diperkatakan sekarang ini: Buku Sumber Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Buku Panduan Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Buku Aktiviti Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Koleksi Projek Ko-kurikulum Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Struktur dan kandungan siri buku teks ini disusun mengikut sukatan yang ditetapkan oleh Kementerian Pendidikan Malaysia. Tujuan buku-buku ini diterbitkan adalah untuk membekalkan terutamanya para guru dengan pengetahuan komprehensif, panduan mengajar dan idea-idea untuk menjalankan eksperimen serta aktiviti ko-kurikulum yang melibatkan topik-topik tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Hal ini membolehkan para pelajar dapat mengembangkan daya pemikiran saintifik serta memupuk nilai-nilai murni yang melibatkan kehidupan seharian dan alam sekitar. Dalam Rancangan Malaysia Kelapan banyak usahasama dirancang untuk memastikan pembangunan sumber tenaga yang mampan termasuk tenaga diperbaharui untuk memenuhi keperluan tenaga dalam pembangunan ekonomi negara. Penggunaan tenaga diperbaharui sebagai bahan api kelima negara akan diperluaskan dalam tempoh rancangan ini dilaksanakan. Usaha akan dipergiatkan untuk memastikan kecukupan, kualiti dan jaminan bekalan tenaga serta menggalakkan lebih banyak penggunaan sumber gas dan tenaga diperbaharui dan seterusnya, membekalkan kapasiti penjanaan elektrik yang mencukupi. Buku Sumber Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga mengandungi tujuh bab yang membincangkan topik-topik Tinjauan terhadap Tenaga dan Kecekapan Tenaga; Terma Suria; Fotovolta; Biojisim; Tenaga-tenaga Diperbaharui Lain (Hidro, Geoterma, Ombak dan Angin); Kecekapan Tenaga; dan Bahan dan Maklumat tentang Tenaga dalam Pendidikan. Topik-topik yang dibincangkan menerangkan aspek-aspek sumber tenaga serta gambarajah yang mudah difahami berkaitan dengan kehidupan seharian. Buku Panduan Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga mengandungi lapan bab yang melibatkan perbincangan topik-topik berkaitan dengan tenaga diperbaharui dan yang tidak boleh diperbaharui, kesan penggunaan tenaga kepada persekitaran, amalan-amalan penggunaan

tenaga yang cekap, dan penggunaan tenaga nuklear dan kesannya. Buku ini yang mengandungi Sains Teras dalam tingkatan 1, 3 dan 5; Sains Tambahan dalam tingkatan 4; Kimia dalam tingkatan 4 dan 5; Kajihayat dalam tingkatan 4 dan Fizik dalam tingkatan 5 boleh digunakan sebagai panduan bagi para guru. Setiap topik dimulakan dengan Gambaran Keseluruhan Topik yang dibincangkan dengan jelas. Objektif Pengajaran, Konsep Utama, Aktiviti dan Prosedur Aktiviti Pelajar, dan Implikasi Sosial juga disertakan dalam setiap topik supaya dapat memudahkan guru untuk memulakan aktiviti di dalam kelas dan membuat rancangan pengajaran yang dapat merangsangkan minat pelajar terhadap tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Buku Aktiviti Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga berserta kit-kit demostrasi mengandungi empat topik termasuk Terma Suria, Fotovolta, Biojisim dan Kecekapan Tenaga yang disediakan sebagai satu pakej untuk menerangkan konsep tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga dengan lebih berkesan. Setiap topik mengandungi sekurang-kurangnya sepuluh eksperimen yang boleh dilakukan secara berasingan dengan prosedur-prosedur lengkap beserta panduan penyelesaian dan ia sejajar dengan maklumat yang disediakan dalam Buku Sumber Guru. Koleksi Projek Kokurikulum Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga yang juga melibatkan empat topik yang sama iaitu Terma Suria, Fotovolta, Biojisim dan Kecekapan Tenaga serta satu topik mengenai aktiviti lain telah disediakan sebagai pencetus idea bagi aktiviti kokurikulum yang boleh dijalankan di sekolah-sekolah. Perancangan aktiviti dilengkapi dengan butir-butir tempoh masa dan perbelanjaan yang diperlukan. Penglibatan ramai pelajar dapat menyemarakkan kesedaran dalam tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Diharapkan siri buku ini dapat membantu para guru dan pelajar secara tidak langsung, dalam memahami aspek-aspek tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Dalam usaha mempromosikan penggunaan teknologi tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga, pastinya ia dapat menjanjikan pembangunan masa hadapan yang lebih terjamin untuk kehidupan manusia keseluruhannya. Akhir sekali, dipanjatkan kesyukuran he hadrat Allah S.W.T. yang dengan izin Nya jua, usaha-usaha ini terhasil. Kamarulazizi Ibrahim Fauziah Sulaiman Ahmad Nurulazam Md. Zain Abdul Malik Abdul Shukor CETREE Pusat Pendidikan dan Latihan Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Universiti Sains Malaysia Julai 2001

PPEENNGGHHAARRGGAAAANN Kami mengucapkan terima kasih kepada Kementerian Tenaga, Komunikasi dan Multimedia Malaysia; Kementerian Pendidikan Malaysia, Universiti Sains Malaysia dan Kerajaan Denmark melalui DANCED (Danish Cooperation for Environment and Development) kerana telah banyak memberi sokongan dalam menjayakan penulisan buku ini yang boleh membantu pemahaman tentang tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga diperingkat sekolah menengah. Kami juga mengucapkan setinggi-tinggi penghargaan kepada semua yang disenaraikan di bawah ini kerana telah memberi banyak idea, pendapat, sokongan padu dan dorongan dalam menjayakan usaha murni ini:

Dr. Sharifah Maimunah bt. Syed Zin, Pengarah Pusat Perkembangan Kurikulum; Encik Rusli b. Rashikin, Pengarah Jabatan Pendidikan Negeri Selangor; Encik Rosli b. Suleiman, Pegawai Pendidikan Pusat Perkembangan Kurikulum; Encik Morten Sondergaard, Ketua Penasihat Teknikal CETREE; Encik Akram b. Hj. Mohamad, Encik Jesper Vauvert, Puan Siti Ajar bt. Hj. Ikhsan, Encik Suandi b. Md. Kamari, Encik Abd. Rahman b. Khalid, Encik Abd. Razak b. Ismail, Cik Siti Rozlina bt. Mohamed Ali, dan Encik Kamal Ariffin b. Baharuddin.

KKAANNDDUUNNGGAANN

PRAKATA

PENGHARGAAN

1. TENAGA, TENAGA DIPERBAHARUI, KECEKAPAN

TENAGA, BAHANAPI FOSIL DAN NUKLEAR –

SATU PANDANGAN KESELURUHAN

1.1 Pendahaluan 1.2 Isu Tenaga Fosil 1.3 Tenaga Diperbaharui 1.4 Tenaga Nuklear 1.5 Kecekapan Tenaga 1.6 Rujukan

2. TERMA SURIA

2.1 Pendahaluan 2.2 Jejak Matahari 2.3 Sinaran Suria 2.4 Pemindahan Haba 2.5 Pengumpul Suria Plat Datar 2.6 Aplikasi Pengumpul Suria 2.7 Rujukan

3. FOTOVOLTA

3.1 Pendahaluan 3.2 Teori 3.3 Sistem Bekalan Elektrik Suria 3.4 Eksperimen 3.5 Kesimpulan 3.6 Rujukan

4. BIOJISIM

4.1 Pendahaluan 4.2 Apakah Biojisim? 4.3 Apakah Asal-Usul Biojisim? 4.4 Mengkaji Pembakaran Bahanapi Biojisim 4.5 Mengkaji Kandungan Biojisim

4.6 Mengkaji Nilai Haba Biojisim 4.7 Pengkarbonan Kayu 4.8 Kegunaan Arang Di Malaysia 4.9 Proses-Proses Mendapatkan Tenaga Dari Biojisim

5. SUMBER-SUMBER TENAGA DIPERBAHARUI

LAIN

5.1 Tenaga Angin 5.2 Tenaga Geotermal 5.3 Tenaga Hidro 5.4 Tenaga Gelombang Laut

6. KECEKAPAN TENAGA

6.1 Pendahaluan 6.2 Sejarah 6.3 Pencemaran Alam Sekitar 6.4 Tenaga Elektrik 6.5 Bangunan Cekap Tenaga 6.6 Teknologi Kecekapan Tenaga Masa Depan 6.7 Rumusan 6.8 Rujukan

7. SUMBER MAKLUMAT TENAGA DIPERBAHARUI

DAN KECEKAPAN TENAGA DALAM PENDIDIKAN

7.1 Pendahuluan 7.2 Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga 7.3 Kecekapan Tenaga 7.4 Biojisim 7.5 Tenaga Terma Suria 7.6 Tenaga Angin 7.7 Fotovolta 7.8 Halaman Web 7.9 Alamat Penerbit Dan Agensi

BIODATA RINGKAS PENGARANG

Tenaga, Tenaga Diperbaharui, Kecekapan Tenaga, Bahanapi Fosil Dan Nuklear – Satu Pandangan Keseluruhan

(CETREE – Buku Sumber Guru) 1

1. Tenaga, Tenaga Diperbaharui, Kecekapan Tenaga, Bahan Api Fosil Dan Nuklear – Satu Pandangan Keseluruhan

Mohd. Yusof Hj. Othman

1.1 Pendahuluan

Bayangkan perkara yang akan berlaku

sekiranya bekalan elektrik terputus atau bekalan

gas, diesel dan petrol tidak ada. Kita mungkin

tidak dapat ke tempat kerja kerana tiada

kenderaan yang dapat bergerak. Suri rumah

mungkin tidak dapat memasak makanan untuk

hidangan keluarga. Lalu lintas di jalan raya

mungkin kucar-kacir kerana lampu isyarat tidak

berfungsi. Gelap menyelubungi malam kerana

ketiadaan lampu. Pekerja di bangunan tinggi

terpaksa berjalan kaki yang mengambil masa

yang lama untuk ke bilik pejabat. Entah seribu

macam lagi peristiwa yang dapat kita sebutkan

yang dapat menggamatkan dunia ini sekiranya

kita kekurangan atau ketiadaan bekalan tenaga.

Pergerakan merupakan perkara yang amat asas

dalam kehidupan manusia dan juga makhluk

hidup yang lain. Manusia perlu bergerak kerana

mencari makanan, dan mereka juga perlu

bergerak kerana ingin melakukan segala

kegiatan harian mereka. Tanpa gerakan tidak

mungkin adanya aktiviti. Tanpa aktiviti tidak

mungkin terlaksana pembangunan.

Objek tidak mungkin dapat digerakkan

sekiranya kita tidak melakukan kerja. Kerja

tidak mungkin dapat dilakukan sekiranya kita

tidak bertenaga. Lebih bertenaga seseorang itu

lebih banyaklah kerja dapat dilakukan. Dengan

demikian seseorang akan berusaha untuk

mendapatkan tenaga sebanyak mungkin agar

dapat melakukan kerja yang banyak.

Pada peringkat awal manusia berusaha

mendapatkan tenaga melalui tenaga yang

tersimpan dalam makanan. Dengan memakan

makanan yang berkhasiat dan bertenaga

seseorang itu banyak mempunyai tenaga yang

tersimpan di dalam otot di badannya. Sekiranya

kerja yang perlu dilakukan terlalu banyak, maka

manusia menggunakan binatang yang lebih

bertenaga dan gagah untuk melakukannya.

Dalam sejarah hidup manusia kuda, unta, gajah,

lembu dan kerbau merupakan binatang

tunggangan utama yang digunakan untuk

membantu manusia melakukan kerja.

Apabila ilmu sains dan teknologi berkembang,

manusia berusaha pula menggantikan tenaga

yang diperoleh melalui makanan yang

membesarkan ototnya dengan menggunakan

stim yang diperoleh dengan memanaskan air.

Tenaga haba yang dimiliki oleh stim ini

kemudiannya digunakan untuk menggerakkan

omboh yang akhirnya dapat menggerakan

sesuatu objek. Teknologi penukaran tenaga

daripada haba yang dikandungi oleh stim

kepada tenaga yang boleh menggerakkan objek

kemudiannya berkembang dengan penggunaan

arang batu, minyak petrolium dan gas secara

meluas.

Dalam usaha untuk memenuhi tuntutan

pembangunan, perubahan dan revolusi

teknologi secara besar-besaran dilakukan dalam

bidang tenaga. Sawah padi yang dulunya

menggunakan tenaga kerbau untuk proses

membajak, kini telah digantikan dengan jentera

bermotor. Kenderaan yang menggunakan lembu

bertukar kepada kereta, lori dan motorsikal

yang dapat melakukan kerja yang banyak dalam

masa yang singkat, dan menggerakkan barang-

barang dalam jarak yang jauh.

Revolusi tenaga mencapai kemuncaknya

apabila tenaga boleh dialirkan dalam bentuk

tenaga elektrik. Rumah, pejabat, kilang dan

bangunan yang besar menjadi terang benderang

dengan penggunaan tenaga elektrik. Di rumah

kediaman, tenaga elektrik digunakan di dapur,

mesin basuh, peti sejuk, dan peralatan dapur

yang lain di samping kipas angin dan juga

sistem penyaman udara. Di pejabat, tenaga

elektrik digunakan untuk lampu dan juga

peralatan pejabat seperti mesin fotokopi,

komputer, telefon, mesin taip, lif dan

sebagainya. Begitu juga di kilang. Hampir

sebahagian besar sumber tenaga hari ini

menggunakan tenaga elektrik. Bayangkan kalau

bekalan elektrik hanya terputus dalam masa 30

minit, macam-macam boleh berlaku; lalu lintas

di jalan raya mungkin tidak terkawal, urusan

pejabat di bangunan yang tinggi mungkin

tergendala, air di rumah pangsa mungkin



terputus, komuter tidak dapat bergerak yang

menyebabkan penumpang terkandas, dan

pelbagai perkara lain lagi mungkin berlaku.

Apabila aktiviti manusia meningkat, dan tahap

keselesaan manusia juga turut meningkat,

permintaan pada tenaga juga turut meningkat.

Malangnya sumber utama yang membekalkan

tenaga elektrik untuk penduduk dunia ialah

tenaga fosil, yakni tenaga yang tersimpan di

perut bumi daripada bahan hidrokarbon (seperti

arang batu, minyak dan gas) yang

pembakarannya akan menyebabkan

pencemaran alam. Dalam kuantiti yang kecil

pembakaran bahan fosil ini mungkin tidak

memudaratkan, tetapi dalam kuantiti yang

banyak seperti pertambahan bilangan kenderaan

di bandar-bandar besar, pertambahan penjana

kuasa elektrik yang besar dan sebagainya,

penjanaan tenaga bersumberkan tenaga fosil

akan mendatangkan masalah.

Oleh sebab teknologi berkaitan dengan tenaga

fosil digunakan oleh ramai pengguna di serata

dunia, maka sumber ini menjadi komoditi

utama dalam menentukan pembangunan

sesebuah negara. Ia juga menjadi komoditi yang

ingin dikuasai oleh syarikat-syarikat minyak

antarabangsa. Seringkali berlaku apabila

peperangan meletus di negara pengeluar

minyak seperti peperangan di negara-negara di

Timur Tengah, harga minyak akan meningkat

dengan mendadak sekali. Minyak juga

merupakan senjata politik utama untuk

memastikan pengaruh sesebuah negara. Negara

Iraq dan Libya yang merupakan pengeluar

utama minyak, tetapi ia dilarang daripada

berurus niaga dengan negara-negara lain.

Akibatnya, pembangunan di negara-negara

tersebut terjejas walaupun mereka memiliki

sumber tenaga yang banyak.

Ahli sains dan teknologi terus berusaha dan

meneroka bidang-bidang baru untuk

meneruskan pembangunan dan mendatangkan

keselesaan kepada seluruh umat manusia. Oleh

sebab masalah yang timbul dalam penggunaan

sumber tenaga fosil, maka sumber tenaga yang

lebih selamat, menjimatkan, mesra alam dan

mampan perlulah diterokai. Sumber tenaga ini

disebut sebagai sumber tenaga diperbaharu.

1.1.1 Sumber Tenaga Dunia

Sekiranya diamati dengan teliti, dunia hanya

mempunyai empat sumber tenaga; tenaga suria,

tenaga geoterma, tenaga ombak yang

dibebabkan oleh air pasang surut dan tenaga

nuklear (Mohd. Yusof & Kamaruzzaman 2000).

Sumber-sumber yang lain seperti arang batu,

minyak, gas, hidro, angin, biogas biojisim dan

sebagainya ialah hasil atau terbitan daripada

sumber utama ini.

Rajah 1.1 menunjukkan sumber tenaga yang

dibekalkan di dunia ini. Tenaga suria

merupakan sumber tenaga utama di antara

keempat-empat sumber tenaga tersebut yang

membekalkan tenaga kepada semua kehidupan

di bumi ini. Sumber tenaga suria ini dapat

dimanfaatkan dalam tiga bentuk,

▪ Sinaran suria terus yang merupakan

pancaran sinaran matahari yang

menimpa bumi secara terus

dimanfaatkan dalam dua proses;

fotovoltaik dan terma. Secara lazimnya

sinaran suria terus ini digunakan dalam

proses pengeringan. Sinaran suria terus

juga dimanfaatkan dalam proses

pemanasan air. Terkini, sinaran suria

terus digunakan untuk menjana tenaga

elektrik dengan menggunakan bahan

SUMBER TENAGA

Suria Geoterma Ombak

Laut Nuklear

Bahan api

lakuran

Bahan api

leburan

Sinaran

terus

Sinaran

tersimpan

Sinaran

tidak terus

Hidrokarban

tidak boleh

diperbaharui

Hidrokarban

boleh

diperbaharui

Arang

batu Petroleum Gas

asli

Hidro

Angin

Terma

laut

Biogas Biojisim

Fotovoltaik Terma

Sistem air

panas Sistem udara

panas

Rajah 1.1: Sumber tenaga dunia.



yang dinamakan sel suria atau sel

fotovoltaik.

▪ Tenaga suria juga tersimpan dalam

bentuk hidrokarban. Arang batu,

petroleum dan gas asli merupakan

sumber tenaga fosil yang tersimpan

dalam perut bumi dalam bentuk

hidrokarban yang tidak boleh

diperbaharui. Manakala biogas dan

biojisim merupakan sumber tenaga

hidrokarban yang boleh diperbaharui.

▪ Sinaran suria tidak langsung melakukan

proses penyejatan air yang menjadi

sumber utama tenaga hidro, dan

perubahan tekanan yang menyebabkan

berlakunya peredaran angin yang

menjana tenaga angin. Sinaran suria

yang menimpa permukaan laut akan

memanaskan air di permukaan yang

mewujudkan perbezaan sejuk dan

panas di permukaan laut. Proses ini

akan menjana tenaga yang disebut

sebagai tenaga terma laut. Setakat ini

tenaga terma laut bukanlah merupakan

sumber tenaga yang tersohor dan boleh

dimanfaatkan dengan jayanya.

Tenaga geoterma ialah sumber tenaga yang

dihasilkan oleh aktiviti magma di dalam perut

bumi. Sebahagian negara yang mengalami

aktiviti gunung berapi seperti Jepun dan

Indonesia menghasilkan haba yang dikeluarkan

oleh perut bumi. Air panas yang dihasilkan oleh

aktiviti geologi dalam perut bumi dikenali

sebagai tenaga geoterma.

Tenaga ombak laut pula dihasilkan oleh aktiviti

air pasang-surut. Proses air pasang-surut ialah

akibat langsung daripada gerakan bumi berputar

dipaksinya, bulan mengelilingi bumi dan bumi

mengelilingi matahari. Kewujudan daya graviti

antara bumi, bulan dengan matahari

mengakibatkan berlakunya air pasang-surut.

Gerakan air pasang surut boleh dijadikan

sumber tenaga untuk kegunaan manusia.

Setakat ini teknologinya belum lagi mencapai

tahap ekonomi yang memungkinkan sumber ini

diterokai secara meluas.

Tenaga nuklear pula ialah tenaga yang baru

ditemui pada awal abad ke dua puluhan, dan

berpotensi untuk masa hadapan. Malah

sebahagian besar sumber tenaga di Eropah dan

juga di Amerika Syarikat bersumberkan tenaga

nuklear. Tetapi isu utama penggunaan tenaga

nuklear ialah sistem pengendaliannya yang

masih dicurigai seperti kemalangan yang

berlaku di Three Mile Island, Amerika Syarikat,

dan juga di Chernobyll, Russia. Satu lagi isu

yang menjadikan sumber ini tidak tersohor

adalah kerana kesan politik antarabangsa yang

boleh menjejaskan pembangunan sesebuah

negara terutamanya negara membangun.

1.2 Isu Tenaga Fosil

Tenaga yang bersumberkan fosil (minyak, gas

dan arang batu) digunakan secara meluas pada

hari ini. Namun penggunaan sumber tenaga ini

begitu dikhuatiri oleh dunia kerana,

▪ Ia merupakan bahan galian yang

pastinya akan pupus suatu masa nanti

kerana bumi tidak mungkin

menjanjikan bekalan sumber yang

berkekalan.

▪ Permintaan pada tenaga bertambah

sepanjang masa kerana pembangunan

yang berterusan. Apatah lagi negara

membangun yang berusaha

bersungguh-sungguh untuk

membangunkan negara mereka dalam

acuannya sendiri selepas dijajah oleh

kuasa-kuasa luar.

▪ Penggunaan tenaga fosil juga

menyumbangkan kepada kesan negatif

pada alam sekitar. Hujan asid boleh

merencatkan pertumbuhan tumbuhan-

tumbuhan dan binatang. Hujan asid

juga memberikan sumbangan pada

kakisan batuan yang menjadi

komponen utama dalam bangunan. Gas

hijau seperti COx, NOx dan SOx

memberikan kesan langsung kepada

kesihatan manusia. Pembakaran bahan

fosil juga menghasilkan kesan rumah

hijau yang boleh memanaskan suhu

bumi. Kesan rumah hijau ialah akibat

haba yang terperangkap sebagai akibat

wujudnya gas NOx yang berada di

atmosfera. Akibatnya glasier yang

berada di Kutub Utara dan Kutub

Selatan menjadi cair dan meningkatkan

paras laut Dianggarkan kenaikan suhu

sebanyak 1oC akan menyebabkan

kenaikan aras laut sebanyak 30 cm.



Keadaan ini akan menyebabkan

kawasan rendah di sekitar pantai yang

merupakan penduduk teramai dunia

yang menghuninya akan mengalami

banjir.

▪ Sumber tenaga fosil juga merupakan

sumber tenaga yang dimonopoli oleh

syarikat-syarikat minyak terbesar milik

negara-negara maju di dunia. Keadaan

ini mengakibatkan negara lain terpaksa

tunduk pada polisi dan dasar yang

dipangaruhi oleh negara-negara dan

syarikat-syarikat besar tersebut, yang

pastinya tidak memberikan keutamaan

kepada negara-negara membangun.

▪ Sumber tenaga fosil ialah komoditi

utama dunia yang sumbernya perlu

diimport. Akibatnya harga pasaran

komoditi ini akan mempengaruhi

ekonomi sesebuah negara. Hingga hari

inipun harga minyak di pasaran

antarabangsa akan menentukan

kestabilan sesebuah negara.

▪ Oleh sebab teknologi tenaga fosil

mendominasi sebahagian besar

pembangunan negara, maka pergolakan

politik di negara-negara pengeluar

minyak akan menjejaskan

pembangunan negara lain. Negara-

negara Arab dan Afrika Utara yang lain

merupakan pengeluar utama minyak

dunia. Oleh sebab itulah pergolakan

politik di sana menjadi perhatian semua

negara-negara di dunia.

Berdasarkan kenyataan di atas, ternyata untuk

mengharapkan pembangunan negara pada masa

hadapan dijanakan oleh sumber tenaga fosil

semata-mata amat mencurigakan. Sumber

tenaga yang lebih mapan, selamat dan tidak

dipengaruhi pergolakan politik antara bangsa

perlu diusahakan. Sumber tenaga tersebut ialah

tenaga diperbaharu.

1.3 Tenaga Diperbaharui

Sekiranya diamati carta dalam Rajah 1 di atas,

ternyata dunia mempunyai banyak lagi sumber

tenaga yang boleh diterokai. Ini termasuklah

tenaga suria, biojisim, biogas, hidro, angin,

terma laut, geoterma, ombak laut dan tenaga

nuklear. Tidak semua sumber tenaga

diperbaharui ini boleh dimaju dan

dikembangkan. Di Malaysia sumber tenaga

diperbaharui yang dirasakan penting dan boleh

dimajukan dengan jayanya adalah tenaga suria,

biojisim, biogas, hidro, dan angin.

Disamping sumber tenaga diperbaharui yang

dinyatakan di atas, kecekapan tenaga juga amat

penting dan boleh dianggap sebagai salah satu

sumber tenaga untuk masa hadapan. Walaupun

ianya bukanlah sumber tenaga tetapi

penggunaan sistem dan proses pengendalian

tenaga dengan cekap boleh menyelamatkan

penggunaan tenaga tanpa terbazir.

Malaysia mempunyai beberapa sumber tenaga

diperbaharui yang mempunyai potensi yang

besar untuk diterokai. Sumber-sumber tersebut

adalah,

1.3.1 Tenaga Suria

Tenaga suria ialah sumber tenaga utama dunia.

Dianggarkan bumi menerima sekitar 170 trilion

kW tenaga suria. 30% daripada amoun ini

dipantulkan semula oleh bumi ke atmosfera,

47% ditukarkan kepada haba bersuhu rendah

dan memanaskan ruang sekitar bumi, dan 23%

lagi terlibat dalam proses kitaran pemeruwapan

air biosfera. Hanya sebahagian kecil (kurang

daripada 0.5%) digunakan sebagai tenaga

kinetik untuk menggerakkan angin dan juga

menghasilkan tenaga ombak di laut (bukan

tenaga air pasang-surut).

Malaysia terletak berdekatan dengan khatul-

istiwa, dan hampir lapan puluh peratus di

kelilingi laut. Dengan demikian ia menerima

sinaran suria yang tinggi dibandingkan dengan

negara-negara yang jauh daripada khatulistiwa.

Dianggarkan bumi Malaysia menerima sinaran

suria sekitar 500-700 Wm-2 dengan purata

sinaran suria ialah 6.2 jam per hari (Azni Zain-

Ahmed 2000). Kedudukannya yang di kelilingi

oleh laut dan beriklim tropika menyebabkan

bentuk awan tertabur tidak menentu. Kajian

yang dilakukan oleh Kumpulan Penyelidik

Tenaga Suria, Universiti Kebangsaan Malaysia

mendapati corak sinaran suria di Malaysia

dapat dibahagikan kepada lima bentuk; hari

cerah sepanjang hari (16%), hari dengan hujan

sepanjang hari (14%), hari berawan dengan

bentuk sinaran suria yang tidak menentu (50%),

hari dengan hujan sebelah petang (17%) dan

hari dengan sinaran suria melebih pemalar suria



(3%) (Mohd. Yusof Hj. Othman drk. 1993).

Pemalar suria ialah sinaran suria yang menimpa

bumi tanpa sebarang halangan yang

dianggarkan bernilai 1352 Wm-2 (Wieder

1996).

Secara umumnya tenaga suria digunakan dalam

dua bentuk; sistem terma yang menukarkan

sinaran suria pada tenaga haba, dan sistem

fotovoltaik yang menukarkan tenaga suria

kepada tenaga elektrik. Dalam sistem terma

tumpuan diberikan untuk memanaskan air bagi

rumah kediaman dan industri, mendapatkan

udara panas untuk proses pengeringan dan juga

pemanasan ruang dan industri, dan proses

penyulingan air untuk mendapatkan air

minumam daripada air laut atau proses

pembersihan air melalui sejatan. Manakala

sistem fotovoltaik digunakan untuk

membekalkan tenaga elektrik pada sistem

terpencil yang jauh daripada grid (pendawaian

awam) seperti sistem pam air suria, lampu

jalan, lampu penanda jalan dan trafik, pemancar

radio dan sebagainya.

▪ Sistem air panas suria

Rajah grafik sistem air panas suria

ditunjukkan dalam Rajah 1.2, manakala

Rajah 1.3 menunjukkan gambar foto

sistem berkenaan yang lazimnya

digunakan oleh industri. Komponen

utama sistem ini ialah pengumpul suria,

tangki untuk menyimpan air panas dan

saluran untuk menyalurkan air.

Rajah 1.2: Rajah grafik sistem air panas suria.

Pengumpul suria terdiri daripada plat

hitam yang dapat menyerap tenaga

suria dan menukarnya kepada haba

supaya haba tidak terlepas keluar,

pengumpul ini ditutup dengan plat kaca

atau plat bahan lutsinar yang lainnya.

Haba ini kemudiannya dipindahkan

pada air yang mengalir melalui tiub

yang mengalir melalui plat pengumpul

ke bahagian atas tangki air panas. Air

akan masuk semula ke pengumpul suria

melalui bahagian bawah tangki air yang

kemudiannya bergerak ke bahagian

bawah pengumpul suria. Tangki air

perlu ditebat dengan baik supaya haba

tidak hilang ke sekitaran sewaktu air

dipanaskan.

Untuk menggerakkan air dalam sistem

air panas suria ini dua kaedah

digunakan; pertama dengan

menggunakan pam. Sistem ini

dinamakan sistem suria aktif. Kedua

melalui proses termosifon, yakni air

bergerak dari padabahagian panas

kepada bahagian sejuk sebagai akibat

daripada perbezaan ketumpatan.

Akibatnya proses kitaran air berlaku

secara sendiri tanpa menggunakan

sebarang tenaga dari luar. Sistem kedua

ini dinamakan sistem suria pasif.

Kemampuan sistem ini memindahkan

tenaga suria pada tenaga haba

bergantung pada struktur dan binaan

pengumpul. Untuk meningkatkan

kecekapan pengumpul suria, tiub

vakum digunakan. Rajah 1.4

menunjukkan gambarfoto sistem air

panas suria dengan pengumpul tiub

vakum. Dalam pengumpul ini cecair

digunakan untuk memindahkan haba

yang diperoleh daripada sinaran kepada

air. Oleh sebab plat pengumpul berada

di dalam tiub vakum, kehilangan haba

ke sekitaran amatlah kecil, yang

Rajah 1.3: Gambar foto sistem air panas suria

di industri.



akhirnya menyebabkan hampir

keseluruhan tenaga suria dipindahkan

ke air.

▪ Sistem Pengeringan Suria

Pada dasarnya fungsi utama sistem ini

adalah untuk menghasilkan udara

panas. Konsep operasinya hampir sama

dengan sistem air panas suria, medium

yang dipanaskan ialah udara. Oleh

sebab udara mempunyai ketumpatan

yang lebih kecil daripada air, maka

kemampuan memindahkan haba

daripada plat pengumpul ke udara

adalah lebih kecil.

Sebagaimana sistem air panas suria,

sistem pengeringan suria terdiri

daripada tiga komponen asas;

pengumpul suria, kebuk pengeringan

untuk mengeringkan bahan, dan saluran

untuk mengalirkan udara panas dari

pengumpul ke kebuk pengeringan.

Seperti juga sistem air panas suria,

sistem pengeringan suria yang terdapat

di pasaran ada yang pasif yang tidak

menggunakan kipas untuk

menggerakkan udara, dan ada pula

yang aktif yang menggunakan kipas

untuk mengalirkan udara dari

pengumpul ke kebuk pengeringan.

Rajah 1.5 menunjukkan gambaran

grafik sistem pengeringan suria yang

terdapat di Universiti Kebangsaan

Malaysia. Pengumpul suria terdiri

daripada plat yang dihitamkan supaya

dapat menyerap haba dengan baik. Plat

tersebut dibuat dalam bentuk-V supaya

permukaannya lebih luas, dan dengan

demikian kecekapannya akan

meningkat seperti ditunjukkan dalam

Rajah 1.6. Rajah 1.7 ialah gambar foto

sistem pengeringan suria yang terdapat

di Universiti Kebangsaan Malaysia.

Dalam pasaran pelbagai bentuk

pengumpul telah direka supaya prestasi

pengumpulan tenaganya tinggi sesuai

dengan bahan yang akan dikeringkan.

Kebuk pengeringan ialah bekas yang di

dalamnya terdapat bahan yang akan

dikeringkan. Terdapat pelbagai reka

bentuk kebuk pengeringan yang

Rajah 1.4: Gambarfoto sistem air panas suria

dengan pengumpul tiub vakum yang

terdapat di Universiti Kebangsaan

Malaysia.

glass cover

Air flow

DryingChamber

V-grooveCollector

Air vent

Pengumpul

lekuk-V

Penutup

kaca

Aliran

udara

Kebuk

pengeringa

n

Udara

keluar Udara

masu

k

Rajah 1.5: Rajah grafik sistem pengeringan

suria yang terdapat di Universiti

Kebangsaan Malaysia

V-Groove Absorber Glass cover

Penutup

kaca

Penyerap lekuk-V

Rajah 1.6: Rajah grafik sistem pengumpul

suria berbentuk-V.

Rajah 1.7: Gambar foto sistem pengeringan suria yang terdapat di UKM.



terdapat dalam pasaran sesuai dengan

bahan yang akan dikeringkan.

Manakala saluran untuk mengalirkan

udara ditebat agar haba tidak hilang ke

sekitaran. Biasanya kipas digunakan

untuk menggerakkan udara dari

pengumpul hinggalah ke kebuk

pengeringan. Fungsi kipas bukan sahaja

untuk menggerakkan udara, malah ia

juga berfungsi untuk mengawal suhu

pengeringan. Sekiranya suhu udara

terlalu tinggi, kipas boleh dilajukan

agar suhu udara kembali rendah,

manakala sekiranya suhu udara rendah,

halaju kipas diperlahankan agar udara

melalui pengumpul dengan perlahan,

dan dengan itu suhu dapat ditinggikan.

Di Malaysia terdapat sebilangan besar

komoditi bahan pertanian yang

memerlukan proses pengeringan.

Contohnya, termasuklah padi, koko,

kopi, lada, getah, teh, ikan bilis, ikan

kering, dan pelbagai lagi hasil pertanian

termasuk bahan-bahan perubatan herba

yang amat terkenal kini. Pengeringan

menggunakan sistem pengeringan suria

bukan sahaja tidak mencemarkan alam,

malah dapat memastikan kualiti hasil

yang dikeringkan bermutu tinggi

kerana bahan-bahan yang dikeringkan

tidak terdedah pada pencemaran.

▪ Sistem Fotovoltaik

Sistem fotovoltaik ialah sistem suria

yang dapat menukarkan tenaga sinaran

suria kepada tenaga elektrik. Walaupun

teknologi fotovoltaik agak terkenal

sejak akhir-akhir ini, namun penemuan

konsep fotovoltaik telah dikenali oleh

ahli-ahli sains sejak tahun 1839 lagi

apabila seorang ahli fizik Peranchis

bernama Edmond Becquerel telah

mendapati bateri basah yang berplat

perak telah memberikan kesan voltan

yang tinggi apabila disinari sinaran

suria. Kajian beliau tidak terkenal

untuk menghasilkan tenaga elektrik

daripada suria kerana kosnya yang

terlalu mahal, sebaliknya kajiannya

digunakan dalam teknologi fotografi.

Kajian dalam bidang fotovolatik (yakni

menukarkan sinaran suria ke tenaga

elektrik) hanya dilaksanakan secara

bersungguh-sungguh selepas Amerika

Syarikat melaksanakan program

angkasa lepasnya. Sistem fotovoltaik

digunakan untuk membekalkan tenaga

elektrik kepada pesawat angkasa lepas

kerana penggunaan sumber tenaga lain

seperti minyak dan gas tidak selamat

dan amat terbatas, yakni akan

kehabisan. Dalam tahun 1959 kos

untuk menghasilkan 1 Watt elektrik

dari sistem fotovoltaik berharga kira-

kira US200,000.00, tetapi kini harganya

berkurang dengan banyak sekali

menjadi kurang daripada US5.00 untuk

setiap 1 Watt elektrik yang dihasilkan.

Secara amnya sistem ini beroperasi

sebaik sahaja sinaran suria menimpa sel

fotovoltaik. Sel fotovoltaik terdiri

daripada bahan yang dapat menukarkan

sinaran suria kepada tenaga elektrik.

Tenaga elektrik yang dihasilkan boleh

terus digunakan atau disimpan di dalam

bateri untuk kegunaan kemudian.

Sistem fotovoltaik ini amat sesuai

digunakan di tempat terpencil seperti

membekalkan kuasa untuk sistem pam

air, lampu jalan, papan penunjuk jalan,

pemancar radio dan sebagainya. Rajah

1.8 menunjukkan gambarfoto

sebahagian penggunaan sistem

fotovoltaik yang terdapat di pasaran.

Rajah 1.8a: Pelbagai penggunaan sistem fotovoltaik (Siemen Solar Industries).



▪ Kebaikan dan Kepentingan Sistem

Suria

Dalam perbincangan di atas, ternyata

penggunaan sistem suria tidak

memerlukan sebarang sumber tenaga

yang mencemarkan seperti penggunaan

minyak, gas atau arang batu. Dalam

sistem air panas dan pengeringan suria,

kadang-kadang sumber tenaga bantu

diperlukan untuk menjalankan pam

atau kipas, namun amaun tenaganya

tidaklah terlalu besar. Sistem

fotovoltaik juga tidak mencemarkan

alam. Tenaga suria dapat ditukarkan ke

tenaga elektrik secara langsung.

Ketahanan sistem bergantung pada

lama mana pengumpul suria mampu

menukarkan tenaganya. Dalam sistem

air panas dan pengeringan suria

pengumpul boleh digunakan secara

terus menerus tanpa sebarang

penyenggaraan sehingga lebih daripada

sepuluh tahun, manakala dalam sistem

fotovoltaik akan dapat terus digunakan

selagi sel fotovoltaiknya tidak rosak.

Kajian saintifik mendapati sel

fotovoltaik terkini dibuat daripada

bahan yang amat stabil sehingga ia

dapat beroperasi lebih daripada dua

puluh tahun.

Dengan demikian sistem suria ini

bukan sahaja mesra alam, tetapi juga

selamat dan dapat digunakan dalam

jangka waktu yang lama. Bekalan

tenaganya tidak pupus dan tidak pula

dipengaruhi oleh isu-isu yang

berhubung dengan eksport dan import.

Penyenggraan sistemnya juga mudah

dan tidak memerlukan kos yang tinggi.

1.3.2 Tenaga Biojisim

Selain daripada tenaga suria, tenaga biojisim

juga merupakan sumber tenaga boleh

diperbaharui. Tenaga biojisim berasal daripada

tumbuh-tumbuhan yang boleh ditanam semula.

Pembakaran bahan biojisim akan menghasilkan

tenaga yang banyak dan tidak menghasilkan

unsur-unsur yang boleh mencemarkan alam

seperti pembakaran minyak, gas dan arang batu.

Dengan demikian ianya adalah selamat dan

sumbernya berterusan.

Di peringkat dunia biojisim menyumbangkan

kira-kira 13% daripada jumlah tenaga dunia,

manakala di Malaysia pula dianggarkan 16%

daripada keseluruhan tenaga adalah berasal dari

biojisim (Abd Halim Shamsudin drk. 2000).

Penggunaannya juga pelbagai, bermula dengan

menggunakan dapur kayu untuk rumah

kediaman sehinggalah pada industri batu bata

dan penjanaan kuasa elektrik.

Lima sektor utama yang dikenalpasti di

Malaysia yang menyumbang pada tenaga

biojisim ialah,

▪ Tanaman kelapa sawit; tempurung

kelapa sawit, serabut buah, batang

pokok dan juga pelepah sawit.

▪ Hutan dan sisa pembalakan; sisa

serpihan di kilang papan dan juga

sewaktu penebangan pokok.

Rajah 1.8b. Modul fotovoltaik buatan Malaysia

Rajah1. 9: Apakah kereta suria akan menjadi kenyataan?



▪ Tanaman getah; ranting, dahan dan

batang pokok getah. Namun adalah

lebih menguntungkan sekiranya batang

pokok getah dijadikan papan perabut.

▪ Tanaman padi ; jerami padi.

▪ Bahan buangan perbandaran; dahan

kayu dan tanaman yang ditanam di

bandar dan sisa buangan rumah dan

industri yang lain.

Sektor lain seperti tanaman kelapa, koko dan

juga tebu menyumbang pada tenaga biojisim.

Sektor yang paling banyak menyumbang

kepada sumber tenaga biojisim ialah ladang

kelapa sawit kerana ladangnya yang luas, dan

Malaysia merupakan pengeluar utama minyak

sawit.

Rajah 1.10 ialah gambar foto ladang kelapa

sawit di Malaysia dan Rajah 1.11 ialah sisa

kelapa sawit yang telah diproses untuk

dijadikan bahan api.

Isu utama dalam penjanaan tenaga biojisim

ialah sistem pembakarannya yang tidak cekap

juga kaedah pelupusan hasil sampingan

pembakaran yang tidak cekap. Walaupun hasil

pencemaran sebagai akibat pembakarannya

adalah kurang daripada pembakaran minyak,

gas atau arang batu, namun sistem yang lebih

cekap mampu untuk menjana kuasa yang lebih.

1.3.3 Tenaga Biogas

Biogas adalah salah satu sumber tenaga

diperbaharu yang mempunyai potensi

penggunaannya untuk masa hadapan. Tenaga

ini dihasilkan oleh tindak balas biologi atau

tindak balas mikroorganisma dengan sisa

kumbahan manusia atau haiwan (bahan

organik) tanpa kehadiran oksigen. Selalunya

sisa-sisa organik daripada tumbuh-tumbuhan,

haiwan, dan manusia dianggap sebagai bahan

buangan yang dapat mencemarkan persekitaran.

Tetapi, bahan buangan ini mengandungi cukup

tenaga yang dapat digunakan untuk

membekalkan tenaga.

Bahan organik yang mereput sebagai akibat

tindak balas dengan mikroorganisme tanpa

udara akan menghasilkan gas metana dan gas

karbon dioksida. Kedua-dua gas ini merupakan

bahan bakar yang tidak mencemarkan alam,

tetapi dapat memberikan kesan rumah hijau,

yang dalam masa yang lama dapat

meningkatkan suhu bumi. Dengan

menggunakan sistem yang disebut sebagai

penghadam biogas atau pengawet anaerobik,

gas metana dan juga baja yang kaya dengan

nitrogen dapat dihasilkan. Gas metana

merupakan bahan bakar yang amat baik yang

boleh disalurkan terus ke rumah kediaman atau

ke kawasan industri.

Rajah 1.12 menunjukkan bagaimana sistem

penghadam biogas beroperasi. Komponen

utama penghadam biogas ialah sebuah bekas

besar berbentuk perigi. Tinja atau kumbahan

haiwan dan manusia dimasukkan ke dalam

perigi tersebut melalui bahagian tepi di atas,

dengan bahagian satu lagi merupakan tempat

enapan cemar dikeluarkan. Perigi tersebut

mempunyai partisi atau pembahagi yang

terletak di tengah-tengahnya kumbahan itu

ditempatkan. Tindak balas anaerobik berlaku di

dalam perigi bertutup tersebut. Gas metana dan

karbon dioksida yang dihasilkan kemudiannya

disalurkan untuk digunakan atau dikumpulkan

untuk kegunaan kemudian.

Rajah1. 10 : Ladang kelapa sawit di Malaysia

Rajah 1.11 : Penjana biojisim (menggunakan

kayu) yang terdapat di Malaysia.



Proses ini bukan sahaja boleh digunakan untuk

menghasilkan bahan bakar, malah

penggunaannya juga akan meningkatkan sistem

pelupusan kumbahan najis, sama ada najis

manusia atau haiwan atau pembuangan sisa

organik yang tidak diperlukan. Sebagaimana

yang kita sedia maklum bilangan penduduk

terus bertambah, tidak pernah berkurang.

Penambahan penduduk akan menjadi masalah

pada sistem kumbahan sekiranya ia tidak diatur

atau diurus dengan baik.

1.3.4 Tenaga Angin

Tenaga angin merupakan salah satu sumber

tenaga tradisi yang telah digunakan sekian

lama. Secara tradisinya tenaga angin telahpun

digunakan untuk menggerakkan kapal layar.

Untuk menggunakan tenaga angin ini,

terutamanya untuk perjalanan yang jauh, pelaut

akan berusaha untuk mengetahui arah gerakan

angin terlebih dahulu sebelum memulakan

perjalanan. Tenaga angin juga digunakan dalam

proses pengairan tanah perladangan dengan

menggunakan sistem baling-baling dan juga

untuk mengisar bijian-bijian seperti gandum

dan oat. Secara tradisi, orang Melayu pernah

menggunakan tenaga angin untuk

membersihkan atau memisahkan padi daripada

hampasnya. Tetapi setelah diperkenalkan mesin

dan jentera dalam sektor pertanian, penggunaan

sumber tenaga ini beransur-ansur hilang

digantikan dengan teknologi moden yang

menggunakan jentera yang dijana oleh diesel.

Setelah menyedari kesan penggunaan tenaga

fosil pada alam sekitar dan juga menyedari

bahawa tenaga fosil akan kepupusan suatu hari

nanti, dan masalah yang timbul daripada

penggunaan tenaga fosil, teknologi tenaga

angin yang lebih canggih telah diperkenalkan

kembali pada dunia. Malah sumber tenaga

angin telah diterokai dalam tamadun sebelum

ini terutamanya selepas krisis minyak awal

tahun tujuh puluhan.

Peringkat awal kajian tenaga angin ialah

ditumpukan di kawasan sekitar pantai dan juga

di kawasan berbukit yang dirasakan mempunyai

tiupan angin yang kencang. Ini dilakukan

kerana kos untuk memasang teknologi ini agak

mahal di kawasan pendalaman dan jauh dari

pantai. Tetapi setelah kajian mendalam

dijalankan yang mengambil kira faktor saiz

tenaga yang dapat dijanakan, kos tanah yang

mahal, dan kesan kepada alam sekitar,

pemasangan sistem ini di luar pantai

mempunyai potensi yang tinggi, malah lebih

murah. Menurut Beurskens (2000) terdapat

lima tahap pembangunan tenaga angin selepas

krisis minyak tersebut di Eropah.

▪ 1977-1988: Kajian awal tentang potensi

teknologi tenaga angin peringkat

nasional (Otway, 1986).

▪ 1990-1998: Dimensi Eropah –

Anggaran potensi tenaga angin di

Eropah. Projek demonstrasi pertama

(Llord and Hassan, 1995; Kuhn et al.,

1998).

▪ 1991-1998: Projek komersial luar

pantai bersaiz sederhana.

▪ 1999-2005: Projek demonstrasi bersaiz

besar. Pembangunan turbin angin di

luar pantai.

▪ 2005 – seterusnya: Sistem penjana

tenaga angin luar pantai bersaiz besar

secara besar-besaran.

Yang amat menarik ialah kos elektrik yang

dijanakan oleh tenaga angin di Amerika

Syarikat dalam tahun 1995 adalah di antara

US0.07 hingga US0.10 per kWj dan berkurang

pada US0.04/kWj pada 2000, dibanding dengan

US0.07/kWj kos tenaga elektrik yang

dihasilkan oleh bahan bakar fosil. Di United

Kingdom 4 MWe tenaga elektrik yang

dijanakan oleh tenaga angin mula beroperasi di

Huntingdon mulai Disember 1991. Tenaga

yang dihasilkan dijual dengan harga 10 pence

per kWj, dan dijangkakan kos bayaran balik

pelaburannya adalah dalam masa enam tahun

(Taylor, 1994). Diramalkan bahawa menjelang

Rajah 1.12: Prinsip operasi penghadzam biogas.



tahun 2020, 10% daripada sumber tenaga dunia

akan disumbangkan oleh tenaga angin.

Rajah 1.13 menunjukkan stesen penjana angin

yang dapat menjana elektrik keseluruhan

sebanyak 6 MW, manakala Rajah 1.14 adalah

gambar foto sistem penjana angin 150 kW yang

telah dipasang di salah sebuah pulau di

Malaysia.

Di Malaysia, penjanaan kuasa menggunakan

tenaga angin merupakan perkara baru. Namun

demikian kajian terkini tentang keupayaan

tenaga angin telahpun dijalankan oleh

Kumpulan Penyelidik Tenaga Suria, UKM).

Kajian terperinci yang dilakukan oleh

kumpulan ini dengan Tenaga Nasional Berhad

untuk Pulau Redang, Pulau Perhentian dan

Pulau Tioman mendapati ketumpatan min

kuasa angin terjana untuk Pulau Redang ialah

85.1 W/m2, Pulau Perhentian 49.8 W/m2 dan

Pulau Tioman 3.4 W/m2. Lokasi di Pulau

Tioman adalah tidak sesuai, tetapi Pulau

Redang dan Pulau Perhentian menunjukkan ada

kemungkinan tenaga ini diterokai. Namun

demikian, purata kelajuan angin masih rendah

dan kurang daripada 5 m/s. Sekiranya teknologi

yang dapat menukar tenaga angin berhalaju

rendah ini dimajukan, kita yakin tenaga angin

mempunyai potensi besar yang boleh

dimajukan. Kaedah rambang yang boleh

digunakan untuk melihat potensi tenaga angin

adalah dengan melihat bentuk pokok-pokok

pada sesuatu lokasi. Rajah 1.15 menunjukkan

contoh gambar menunjukkan kemungkinan

tenaga angin diperoleh di lokasi berkenaan

1.3.5 Tenaga Hidro

Air mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat

yang rendah. Aliran air sungai ini boleh

digunakan untuk menjana tenaga elektrik

sekiranya bekalan air mencukupi untuk

menggerakkan turbin. Teknologi ini juga telah

lama digunakan oleh manusia terutamanya

dalam proses untuk mengairi kawasan

pertanian.

Secara keseluruhannya, 20% daripada sumber

tenaga ini telahpun digunakan untuk

membekalkan tenaga pada dunia. Selain tidak

menyebabkan pencemaran kepada alam, dalam

tempoh yang lama, sumber tenaga ini

merupakan sumber tenaga yang termurah. Di

Malaysia 90% daripada sumber tenaga

diperbaharui ialah tenaga hidro.

Rajah 1.13: Stesen penjana angin yang dapat

menjana elektrik keseluruhan

sebanyak 6 MW. Perhatikan saiz

setiap turbin berbanding dengan saiz

manusia.

Rajah 1.14: Sistem penjana kuasa angin 150 kW

yang terdapat di salah sebuah pulau

di Malaysia.

Rajah 1.15: Gambar di salah satu lokasi di Pulau

Perhentian, Terengganu yang

menunjukkan kemungkinan tenaga

angin boleh diperoleh.



Penjana kuasa hidro pertama di Malaysia mula

dipasang sejak awal 1900 oleh pelombong-

pelombong British untuk menjana kuasa di

kawasan perlombongan yang di terokai oleh

mereka. Penjana kuasa kecil hidro telah

dipasang di Sungai Sempam dekat Raub,

Pahang untuk aktiviti perlombongan emas di

sana. Dalam tahun 1905 Stesen Hidro Ulu

Gombak mula beroperasi dan dua tahun

kemudian satu lagi stesen telah beroperasi di

Kampar, Perak. Dalam tahun 1910, kajian

pertama penjanaan kuasa hidro telah dilakukan

di Sungai Perak.

Dalam tahun 1929 sebuah syarikat British,

Perak River Hydroelectric Company (PREHP)

telah memasang sistem penjana hidro yang

terbesar di Malaysia besaiz 29 MW di

Chenderoh, Perak. Dalam tahun 1963 penjana

hidro di Cameron Highland berkuasa 132 kW

mula beroperasi. Sehingga tahun 1998, jumlah

keseluruhan tenaga di Malaysia yang

disumbangkan oleh hidro ialah 2121.9 MW

yakni kira-kira 22% daripada jumlah

keseluruhan tenaga yang dijanakan di Malaysia

(Mohd. Azhar dan Mohd. Surif, 2000).

Terdapat empat jenis penjana hidro yang

terdapat di dunia ketika ini yang dikelaskan

mengikut saiz. Pertama ialah penjana hidro

berkuasa besar yang mempunyai takungan air

yang besar. Biasanya penjana ini mempunyai

sistem untuk memastikan aras air yang kekal

supaya dapat membekalkan elektrik secara

berterusan sepanjang tahun. Kapasiti

penjanaannya biasanya melebih 1000 kW.

Untuk mengoptimum penggunaan air dan

takungannya, biasanya sistem ini digunakan

bersama-samam dengan sistem pengairan air

untuk pertanian. Rajah 1.16 menunjukkan

Stesen Penjana Hidro Sultan Mahmud, Kenyir,

Terengganu yang dapat membekalkan tenaga

sehingga 400 MW.

Kedua ialah penjana hidro bersaiz kecil dengan

kapasitinya kurang daripada 1000 kW.

Biasanya sistem ini tidak memerlukan sistem

tadahan air yang begitu rencam, dan hanya

menggunakan aliran air sungai yang sedia ada.

Tenaga yang dijana digunakan untuk aktiviti

penduduk tempatan. Ketiga ialah penjana

minihidro yang dapat memberikan kuasa antara

100 kW hingga 500 kW, dan yang keempat alah

penjanaan mikrohidro yang dapat menjana

tenaga kurang daripada 100 kW. Rajah 1.17

menunjukkan salah sebuah penjana minihidro

yang terdapat di Malaysia.

Oleh sebab penjana hidro berkuasa kecil

tidak memerlukan sumber tadahan air yang

banyak, maka pembinaan dan juga

penyengggaraan tidak memberikan kesan

yang besar pada alam sekitar. Malah dalam

keadaan tertentu, sistem ini tidak langsung

menjejaskan sistem eko tempatan.

1.3.6 Tenaga Geoterma

Geoterma adalah salah satu sumber tenaga

dunia yang berpotensi untuk diterokai. Namun

Malaysia tidak mempunyai sumber tenaga ini

untuk diterokai. Jepun dan negara-negara yang

bergunung berapi mempunyai potensi yang

tinggi untuk diterokai.

Geoterma ialah sumber tenaga yang diperolehi

daripada perut bumi. Di sebahagain kawasan,

aktiviti magma dalam perut bumi menyebabkan

haba yang dikandunginya terdapat di bahagian

Rajah 1.16: Gambar foto Stesen Penjana Hidro Sultan Mahmud, Kenyir, Terengganu.

Rajah1.17: Stesen minihidro Kuala Krai, Kelantan.



atas berhampiran dengan permukaan bumi.

Haba yang panas ini dapat diambil dengan

menggunakan teknologi tertentu untuk menjana

elektrik ataupun digunakan terus untuk rumah

kediaman di negara-negara beriklim sejuk.

Sistem penjana geoterma yang terdapat di

Akita, Jepun mampu menghasilkan sehingga 8

MW tenaga elektrik untuk kegunaan penduduk

tempatan seperti yang ditunjukkan dalam

gambar foto di Rajah 1.18. Selagi bumi dapat

membekalkan haba yang mencukupi, dan selagi

tidak berlaku gemba bumi, stesen penjana

geoterma ini mampu untuk memberikan

tenaganya berterusan kepada penduduk di

sekitarnya.

Sumber tenaga geoterma juga terdapat di

Malaysia, tetapi suhunya tidak terlalu tinggi.

Oleh yang demikian, lebih sesuai kawasan air

panas yang disumbangkan oleh tenaga

geoterma digunakan sebagai tempat rekreasi

dan perkelahan seperti di Pedas, negeri

Sembilan dan Langkawi di Kedah.

1.4 Tenaga Nuklear

Dalam keadaaan biasa semua unsur yang

terdapat di bumi ini adalah dalam keadaan

stabil. Atom-atom yang membina bahan

tersebut diikat dengan kuat oleh ikatan

nukleusnya.

Tetapi di alam ini terdapat juga unsur bahan-

bahan yang tidak stabil ikatan nukleusnya.

Bahan ini dinamakan bahan radioaktif. Bahan

radioaktif ialah bahan yang sentiasa menyepai

dan menurun ke unsur yang lebih rendah untuk

menjadi lebih stabil. Sewaktu proses

penyepaiannya, tenaga yang terlalu banyak

dibebaskan di samping sinaran-sinaran lain

seperti sinaran alfa, beta, gamma dan

sebagainya. Sebagai perbandingan 1 tong

minyak dapat memberikan tenaga sebanyak 6.1

x 109 J tenaga apabila dibakar, 1 tan arang batu

memberikan 2.8 x 1010 J, 1 m3 gas petroleum

memberikan 3.8 x 107 J, 1 tan kayu

memberikan 1.0 x 1010 J, dan 1 liter petrol

memberikan 3.4 x 107 J, tetapi 1 g uranium

dapat membebaskan haba sebanyak 8.2 x 1010 J

tenaga.

Oleh sebab bahan radioaktif bukan sahaja

memberikan tenaga yang banyak apabila

menyepai, tetapi ia juga menghasilkan sinaran

yang dapat membahayakan manusia dan

hidupan lain, oleh sebab itu bahan ini dikawal

penggunaan. Begitu juga penjualannya

dpadaperingkat antarabangsa.

Walaupun negara-negara di Barat dan Eropah

masih banyak menggunakan sumber tenaga ini,

tetapi mereka sedikit demi sedikit berusaha

untuk menggurangkan penggunaannya.

Peristiwa di Three Miles Island di Amerika

Syarikat dan Chernobill di Rusia, membuatkan

dunia menjadi takut untuk menggunakan

sumber tenaga ini secara meluas. Apabila

berlaku kemalangan di stesen penjana nuklear,

seluruh kawasan tersebut perlu dikosongkan

dan makanan, ternakan, dan juga tumbuhan

yang berada disekitarnya perlu dimusnahkan.

Ini adalah kerana sinaran radioaktif akan

menyebabkan berlakunya tindak balas nuklear

kepada sel-sel nukleus dalam bahan makanan

tersebut. Apabila manusia memakan makanan

tersebut ia akan mendatangkan kemudzaratan

kepada mereka.

Malaysia tidak berhasrat untuk menggunakan

sumber tenaga nuklear ini untuk penjanaan

tenaga. Sebaliknya Malaysia hanya memajukan

teknologi ini untuk tujuan penyelidikan

sebagaimana yang dilakukan di Institut

Penyelidikan Nuklear Malaysia di Bangi,

Selangor.

1.5 Kecekapan Tenaga

Satu lagi perkara yang amat penting untuk

diketahui dalam penjanaan tenaga ialah

kecekapan tenaga. Secara prinsipnya kecekapan

tenaga bukan penjimatan tenaga. Penjimatan

tenaga ialah usaha yang dilakukan untuk

Rajah 1.18: Gambar foto stesen penjana

geoterma di Akita, Jepun yang

menjana 8 MW elektrik.



mengurangkan penggunaan tenaga. Hal ini

termasuklah langkah-langkah yang diambil

untuk mengurangkan keselesaan dan juga

mengurangkan penggunaan beberapa peralatan

yang mungkin boleh menjejaskan kualiti

perkhidmatan.

Kecekapan tenaga bermaksud menggunakan

tenaga dengan cekap dan akhirnya akan

menyelamatkan penggunaan tenaga secara

terbazir. Misalnya dalam laporan yang

diberikan oleh Jabatan Bekalan Elektrik dan

Gas Malaysia (Mohd. Annas 2000) menyatakan

bahawa dalam tahun 1999 penjanaan tenaga di

Malaysia adalah 14,624 MW tetapi permintaan

maksimum tenaga negara ialah 9,690 MW. Hal

ini bererti 4,934 MW atau 33.7% tenaga hilang

atau tidak digunakan. Sekiranya kita

mempunyai sistem penghantaran yang lebih

cekap, kita dapat mengurangkan pembaziran

tenaga yang tidak digunakan ini.

Kita menyedari bahawa tidak ada alat atau

sistem yang boleh beroperasi 100% cekap.

Dengan demikian tidak mungkin tenaga dapat

disalurkan 100% kepada pengguna tanpa

kehilangan langsung. Tetapi sebanyak manakah

kehilangan tenaga yang dapat dibenarkan? Hal

ini perlu dikaji secara terperinci. Terdapat

beberapa perkara yang boleh dilakukan oleh

kerajaan dan juga penguasa untuk memastikan

tenaga digunakan dengan cekap. Antara

tindakan yang boleh diambil untuk

mengoptimumkan penggunaan tenaga adalah

dengan,

▪ Menggunakan sistem kawalan.

Misalnya bilik pejabat atau kelas yang

tidak berpenghuni perlu dimatikan suis

lampu dan juga kipas atau alat hawa

dingin. Alat kawalan automatik boleh

digunakan untuk memastikan sistem ini

hanya beroperasi sewaktu terdapat

orang yang menghuni bilik tersebut.

Mungkin sedikit perbelanjaan

diperlukan untuk mendapatkan sistem

kawalan tersebut. Tetapi dalam jangka

masa yang panjang penggunaan alat

kawalan ini mungkin menjimatkan.

▪ Perlu ada polisi negara yang jelas

beserta tindakan sewajarnya yang boleh

diambil untuk memastikan penggunaan

sistem yang cekap.

▪ Mengadakan sistem pengurusan dan

pentadbiran tenaga yang boleh

membantu sesebuah institusi atau

industri menggunakan tenaga dengan

cekap. Misalnya mengadakan pegawai

khas yang berhubung dengan

penggunaan dan audit tenaga. Pegawai

ini boleh memberi nasihat kepada

institusi atau industri tersebut

menggunakan tenaga dengan cekap.

▪ Melaksanakan pendidikan kepada

masyarakat dan juga golongan

pengurusan dan pentadbiran.

Pendidikan ini dilakukan dengan

mengadakan kursus pendek, bengkel,

seminar, persidangan dan sebagainya.

Kursus-kursus begini diadakan untuk

menyedarkan pentadbir dan pengurus

bahawa penjimatan tenaga

menguntungkan industri atau institusi

mereka pada masa yang lama.

▪ Mengenalpasti sektor pengguna tenaga

dan pola penggunaan tenaga di sektor

tersebut. Misalnya sektor pembuatan,

sektor pertanian, tempat tinggal dan

komersial, sektor pengangkutan, sektor

bekalan tenaga dan pengubah tenaga.

Usaha untuk meningkatkan kecekapan

penggunaan tenaga bukan sahaja terletak di

bahu kerajaan, tetapi semua pengguna perlu

berusaha untuk menjayakannya. Oleh sebab

penggunaan tenaga secara membazir bukan

sahaja merugikan, tetapi juga memberikan

kesan negatif pada alam. Bayangkan betapa

banyak minyak, atau gas atau arang batu perlu

dibakar untuk menghasilkan tenaga elektrik.

Bayangkan pula betapa banyak pencemaran

telah berlaku kerana tenaga yang dijana tidak

digunakan dengan sepenuhnya.

Langkah-langkah berikut boleh digunakan

untuk meningkatkan kecekapan tenaga.

1.5.1 Peralatan Dalam Rumah

▪ Gunakan mesin basuh baju secara

optimum. Jangan basuh baju sehelai

sahaja kerana ia akan membazirkan

tenaga dan air, sebaliknya jangan

terlalu banyak pakaian dibasuh kerana

tidak akan menghilangkan kekotoran.



▪ Jangan menggunakan air yang terlalu

panas sewaktu membasuh pakaian atau

mandi.

▪ Pastikan dapur anda menggunakan

tenaga dengan cekap dengan

memastikan pembakaran gasnya

menghasilkan api berwarna biru.

▪ Pilih jenis masakan yang dapat

mengurangkan penggunaan bahan

bakar.

▪ Masaklah makanan bersesuaian dengan

kapasiti sesebuah keluarga.

Penggunaan dapor yang berlebihan

akan membazirkan tenaga.

▪ Pastikan sistem penyaman udara

perfungsi secara optimum supaya tidak

terlalu sejuk.

▪ Sering cuci penapis udara yang terdapat

pada sistem pendingin udara agar

sistem tersebut tidak menggunakan

kuasa secara berlebihan.

▪ Pasang kipas secara sederhana. Ingatlah

tujuan kipas adalah untuk

menggerakkan udara bukan untuk

menyejukkan.

▪ Seboleh mungkin gunakan lampu

pendarflour atau lampu yang cekap

yang kini banyak terdapat di pasaran.

Lampu yang cekap memberikan lebih

banyak cahaya daripada haba.

▪ Sekiranya terdapat tangki air panas

dalam rumah anda, gunakan penebat

untuk memastikan tangki tersebut tidak

kehilangan haba.

▪ Gunakan air tanpa membazir.

1.5.2 Citra Rumah

▪ Pastikan adanya aliran udara yang baik

dalam rumah. Hal ini termasuklah

memastikan tingkap dan sistem aliran

udara yang lain dibuka agar udara dapat

dikitarkan dengan baik dalam rumah.

▪ Sekiranya rumah yang dibina ialah

rumah mewah, dapatkan pandangan

daripada mereka yang arif tentang

tenaga dan seni bina yang dapat

memberikan nasihat agar bentuk rumah

yang dibina menjimatkan penggunaan

tenaga. Kadang kala terdapat bentuk

rumah dan bangunan yang seni bina

dan orientasinya tidak membenarkan

penggunaan tenaga yang cekap.

▪ Apabila mengubahsuai atau membaiki

rumah, pastikan kita mengambil kira

kitaran udara dalam rumah.

▪ Sekiranya tingkap dan pintu perlu

dibaiki, gunakan tingkap yang dapat

mengalirkan udara sewajarnya.

1.5.3 Di Luar Rumah

▪ Seboleh mungkin gunakan tenaga otot;

berjalan atau berbasikal.

▪ Apabila membeli kenderaan, pilihlah

kenderaan yang menjimatkan tenaga.

▪ Kurangkan sisa buangan. Kalau boleh

kurangkan membeli barangan secara

pakej yang boleh membazirkan.

▪ Pastikan bahan penyejuk di kenderaan

anda berfungsi dengan baik agar

pembakaran injin kenderaan berlaku

secara optimum.

▪ Tanamlah pokok-pokok di sekitar

rumah. Pokok bukan sahaja

memberikan teduhan kepada kita, tetapi

juga memberikan oksigen, wap air dan

juga pergerakan udara yang

bersesuaian.

▪ Catlah rumah anda dengan cat yang

cerah. Cat yang cerah tidak menyerap

haba seperti cat gelap.

▪ Kurangkan penggunaan batu bitumen

di ruang kosong sekitar rumah anda.

Batu bitumen yang gelap merupakan

pengumpul sinaran suria yang baik dan

akan membalikkan haba ke rumah

anda.



1.5.4 Sekolah, Tempat Perniagaan Dan

Pusat Kemasyarakatan

▪ Pentadbiran sekolah, tempat perniagaan

dan pusat kemasyarakatan seperti

masjid, surau, dewan serba guna dan

sebagainya perlu peka dengan isu

kecekapan tenaga dan kepentingannya.

▪ Berusahalah untuk memasang lampu

yang cekap yang menjimatkan

penggunaan tenaga.

▪ Bilik atau ruang yang menggunakan

sistem penyaman udara perlu

dipastikan penggunaan dan waktu dan

tempoh sistem penyaman tersebut

beroperasi.

▪ Untuk ruang yang tidak menggunakan

sistem penyaman udara, pastikan aliran

udara yang berpatutan agar keselesaan

dalam ruang tersebut terjamin.

▪ Penggunaan air mestilah

dioptimumkan. Jangan membazir.

▪ Perlu lekatkan poster di tempat-tempat

tertentu untuk mengingatkan pengguna

menggunakan tenaga dengan cekap,

seperti berdekatan suis lampu atau

pintu bilik.

▪ Kawasan sekitar bangunan perlu dihias

dengan tanaman atau pokok-pokok

yang boleh memberikan teduhan.

Pokok-pokok ini bukan sahaja

memberikan teduhan tetapi juga

mengeluarkan oksigen, wap air dan

juga menyerap bisingan di sekitar, di

samping mengindahkan pemandangan.

▪ Nasihatkan juga (melalui poster kecil)

agar pengguna masjid dan surau tidak

membazirkan air sewaktu berwudzuk.

Sekiranya dilihat daripada penerangan di

atas, ternyata kecekapan tenaga bukan

hanya dapat dilaksanakan dengan

menggunakan peralatan yang canggih dan

cekap seperti penggunaan alat pengawalan

dan juga sistem yang cekap, tetapi juga

dapat dilaksanakan dengan baik sekiranya

pengguna dididik dan disedarkan tentang

kepentingan penggunaan tenaga, dan

kesannya pada pembangunan negara dan alam

sekitar.

1.6 Rujukan

Abdul Halim Shamsudin, Taib Iskandar

Mohamad, Yusoff Ali and Hamdan Mokhtar,

Biomass and Biogass. Dalam Renewabel

Energy. Pusat Tenaga Malaysia dan Institut

Tenaga Malaysia. 103-24.

Azni Zain Ahmed, 2000. Daylighting and

Shading for Thermal Comfort in Malaysia

Buildings, Tesis PhD. UKM.

Beurskens, J., 2000. Going to Sea: Wind Goes

Offshore. Renewable Energy World. Jan-Feb.

Hlm.19-29.

Gray T., 1999. Wind is Getting Stronger.

Renewable Energy World. May . Hlm 39- 47.

Lloyd G. and Hassan G, 1995. Study of

Offshore Wind Eenergy in the EC. JOULE I,

Verlag Naturlichi Energie, Brekendorf.

Kuhn M., Ferguson M.C., Goransson B.,

Cockerill T.T., Harrison R., Harland L.A.,

Vugts J.H., Wiecherink R., 1998. Opti-Awecs;

Structural and Economic Optimisation of

Bottom Mounted Offshore Wind Enegy

Converters, JOULE III, Delft University of

Technology, ISBN 90-76468-01-X, Delft,

August.

Mohd. Azhar Abdul Rahman & Mohd. Surif

Abdul Wahab, 2000, Hydropower. Dalam

Renewabel Energy. Pusat Tenaga Malaysia dan

Institut Tenaga Malaysia. 125-44.

Mohd. Yusof Othman, Kamaruzzaman Sopian,

Baharudin Yatim and Mohd. Noh Dalimin,

1993. Diurnal Pattern of Global Solar

Radiation in the Tropics: A Case Study in

Malaysia. Renewable Energy 3(6/7). 741-45.

Mohd. Yusof Othman, Kamaruzzaman Sopian,

Ahamad Shadzli Abdul Wahab dan Aminuddin

Muhammad Wirsat, 1993. Kajian Potensi

Tenaga Angin di P. Tioman, P. Redang and P.

Perhentian. Laporan Perundingan UKM-TNB,

UKM, Bangi. Tidak diterbitkan.



Mohd. Yusof Hj. Othman dan Kamaruzzaman

Sopian, 2000. Tenaga Angin. Dalam Tenaga

yang boleh diperbaharui dan Kecekapan Tenaga

di Sunting oleh Kamarulazizi Ibrahim dan Zul

Azhar Zahid Jamal. Sinaran Bros. Sdn Bhd.

Hlm 42-51.

Otway F., 1986. Offshore Wind Energy;

Comparison of British, Swedish and Danish

Studies, Central Electricity Board IEA-B1.3-21.

London. June.

Solar News, 1992. Wind Energy. The Solar

Energy Society (UK Section): hlm.2

Sopian K., Othman M.Y.H. and Wirsat A.,

1994. The Wind Energy Potential of Malaysia.

Renewable Energy. Vol 6(8). Hlm 1005-16.

Taylor D., 1994. Wind Energy. Section 8. T521

Renewable Energy: A Resource Pack for

Tertiary Education, United Kingdom. Open

University.

Wieder S, 1996. Pengenalan Tenaga Suria

untuk Ahli Sains dan Jurutera. Kuala Lumpur,

Dewan Bahasa dan Pustaka.

Terma Suria


2. Terma Suria

Fauziah Sulaiman

2.1 Pendahuluan

Terdapat satu teori saintifik yang dipanggil

Teori Kinetik atau Teori Zarah bagi Jirim

yang memberikan pandangan bahawa semua

bahan mempunyai atau diperbuat daripada

zarah halus yang sentiasa bergerak secara

rambang secara cepat atau perlahan. Apabila

suhu sesuatu pepejal, cecair atau gas

meningkat, tenaga dalamnya juga telah

meningkat. Hal ini dapat digambarkan

seolah-olah zarah-zarah tersebut bergetar atau

bergerak dengan cepat. Dalam lain perkataan,

tenaga kinetik bahan tersebut meningkat.

Pemindahan tenaga yang berlaku disebabkan

oleh suatu perbezaan suhu dinamakan

pemanasan. Keadaan ini dapat dilihat sebagai

suatu objek yang dipanaskan oleh persekitaran

atau objek lain yang bersentuhan dengannya.

Sebagai contoh, udara persekitaran yang

memanaskan kiub ais akan menyebabkan

tenaga dipindahkan daripada udara kepada ais

yang akhirnya akan menyebabkan ais tersebut

cair.

Pemindahan tenaga atau haba daripada objek

panas kepada yang sejuk dapat diterangkan

dalam tiga mod, iaitu konduksi, perolakan dan

sinaran. Pemindahan haba melalui konduksi

dapat ditunjukkan dengan memegang cawan

air kopi yang panas. Haba yang dipindahkan

dari kopi panas melalui bahan cawan dan

akhirnya ke tangan yang memegang cawan

tersebut dipanggil konduksi. Perhatikan

bahawa zarah-zarah di permukaan di dalam

cawan bergetar dengan cepat dan

menyebabkan kesan tolakan dengan zarah-

zarah bersebelahan dengannya. Konduksi

ialah cara utama tenaga atau haba

dipindahkan melalui bahan pepejal.

Perolakan pula berlaku pada bahan cecair atau

gas. Jika air sejuk di dalam balang kaca

dipanaskan di atas dapur gas, molekul-molekul

air akan mula mengembang dan bergerak ke

atas dari sumber api yang memanaskannya.

Apabila ini berlaku, molekul-molekul air yang

lebih sejuk akan mengambil tempat yang

dikosongkan. Pergerakan ini dapat dilihat

dengan jelas dan menunjukkan bahawa

perolakan berkait rapat dengan pergerakan

dalam cecair atau gas dari satu tempat ke satu

tempat. Konduksi tidak demikian.

Konduksi dan perolakan ialah mekanisme

pemindahan haba dilakukan yang oleh

pergerakan zarah, iaitu sinaran boleh terpancar

udara

Rajah 2.1 Ais yang cair

Rajah 2.2 Memegang secawan kopi panas

Rajah 2.3 Air sejuk yang dipanaskan

Terma Suria


tanpa melalui sebarang media. Tenaga dari

matahari atau tenaga suria sampai ke bumi

melalui vakum. Semua objek panas yang

samapi ke suatu suhu yang agak tinggi akan

menyinarkan tenaga atau mengeluarkan sinaran

(infra-merah). Contohnya, jika tangan

diletakkan berdekatan dengan satu umbun api

yang sedang terbakar atau plat elektrik yang

panas menyala, bahang atau haba boleh dirasai

pada tangan. Ahli saintis percaya bahawa

semua jenis sinaran bergerak sebagai

gelombang elektromagnet yang terbahagi

kepada dua pengaruh, elektrik dan magnetik.

Tenaga suria ialah tenaga yang bergerak

sebagai gelombang elektromagnet.

Tenaga suria ialah satu-satunya tenaga yang

bersih dan penggunaannya tidak menghasilkan

kesan negatif terhadap persekitaran. Ia juga

ialah satu sumber tenaga diperbaharu (TD).

Kuasa suria menghasilkan tenaga sinaran yang

dapat digunakan secara terus. Walau

bagaimanapun, proses pemindahan haba

melalui tiga mod di atas perlu dikaji dengan

teliti untuk memahami penggunaannya dalam

mencari satu penyelesaian bagi sumber tenaga

alternatif. Matahari mengeluarkan tenaga pada

kadar lebih kurang 3.2 juta quads setiap tahun

ke bumi (Angrist, 1982). Jika sebahagian

tenaga ini dapat digunakan, masalah bekalan

tenaga dunia dapat di selesaikan.

Bab ini akan membincangkan secara ringkas

topik-topik sinaran suria yang merangkumi

keamatan sinaran suria dan pengumpulannya;

pemindahan haba dalam mod-mod konduksi,

perolakan dan sinaran; pengumpul suria plat

datar beserta persamaan-persamaan mudah

yang berkenaan dalam pengiraan haba yang

terkumpul; dan akhir sekali, aplikasi-aplikasi

mudah tenaga terma suria termasuk pemanas air

suria, pemanas udara suria, periuk suria,

penyulingan air suria dan pam air suria.

2.2 Jejak matahari

Kedudukan matahari di langit pada masa yang

diberikan mempunyai kesan yang besar

terhadap pengumpulan dan penggunaan tenaga

suria. Dengan mengetahui kedudukan matahari

pada masa yang ditentukan, kedudukan

pengumpul suria dapat ditetapkan mengikut

arah yang sesuai bagi pengumpulan tenaga

yang optimum. Kajian untuk menjejaki

matahari seharian dan dalam pergerakan

bermusim perlu dilakukan terlebih dahulu

untuk mencapai matlamat ini.

Apabila memerhatikan kedudukan matahari di

langit, ketinggian dan azimuth diukur dalam

unit darjah. Ketinggian matahari ialah sudut di

antara matahari dengan horizon; dan azimuth

suria ialah sudut diantara garisan mendatar dari

pemerhati ke matahari dan garisan selatan.

Rajah 2.5 menunjukkan sudut azimuth suria

dan ketinggian matahari.

2.3 Sinaran Suria

Dalam pengumpulan tenaga suria, perlu

diperhatikan tentang kesan pemanasan suria

adalah tertinggi pada waktu tengah hari dan

terendah semasa matahari terbit dan

tenggelam. Dua perkara yang perlu

dipertimbangkan ialah ketebalan atmosfera

sinaran suria perlu tembusi sebelum sampai

ke bumi dan kedudukan permukaan

pengumpul terhadap sinaran terus suria. Dua

komponen sinaran suria yang sampai di

permukaan bumi ialah sinaran bim dan

sinaran penyerakan. Sinaran bim ialah

sinaran terus selari dari matahari tanpa

sebarang penyerakan, juga dipanggil sinaran

terus. Bagi langit yang cerah tanpa awan,

sinaran bim diperoleh dengan maksimum.

Sinaran penyerakan ialah sinaran teresap

yang diperoleh dari matahari setelah arah

sinaran terserak disebabkan wap air dalam

awam, habuk dan pencemaran udara. Pada

hari mendung, sinaran penyerakan boleh

meningkat pada hampir 20 peratus daripada

sinaran keseluruhan, jika dibandingkan

dengan hari yang cerah sinaran penyerakan

adalah lebih kurang 10 peratus sahaja. Rajah

2.6 menunjukkan sinaran bim dan sinaran

penyerakan yang terhasil daripada matahari.

Rajah 2.4 Haba dari api yang menyala

Terma Suria


2.3.1 Keamatan Sinaran Suria

Kebanyakan pengumpul suria yang digunakan

pada hari ini ialah jenis berkedudukan tetap.

Sudut tuju digunakan untuk menentukan

hubungan antara kedudukan matahari dengan

kedudukan tetap permukaan pengumpul. Ia

adalah sudut antara sinaran suria dan garis

serenjang kepada permukaan pengumpul.

Kesan sudut tuju sinaran suria menentukan

keamatannya terhadap permukaan

pengumpul. Kesan pemanasan adalah

tertinggi sekiranya permukaan pengumpul

sentiasa menghala serenjang terhadap sinaran

suria. Apabila sinaran suria terpintas oleh

permukaan pengumpul yang senget dengan

sudut tuju yang agak besar, tenaga suria akan

bertaburan pada kawasan yang lebih besar.

Keamatan sinaran suria terhadap permukaan

yang senget boleh dikirakan dengan

persamaan berikut:

tujusudut

bagiKo

arandenganserenjang

permukaanpadaKeama

sengetpermukaan

padaKeama

sin

sin

tantan

Bagi reka bentuk sesuatu pengumpul suria

yang baik, sudut tuju sinaran (rujuk kepada

rajah 2.7) memainkan peranan yang penting

dalam menentukan sinaran yang terpantul.

Keadaan ini bergantung pada bahan-bahan

yang digunakan, contohnya, jenis bahan

penyerap, bilangan lapisan kaca, jenis tiub,

dan lain-lain.

Keamatan sinaran suria di luar atmosfera

bumi adalah hampir malar. Pada jisim udara

yang sifar darjah, pemalar suria adalah

bersamaan dengan magnitud Wm-2 (Duffie

dan Beckman, 1980). Keadaan sinaran suria

di sesuatu tempat geografi mempunyai kesan

faktor atmosfera yang berlainan. Faktor

seperti awan, asap, habuk, wap air dan ozon

boleh menyebabkan sinaran suria diserap,

dipantul dan diserak.

2.3.2 Pengumpulan Tenaga Suria

Tenaga suria yang hendak dikumpul banyak

bergantung kepada ciri-ciri bahan pengumpul

terutamanya bentuk, saiz, warna serta jenis

dan bilangan kaca penutup atau bahan lutsinar

lain yang digunakan. Bahan-bahan ini

menentukan berapa banyak sinaran suria yang

terserap, terpantul atau terhantar. Keresapan

ialah keupayaan bahan untuk meresap sinaran

suria dan keterpantulan ialah sebaliknya.

Sebagai contoh, lebih banyak sinaran suria

pada permukaan legap yang gelap diresap dan

sedikit sahaja yang terpantul. Di sini tiada

sinaran yang terhantar. Keterhantaran pula

ialah keupayaan bahan untuk membenarkan

sinaran memasukinya. Biasanya bahan yang

lutcahaya atau lutsinar mempunyai darjah

keterhantaran yang tinggi, contohnya, kaca

dan plastik.

pemerhati

matahari zenith

azimuth

ketinggian

S

horizon

selatan

Rajah 2.5 Sudut azimuth suria dan ketinggian matahari.

Terma Suria


Keamatan sinaran suria yang teresap di bumi

adalah dalam julat jarak gelombang yang agak

pendek. Apabila permukaan bumi menjadi

panas, bumi pula memainkan peranan

menyinar semula tenaga yang terserap ke

atmosfera. Walau bagaimanapun, bumi

menyinarkan tenaga haba pada jarak

gelombang yang lebih panjang. Karbon

dioksida dan wap air dalam atmosfera

menyekat laluan sinaran yang berjarak

gelombang panjang tersebut dan akhirnya

menyebabkan fenomena Kesan Rumah Hijau

berlaku. Kesan ini dapat didemonstrasikan

dengan kereta yang diletakkan di bawah

matahari yang panas terik dengan semua

tingkapnya bertutup rapat. Jika berada

didalamnya, kesan ini boleh dirasai terus.

Dalam contoh ini, kaca tingkap memainkan

peranan sebagai lapisan atmosfera yang hanya

membenarkan sinaran berjarak gelombang

pendek sahaja menembusinya dan menyekat

laluan sinaran terma berjarak gelombang

panjang yang terhasil dari dalam kereta.

Kaca penutup pengumpul suria mempunyai

fungsi yang sama seperti yang dibincangkan

di atas. Ia memainkan peranan yang baik

dalam memerangkap tenaga suria dalam

meningkatkan keupayaan pengumpul itu

sendiri. Bergantung pada kualiti dan

ketebalan kaca, faktor keterhantaran perlu

diukur terlebih dahulu. Kaca tulen secara

optik membenarkan lebih kurang 90%

daripada sinaran suria terhantar melaluinya.

2.4 Pemindahan Haba

matahari

awan dan habuk

sinaran penyerakan

sinaran bim

Rajah 2.6 Sinaran bim dan penyerakan.

matahari

Sudut tuju

Permukaan

penerima

Garis serenjang

Rajah 2.7 Sudut tuju sinaran suria.

Terma Suria


Pemindahan haba merupakan suatu cabang

sains yang meramalkan perpindahan tenaga

dari satu jasad ke jasad yang lain; jika

terdapat perbezaan suhu pada jasad tersebut.

Menurut Hukum Termodinamik Kedua, haba

tidak mengalir dari satu jasad yang bersuhu

rendah ke jasad yang bersuhu lebih tinggi

tanpa bantuan kerja luar. Dalam keadaan

tanpa kerja luar, haba mengalir dari kawasan

yang bersuhu tinggi ke kawasan bersuhu

rendah sehingga keseimbangan suhu berlaku

di mana kedua-dua jasad itu mempunyai suhu

yang sama. Pemindahan haba boleh berlaku

melalui tiga mod, iaitu konduksi, perolakan

dan sinaran. Pemindahan haba akan berlaku

melalui mod-mod ini hanya jika wujud

perbezaan suhu.

2.4.1 Konduksi

Konduksi boleh berlaku dalam pepejal, cecair

dan gas. Dalam pepejal, tenaga dipindahkan

melalui gabungan getaran molekul di dalam

kekisi dan pergerakan elektron bebas.

Manakala di dalam cecair dan gas, konduksi

diakibatkan oleh perlanggaran molekul-

molekul cecair atau gas semasa molekul ini

bergerak secara rawak. Pepejal tumpat

biasanya ialah konduktur yang baik manakala

cecair dan gas adalah sebaliknya. Konduktur

terma yang terbaik ialah jenis logam seperti,

perak, kuprum, aluminium dan besi. Penebat

pula tidak membenarkan konduksi terma

berlaku. Udara dan banyak bahan yang

diperbuat daripada serat atau cebisan bahan

yang mengandungi rongga-rongga udara ialah

contoh penebat yang baik. Jadual 1

menunjukkan kekonduksian terma bagi

bahan-bahan konduksi dan penebat yang biasa

digunakan dalam rekabentuk pengumpul

suria. Keadaan ini bergantung pada berapa

banyak bahan dan susunan yang digunakan,

kekonduksian terma boleh.dikirakan dengan

mudah. Lebih rendah nilai kekonduksian

terma, lebih baik lagi penebatan yang

dihasilkan.

Bahan Kekonduksian

Terma pada 300 K

( KmW )

Perak 429

Kuprum 401

Aluminium 237

Zink 116

Besi 80.2

Kaca 1.4

Batu-bata 1.0-1.5

Air 0.613

Kayu keras 0.16

Kertas 0.180

Kayu lembut 0.12

Kapas 0.06

Papan gabus 0.039

Serabut kaca 0.043

Polistirena 0.040

Udara diam 0.0263

Jadual 1. Kekonduksian Terma untuk Bahan

Konduksi dan Penebat.

Kadar konduksi haba pada suatu arah ialah

berkadar terus dengan kecerunan suhu dalam

arah yang sama. Haba ini berpindah dalam

arah penurunan suhu. Kecerunan suhu

menjadi negatif apabila suhu menurun dengan

pertambahan ketebalan, x. Berdasarkan

Hukum Fourier bagi Konduksi Haba pada

satu arah, haba dapat dikirakan dengan

persamaan berikut;

dx

dTkAQ

Haba Q (unit Watt, W ) di atas ialah

pemindahan haba dalam arah x yang normal

kepada arah aliran haba, k (unit KmW )

ialah kekonduksian terma yang bergantung

pada jenis bahan yang digunakan dan A (unit 2m ) adalah luas keratan rentas kawasan yang

dilaluinya. Tanda negatif menunjukkan

bahawa haba dipindahkan dalam arah suhu

yang menyusut. Rajah 2.8 menunjukkan

pengaliran haba konduksi dalam arah, x .

Terma Suria


Rajah 2.8 Pengaliran haba konduksi

dalam arah x.

2.4.2 Perolakan

Perolakan ialah satu proses pengaliran haba

iaitu tenaga haba dipindahkan dari satu tempat

ke satu tempat dengan bendalir yang bergerak.

Walaupun mekanisme peresapan iaitu berkait

rapat dengan pergerakan rawak molekul-

molekul bendalir, menyumbang pada

perolakan tetapi penyumbangan dominan

adalah daripada pergerakan pukal zarah-zarah

bendalir. Selalunya bendalir yang digunakan

adalah air dan udara. Hal ini adalah kerana

air dan udara dapat dipanaskan apabila

bersentuhan dengan suatu permukaan yang

panas. Dengan cara ini, bendalir tersebut

dipindahkan ke tempat di mana tenaga

termanya dilepaskan ke permukaan yang lebih

sejuk.

Bergantung kepada mekanisme pemindahan

pasif atau aktif yang ingin diaplikasikan,

perolakan boleh dikenakan daya (dipanggil

perolakan berdaya) atau tidak (dipanggil

perolakan bebas). Perolakan bebas teraruh

daripada daya apungan dalam bendalir apabila

bendalir tersebut dipanaskan. Ia akan menjadi

kurang tumpat dan bergerak naik ke atas.

Seterusnya, ruang yang dikosongkan akan

dipenuhi dengan air atau udara yang lebih

sejuk. Proses ini akan berulang sehingga

keseluruhan bendalir menjadi panas dan

mencapai keseimbangan terma. Perolakan

berdaya berlaku apabila sesuatu cecair

dipindahkan dari satu tempat ke satu tempat

dengan menggenakan daya luaran, contohnya

kipas atau pam. Kedua-dua jenis perolakan

ini berlaku antara bendalir dalam pergerakan

dengan permukaan tertutup(contohnya, paip)

yang mempunyai suhu yang berlainan.

Pada amnya, mod perolakan dapat

disimpulkan sebagai pemindahan tenaga yang

berlaku dalam bendalir yang disebabkan oleh

kesan gabungan konduksi dan pergerakan

bendalir pukal. Tenaga yang dipindahkan

ialah tenaga terma dalaman bagi bendalir

tersebut. Ungkapan Hukum Newton bagi

Penyejukan berikut boleh digunakan untuk

mengira haba perolakan;

TThAQ s

di mana h ialah pekali pemindahan

haba perolakan, KmW 2,

A ialah luas permukaan

normal kepada aliran,

sT ialah suhu permukaan, dan

T ialah suhu cecair.

Persamaan ini dapat digunakan bagi kedua-

dua mekanisme perolakan dan bergantung

kepada syarat-syarat tertentu, seperti lapisan

sempadan yang dipengaruhi geometri

permukaan, pergerakan cecair serta sifat-sifat

termodinamik dan pemindahan cecair.

2.4.3 Sinaran

Sinaran terma ialah tenaga yang dipancarkan

oleh jirim pada suatu suhu finit. Walaupun

sinaran dari permukaan pepejal adalah fokus

utama dalam perbincangan ini, pancaran juga

boleh berlaku daripada cecair dan gas.

Pancaran boleh dikaitkan dengan perubahan

tatarajah elektron bagi atom atau molekul

berkenaan. Tenaga dari medan sinaran

dipindahkan oleh gelombang elektromagnetik

atau foton. Sementara pemindahan tenaga

oleh konduksi atau perolakan memerlukan

kewujudan bahan media, sinaran pula tidak.

Pemindahan haba sinaran sebaik-baiknya

berlaku dalam vakum.

Haba maksimum di mana sinaran dipancar

dari suatu permukaan diberikan oleh Huhum

Stefan-Boltzmann berikut;

4

sTAQ

Terma Suria


di mana 4281067.5 KmW

ialah pemalar Stefan-

Boltzmann dan

sT ialah suhu mutlak

permukaan ( K )

Permukaan ini dipanggil penyinar unggul atau

jasad hitam. Haba yang dipancarkan dari

permukaan lain dikatakan kurang daripada

jasad hitam dan diberikan sebagai;

4

sTAQ

di mana ialah sifat penyinaran permukaan

yang dipanggil pekali kepancaran. Penentuan

jumlah haba bagi sinaran yang bertukaran

antara dua permukaan boleh menjadi rumit.

Bagaimanapun, bagi kes yang sering berlaku

terdapat jumlah pertukaran haba sinaran

diantara satu permukaan kecil yang diliputi

satu lagi permukaan yang lebih besar.

Persekitaran antara permukaan kecil dengan

besar dipenuhi gas yang tidak ada kesan

terhadap pemindahan haba sinaran. Jumlah

haba sinaran antara permukaan dengan

persekitaran ini boleh diungkapkan dengan

persamaan berikut;

44

pers TTAQ

di mana perT ialah suhu persekitaran di

permukaan yang besar, A ialah luas

permukaan kecil dan ialah pekali

kepancaran permukaan kecil. Luas

permukaan besar dan pekali kepancarannya

tidak mempengaruhi pengiraan ini.

2.5 Pengumpul Suria Plat Datar

Untuk merekabentuk sesuatu pengumpul

suria, keserapan ialah perkara yang utama

perlu diambil berat kerana ia menentukan

berapa banyak sinaran yang akan ditukarkan

kepada tenaga berguna. Sinaran yang terserap

menyebabkan suhu permukaan pengumpul

meningkat dan seterusnya menghasilkan

tenaga haba. Pertukaran tenaga suria kepada

haba amat berguna kepada manusia dan tidak

harus disia-siakan. Tenaga terma yang

terhasil daripada penukaran ini dapat

digunakan untuk pemanasan air domestik dan

perindustrian, pengeringan hasil pertanian,

penyejukan bangunan dan lain-lain lagi.

Dalam bentuk tertumpu, tenaga terma juga

dapat menggerakan turbin stim bagi

penjanaan elektrik.

Pengumpul suria ialah sejenis penukar haba

yang digunakan untuk menukarkan tenaga

suria kepada haba. Terdapat dua jenis

pengumpul suria asas iaitu pengumpul suria

menumpu dan pengumpul suria plat datar.

Pengumpul suria menumpu mempunyai

permukaan yang melengkung supaya sinaran

suria boleh menumpu di pertengahannya atau

pada satu titik fokal. Selalunya, bentuk

parabola digunakan. Pada titik fokal, paip

hitam yang diisi dengan air atau bendalir lain

akan dipanaskan. Dengan cara ini, air panas

atau stim boleh dijanakan. Pengumpul suria

menumpu boleh mengeluarkan tenaga yang

lebih tinggi dengan suhu mencapai 90 C

hingga 350 C dengan teknologi baru.

Walau bagaimanapun, pengumpul jenis ini

tidak mudah dibina dan perlu menjejak

matahari untuk mencapai suhu maksimum.

Keadaan ini akan melibatkan kos yang lebih

tinggi.

Pengumpul suria plat datar, seperti yang

ditunjukkan dalam Rajah 2.9 mudah

direkabentuk untuk aplikasi yang memerlukan

suhu yang sederhana, lebih kurang antara

70 C hingga 100 C . Pengumpul jenis ini

boleh diletakkan pada lokasi yang tetap tanpa

mengorbankan kesan prestasinya secara

keseluruhan. Komponen-komponen asas

pengumpul suria plat datar terdiri daripada;

▪ Kotak atau panel rangka pengumpul,

selalunya diperbuat daripada kayu

atau logam,

▪ Plat penyerap berwarna hitam, boleh

diperbuat daripada logam, getah atau

bahan lain,

▪ Paip panjang atau gabungan paip-paip

pendek,

▪ Penutup lutsinar, dan

▪ Penebat yang diletakkan di belakang

plat penyerap untuk menghindarkan

haba terlepas daripada belakang

pengumpul.

Kos pembinaan pengumpul suria plat datar

juga adalah minimal, dan penyelenggarannya

hampir tidak diperlukan. Kotak atau panel

yang diperlukan dalam pembinaan pengumpul

Terma Suria


ini boleh dibuat daripada bahan yang tahan

suhu dan cuaca. Bahan logam dan kayu yang

dicat telah banyak digunakan sebagai rangka

pengumpul suria plat datar. Bagi

penyerapnya pula, sebarang bahan yang boleh

dicat dan tidak lapuk dengan peningkatan

suhu boleh digunakan.

Dalam keadaan mantap, prestasi pengumpul

suria plat datar diperihalkan dengan tenaga

pengimbang yang menunjukkan taburan

tenaga suria tuju pada tambahan tenaga

berguna, baziran terma dan baziran optik.

Hasil tenaga berguna daripada suatu

pengumpul ialah perbezaan antara sinaran

suria terserap dengan baziran terma seperti

yang ditunjukkan dalam persamaan di bawah

ini (Duffie dan Beckman, 1980);

umpjumlahC TTUSAQ ,

iaitu CA ialah keluasan permukaan

pengumpul, S ialah sinaran suria terserap,

jumlahU ialah baziran terma disebabkan

konduksi, perolakan dan sinaran inframerah,

mpT , ialah suhu min plat penyerap dan uT

ialah suhu udara di persekitaran.

Rajah 2.9. Keratan rentas pengumpul suria plat datar asas.

Sinaran suria terserap dapat dikira setiap jam

menggunakan satu persamaan yang agak

panjang. Walau bagaimanapun, untuk

pengiraan yang boleh diterima dan hampir pada

pengiraan tepat, persamaan berikut boleh

digunakan;

Tpurata IS

iaitu ialah pekali kehantaran-keserapan

dan TI ialah sinaran tuju. Untuk

memudahkan pengiraan matematik, jumlahU

telah diperkenalkan yang mengambil kira

baziran terma disebabkan konduksi, perolakan

dan sinaran inframerah. Ia terbahagi kepada

tiga bahagian pengiraan asing iaitu baziran

terma dari atas pengumpul, baziran terma dari

pinggir pengumpul dan akhir sekali, baziran

terma dari belakang pengumpul. Apabila

tiap-tiap bahagian telah di kirakan, jumlahU

boleh didapati dengan persamaan berikut;

pinggirbelakangatasjumlah UUUU

Pengiraan baziran terma dari atas pengumpul

merupakan pengiraan yang agak remeh

kerana terdapat banyak faktor yang perlu

diambil kira, iaitu faktor perolakan dan

sinaran. Bagaimanapun, persamaan

empirikal berikut boleh digunakan dengan

sedikit ketakpastian sebanyak

CmW 23.0 ;

panel

penebat

Sinaran suria Plat penyerap

penutup

Terma Suria


1

1

,

,

w

e

fN

TT

TC

atash

NU

ump

mp

NfN

hN

TTTT

g

p

wp

umpump

133.01200591.0

1

22

,,

iaitu

Nhhf pww 07866.011166.0089.01

2000051.01520 C

untuk 700

untuk 9070 gunakan 70

mpTe

,

100143.0

N = bilangan kaca penutup

= sudut senget pengumpul dari garis

mengufuk

g = kepancaran kaca

p = kepancaran plat penyerap

= pemalar Stefan-Boltzmann

uT = suhu udara persekitaran ( K )

mpT , = suhu plat penyerap min ( K )

wh = pekali pemindahan haba bagi angin

( CmW 2)

Rintangan pengaliran haba dari pelakang

pengumpul adalah disebabkan oleh penebat

yang digunakan. Baziran terma dari belakang

pengumpul dikirakan dengan persamaan

berikut;

L

kU belakang

iaitu k dan L ialah konduktiviti terma dan

ketebalan penebat masing-masing.

Untuk kebanyakan pengumpul, penilaian

baziran terma bagi pinggir pengumpul boleh

menjadi kompleks. Baziran ini boleh

dianggarkan dengan menganggap bahawa

haba mengalir dalam satu arah ke sisi di

keseluruhan perimeter sistem pengumpul.

Persamaan berikut boleh digunakan untuk

mencari baziran terma dari pinggir

pengumpul;

C

bahanpinggir

A

UAU

iaitu bahan

bahan PDL

kUA

k = kekonduksian bahan di sisi

pengumpul

L = ketebalan bahan di sisi pengumpul

P = perimeter luar sistem pengumpul

D = ketebalan sistem pengumpul

Baziran terma dari pinggir pengumpul bagi

susunatur sistem pengumpul suria yang besar

selalunya boleh diabaikan tetapi bagi sistem

pengumpul suria yang kecil baziran ini

menjadi bererti. Contohnya, bagi sesuatu

sistem pengumpul yang agak besar berukuran

30 m2, mungkin akan mengalami baziran

terma dari pinggir sebanyak 1% daripada

keseluruhan baziran terma, iaitu termasuk

dari atas dan belakang. Bagaimanapun, bagi

sistem pengumpul berukuran 2 m2 (1 m 2

m) baziran ini menjadi lebih 5%.

2.6 Aplikasi Pengumpul Suria

2.6.1 Pemanas Air Suria

Bahagian utama bagi sistem pemanas air

suria ialah pengumpulnya, iaitu sinaran suria

diserap dan tenaga dipindahkan ke bendalir.

Kebanyakan sistem pemanasan air suria

terdiri daripada pengumpul plat datar kerana

pengumpul jenis ini menyerap kedua-dua

sinaran bim dan terserak. Ini bermakna jika

terdapat awan tebal di langit, pengumpul

masih dapat berfungsi dengan sinaran

terserak.

Elemen asas dalam pemanasan air suria dapat

disusun dalam banyak konfigurasi. Sistem

konfigurasi asas adalah seperti dalam Rajah

Terma Suria


2.10, iaitu pemanasan air pasif dengan sistem

pusingan lazim ditunjukkan (Duffie dan

Beckman, 1980). Satu tangki diletakkan di

atas pengumpul dan air mengalir secara

perolakan lazim apabila tenaga suria

menambahkan tenaga pada air dalam

pengumpul dan seterusnya menghasilkan

perbezaan ketumpatan yang menyebabkan

peredaran. Sistem yang menggunakan

perolakan lazim ini dipanggil sistem pemanas

air suria termosifon. Tenaga bantuan

digunakan apabila perlu dan diletakkan di

bahagian atas dalam tangki penyimpan

supaya menjamin bekalan air panas. Bagi

sistem yang menggunakan perolakan berdaya

seperti pam, tangki tidak lagi perlu diletakkan

di atas pengumpul.

Rajah 2.10. Sistem pusingan lazim pemanas air suria.

air panas ke beban

pengumpul

tangki

bantuan

tenaga

bekalan air sejuk

Terma Suria


Rajah 2.11 Contoh-contoh pemanas air suria di atas bangunan dan

rumah.

Terma Suria


2.6.2 Pemanas Udara Suria

Haba dari matahari boleh digunakan untuk

memanaskan udara bagi aplikasi pengeringan

hasil tanaman, contohnya, beras, kacang soya,

tanaman kekacang, daun teh, kayu dan

sebagainya. Banyak hasil penuaian tanaman di

dunia rosak sebagai akibat serangan kulat oleh

sebab pengeringan yang tidak sempurna.

Pengeringan tanaman bukan sahaja memerlukan

pengaliran haba tetapi juga pengaliran wap air.

Suhu bagi aplikasi pengeringan suria adalah

dalam julat berdekatan dengan suhu persekitaran

pada suhu stim bertekanan rendah. Keadaan ini

dapat dibekalkan oleh

pengumpul plat datar atau pengumpul

menumpu.

Operasi pemanas udara suria hampir sama

dengan pemanas air suria iaitu bendalir

dipanaskan secara bersentuhan dengan

permukaan penyerap sinaran. Kesan

prestasi khususnya daripada orientasi dan

baziran haba dari angin bagi kedua-dua

jenis pemanas ini tiada bezanya. Rajah

2.13 menunjukkan satu sistem konfigurasi

pemanas udara suria asas (Schubert dan

Ryan, 1981).

Rajah 2.12 Contoh pemanas air suria dari dekat.

ruang

yang

dipanaskan

udara

panas

udara

sejuk

geganti

kipas

pengesan

pengumpul

Rajah 2.13 Sistem pemanas udara suria

asas.

Terma Suria


Rajah 2.14 Contoh-contoh pengering makanan

suria.

2.6.3 Periuk Suria

Penggunaan periuk suria tidak menggunakan

sebarang jenis bahan api fosil dan pasti

memanfaatkan persekitaran. Oleh itu, ia tidak

akan mengeluarkan bahan pencemaran yang

merosakkan atmosfera dan secara tidak

langsung, menolong mengurangkan penipisan

lapisan ozon. Tambahan pula, tenaga suria

yang digunakan adalah percuma.

Terdapat tiga prinsip utama dalam penggunaan

periuk suria; iaitu asas pada sebarang jenis

bentuk periuk yang boleh direkabentuk,

contohnya jenis panel, parabolik atau model

kotak. Prinsip asas ini adalah seperti yang

berikut:

▪ Menghalakan seberapa banyak

sinaran cahaya matahari kepada

makanan yang hendak dimasak

dengan cara pantulan.

▪ Menukarkan gelombang cahaya

yang diperangkap kepada tenaga

haba.

▪ Menahan tenaga haba yang

diperangkap secara berkesan dengan

menggunakan penebat yang sesuai.

Pemantul pada periuk memainkan peranan

sebagai pengumpul yang menghalakan

tenaga suria secara optimum pada tapak

periuk. Tapak periuk suria boleh diperbuat

daripada kotak kayu yang ditebat. Haba

untuk memasak boleh mencapai kepanasan

antara C150 hingga C175 . Ia terhasil

apabila sinaran suria yang terpantul ke

dalam periuk, diserap oleh panel-panel sisi

dan tapak periuk yang dicat hitam. Untuk

memasak, penggunaan periuk hitam atau

gelap yang bertutup digalakkan, contohnya

jenis besi tuang, tembaga, enamel dan lain-

lain.

Selaraskan pemantul

supaya sinaran

memasuki kotak

Bagi rajah di atas sinaran memanaskan

periuk dan plat penyerap yang

seterusnya memanaskan air atau

makanan di dalam periuk.

Plat penyerap perlu ditinggikan sedikit

daripada tapak kotak untuk

mengurangkan baziran haba.

Terma Suria


Rajah 2.15 Contoh-contoh periuk suria jenis panel, kotak dan parabolik.

Terma Suria


2.6.4 Penyulingan Air Suria

Bagi tempat-tempat yang air tawar susah

diperoleh, contohnya, gurun dan kawasan

yang jauh dari sungai atau mata air,

penyulingan air suria boleh menjadi satu

alternatif untuk kegunaan sesebuah

masyarakat. Penyulingan air masin dari laut

atau dalam tanah kadangkala boleh

menjimatkan daripada menghantarkan air

tawar ke sesuatu tempat. Aplikasi

penyulingan air suria sudah lama

diperkenalkan sejak dari tahun 1870’an lagi

di negara Chile untuk menyediakan air

minum binatang dan mengairi tanaman

(Duffie dan Beckman, 1980).

Kolam atau besen hitam yang cetek digunakan

sebagai penakung air masin. Satu penutup

kedap udara lutsinar menutupi kolam tersebut

sepenuhnya, yang bentuknya menyerupai

kubah yang mencerun ke saluran penyimpan,

seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.16.

Sinaran suria yang menembusi penutup kolam

akan memanaskan air masin dalam takungan

dan menyejatkan air. Wap air akan

terkondensasi di permukaan dalam penutup

oleh perolakan terma dan seterusnya mengalir

ke dalam lembangan kondensasi (Twindell dan

Weir, 1986).

penebat

lembangan kondensasi

penutup lutsinar

- kondenser

kolam dengan air masin

Rajah 2.16. Keratan rentas satu penakung kolam suria.

Rajah 2.17 Contoh-contoh penyuling air suria.

Terma Suria


2.6.5 Pam Air Suria

Pertukaran tenaga suria kepada tenaga mekanik

telah lama diterokai sejak abad ke-19 lagi.

Perhatian awal adalah pada sistem terma-

mekanik suria yang bersaiz kecil lebih kurang

tidak melebihi 100kW dan objektifnya ialah

mengepam air. Salah satu penggunaan awal

pam air suria untuk pertanian adalah di Mesir

dalam tahun 1913. Beberapa perkembangan

yang menggunakan pengumpul menumpu

sebagai sumber stim pada enjin haba telah

banyak berjaya dan mengeluarkan hasil. Proses

pertukaran tenaga suria kepada tenaga mekanik

lebih kurang sama dengan proses tenaga suria

lain dan prinsip yang telah dibincangkan

terhadap sinaran, pengumpulan, pengumpul dan

jenis-jenis sistem ialah asas untuk

menganggarkan prestasi sistem terma suria.

Proses terma asas dalam pertukaran tenaga suria

kepada tenaga mekanik ditunjukkan dalam

Rajah 2.18. Tenaga dapat dikumpulkan dengan

sistem pengumpul plat datar atau menumpu dan

kemudiannya disimpan jika perlu atau terus

digunakan untuk mengoperasikan enjin haba.

Satu masalah yang berlaku dalam penggunaan

sistem ini ialah, kecekapan pengumpul merosot

apabila suhu operasinya meningkat sementara

kecekapan enjin meningkat apabila suhu

operasinya meningkat. Maksimum suhu

operasi pengumpul plat datar adalah rendah

dibandingkan dengan suhu input yang diingini

untuk menggerakan enjin haba. Ini boleh

menyebabkan kecekapan sistem menjadi

rendah jika pengumpul plat datar digunakan.

Banyak lagi aplikasi yang dapat diterokai

dengan tenaga terma suria, antaranya yang

tidak dibincangkan ialah pencahayaan siang

dalam sistem suria pasif, aplikasi pengaliran

haba dalam rekabentuk sesuatu bangunan,

penyejukan suria menggunakan teori sistem

penyejukan serapan; dan lain-lain. Aplikasi-

aplikasi ini berhubung rapat dengan

perancangan penggunaan tenaga yang cekap

dalam reka bentuk bangunan komersial atau

perumahan yang akan datang.

Tenaga suria di Malaysia mempunyai

keupayaan penerokaan yang tinggi sebagai

sumber tenaga alternatif kerana cuacanya yang

berpihak pada keadaan yang diperlukan.

Sumber tenaga diperbaharui melibatkan alam

persekitaran lazim, sementara bahan api fosil

dan nuklear menghasilkan operasi yang

memencilkan teknologi dengan persekitaran.

Pendidikan, perancangan, belanjawan dan

polisi industri negara seharusnya diselaraskan

untuk strategi baru ini. Dengan kesedaran

serta penglibatan banyak pihak dalam

menangani isu krisis tenaga, peralihan dalam

penggunaan tenaga diperbaharu boleh

memanjangkan hayat tenaga fosil yang ada

dan menjamin persekitaran yang bersih dan

kurang tercemar untuk kesejahteraan manusia

sejagat.

Pengumpul Plat

Datar atau Menumpu

dandang

tangki

Haba terlesap

Enjin

Haba

Rajah 2.18 Sistem pertukaran terma suria bagi pam air.

Terma Suria


Rajah 2.19 Contoh pam air suria menggunakan

pengumpul plat datar.

Rajah 2.20 Skematik pam air suria

menggunakan sistem pengumpul menumpu.

2.7 Rujukan

Angrist, S.W., 1982. Direct Energy

Conversion, 4th edition, Allyn and Bacon,

Boston, 4-32.

Duffie, J.A., Beckman, W.A., 1980. Solar

Engineering of Thermal Processes, John

Wiley & Sons, New York.

Schubert, R.C., Ryan, L.D., 1981.

Fundamentals of Solar Heating, Prentice-Hall,

New Jersey.

Fauziah Sulaiman, Ahmad Narulazam

Md.Zain 2000. Tenaga Terma Suria, Tenaga

Yang Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga,

Universiti Sains Malaysia, 12-20,

Kamarulazizi Ibrahim, Zul Azhar Zahid Jamal

(Ed.).

Twindell, J.W., Weir, A.D., 1986. Renewable

Energy Resources, E.&F.N. Spon, London,

115-129.

Fotovolta

CETREE - Buku Sumber Guru

35

3.Fotovolta

_______________________________________________________________________

3.1. Pendahuluan

Setiap pagi sinaran matahari memancar

menandakan bermulanya hari yang baru.

Silauan dari cahaya matahari

menyebabkan sakit mata memandang.

Pohon-pohon yang hijau kelihatan

semakin segar di bawah mandian cahaya

matahari tersebut. Apakah punca

kesegaran baru yang diperoleh oleh

tumbuh-tumbuhan yang hijau tersebut ?

Itulah proses fotosintesis. Foto bermaksud

cahaya dan sintesis bermaksud

menggabungkan. Pohon-pohon

mengunakan cahaya matahari untuk

mengabungkan air dan karbohidrat kepada

tenaga bagi penumbuhan.

Filem fotografi atau gambar ialah bahan

yang sensitif pada cahaya. Jika filem

gambar didedahkan pada cahaya akan

didapati ia berubah menjadi gelap selepas

pencucian. Kalau kecerahan cahaya dapat

dikawal dengan menggunakan kertas yang

berbeza warna, dan filem gambar

didedahkan pada tahap kecerahan yang

berbeza tersebut, maka selepas pencucian

boleh diperoleh beberapa tahap corak

kegelapan pada filem-filem gambar.

Rajah 3.1 Filem gambar.

Era teknologi maklumat ini mementingkan

penggunaan sumber tenaga elektrik untuk

memastikan berfungsinya alatan

komunikasi moden dan canggih.

Komputer, radio, televisyen, stereo dan

peralatan lain bergantung pada tenaga

elektrik untuk berfungsi.

Adakah mungkin bagi manusia untuk

melakukan perkara yang sama

sebagaimana tumbuh-tumbuhan ?

Menukarkan cahaya pada bentuk tenaga

yang berguna seperti tenaga elektrik.

Pada tahun 1890, seorang ahli Fizik

Perancis, Jacques Becquerel, telah

mendapati apabila sesetengah bahan

terkena cahaya matahari, mereka akan

menjana arus elektrik yang kecil. Arus

kecil yang diperoleh ini ialah permulaan

pada peranti yang boleh menukarkan dari

cahaya kepada tenaga elektrik. Peranti

yang mempunyai fungsi ini hanya mula

dilihat dari sudut pembekal tenaga elektrik

oleh Makmal Bell pada tahun lima

puluhan semasa menjalankan kajian ke

atas transistor. Peranti ini dipanggil sel

suria atau sel fotovolta. Dimana foto

bermaksud cahaya dan volta bermaksud

keupayaan elektrik.

Transistor ialah dua diod yang disambung

belakang dengan belakang iaitu sebagai

pnp atau npn. Jika satu diod didedahkan

pada cahaya matahari maka akan didapati

arus kecil mengalir keluar dari diod

tersebut tanpa memerlukan satu bekalan

kuasa elektrik luar disambungkan (contoh

bateri dll). Biasanya sel suria ialah diod pn

yang telah dibina supaya

mengoptimumkan output tenaga elektrik

daripadanya. Matahari menjadi sumber

pada penjanaan tenaga elektrik dari sel

suria.

3.1.1 Kelebihan Dan Kekurangan Sel

Suria

Penggunaan sel suria sebagai pembekal

tenaga elektrik mempunyai beberapa

kelebihan. Tenaga elektrik yang diperolehi

dari matahari adalah senyap dan tidak

menyebabkan pencemaran alam seperti

membakar minyak, diesel, arang batu,

kayu dan juga tidak menghabiskan

sumber-sumber asli yang berguna.

Matahari adalah percuma dan tidak

mempunyai had. Satu hari harga

mendapatkan minyak dan arang batu dunia

Fotovolta


36

akan meningkat sehingga tidak mungkin

untuk diperolehi dan digunakan

sebagaimana sekarang ini tetapi tidak

begitu bagi matahari. Sel suria tidak

mempunyai bahagian yang bergerak yang

memerlukan servis atau barang ganti. Ia

satu peranti pepejal.

Sel suria membekal tenaga elektrik apabila

ia diperlukan. Ia baik untuk satu

kedudukan yang terpencil kerana tidak

memerlukan grid kuasa jarak jauh yang

mahal. Sel suria biasanya diletakkan diatas

bumbung oleh sebab itu tidak memerlukan

kawasan tanah tambahan. Tenaga yang

dijanakan tidak tertumpu pada satu tempat,

maka dengan itu tidak perlu dilindungi

dari peperangan atau kumpulan subersif.

Penggunaan sel suria sebagai pembekal

tenaga elektrik ada mempunyai beberapa

kelemahan. Sel suria hanya akan berfungsi

pada siang hari sahaja. Pada malam hari

apabila tidak ada cahaya matahari sel suria

tidak akan menjana tenaga elektrik. Bagi

kegunaan sebelah malam sel suria perlu

digandingkan dengan penyimpan tenaga

elektrik seperti bateri. Harga sel suria

adalah agak mahal pada awalnya tetapi

jika dikira jumlah tenaga elektrik yang

dibekalkan bersama dengan masa hayat sel

suria yang lebih daripada dua puluh tahun

ditambah dengan tidak memerlukan

bayaran penyelenggaraan seperti minyak

dan lain-lain, pada jangka masa yang

panjang harganya adalah lebih murah.

3.1.2 Penggunaan Sel Suria

Senarai yang berikut menerangkan

beberapa penggunaan utama sel suria bagi

bekalan kuasa elektrik.

▪ Lampu rumah, televisyen, pemain

kaset, radio dan peralatan kecil.

Lampu pada malam hari adalah

penting untuk pendidikan, kerja

tangan dan aktiviti sosial.

Televisyen, radio dan sistem

stereo pula berguna kepada

penduduk luar bandar yang

memerlukan maklumat dan

hiburan.

▪ Industri kecil dan institusi.

Sekolah dan perniagaan kecil di

luar bandar menggunakan elektrik

suria untuk menghidupkan lampu,

mesin jahit, kalkulator, peralatan

kecil, komputer, mesin taip dan

sistem keselamatan.

▪ Telekomunikasi. Biasanya sistem

telekomunikasi dibina di tempat

terpencil tanpa kewujudan bekalan

kuasa elektrik, sistem fotovolta

boleh membekalkan kuasa elektrik

tersebut pada radio, pengulang

terpencil, dan peralatan pemantau

cuaca.

▪ Peti ais vaksin dan lampu bagi

pusat kesihatan. Sistem elektrik

suria banyak digunakan bagi peti

ais vaksin di pusat kesihatan

terpencil. Peti ais tersebut

digunakan juga bagi membekukan

ketulan ais dan menyimpan

plasma darah dalam keadaan

sejuk. Organisasi Kesihatan

Sedunia (WHO) menyokong

penggunaan sistem elektrik suria

ini.

▪ Pengepaman air. Susunatur modul

sel suria disambungkan pada pam

elektrik untuk mengepam air dari

sungai dan telaga. Air ini boleh

digunakan bagi tujuan minuman,

pembasuhan, penggunaan kerja

rumah lain dan projek pengairan

kecil.

▪ Pagar elektrik dan lain-lain

kegunaan. Pagar elektrik yang

boleh menghindarkan binatang liar

dari ladang dan taman haiwan

boleh di kuasakan oleh elektrik

suria. Kegunaan biasa lain seperti

lampu jalan, tanda jalan, alat

pembantu pengemudian kapal,

sistem keselamatan dan kawalan

batang paip dari kakisan.

Fotovolta


37

3.2 Teori

Sel suria ialah peranti keadaan pepejal

yang berasaskan bahan semikonduktor. Ia

tidak mempunyai bahan bergerak untuk

berfungsi dan tidak mengeluarkan asap

atau pun bunyi semasa berfungsi. Yang

diperlukan hanyalah cahaya. Cahaya

tersebut mungkin datang dari matahari,

lampu ata pun lilin.

Sel suria juga dipanggil sel fotovolta atau

nama ringkasnya sel PV. Sebagai satu

peranti keadaan pepejal, ia tidak

memerlukan sebarang penyelenggaran

sebagai contoh mengisi minyak dan

sebagainya. Cahaya yang diperolehi secara

percuma dari matahari dapat

menggantikan minyak. Sel suria dapat

berfungsi (masa hayat) selama lebih

daripada dua puluh tahun.

Gabungan beberapa sel suria yang

disambung secara bersiri atau selari

dinamakan modul suria. Jika modul suria

disambungkan pula secara bersiri atau

selari, maka ia dinamakan sebagai

susunatur suria.

Rajah3.1 Daripada sel suria kepada modul

dan seterusnya susunatur.

3.2.1 Bagaimana Sel Suria Berfungsi

Unsur silikon ialah bahan semikonduktor

yang banyak digunakan untuk

mengfabrikasikan sel suria. Bahan

semikonduktor lain yang juga digunakan

ialah selenium, kadmium sulfit, galium

arsenida dan kadmium telurida. Sel suria

bergantung pada sifat elektrik khas bahan

semikonduktor, iaitu membolehkan bahan

ini bertindak sebagai penebat dan

pengkonduksi. Semikonduktor ialah bahan

yang mempunyai dua pembawa cas iaitu

pembawa cas negatif yang dipanggil

elektron dan pembawa cas positif yang

dipanggil lohong. Kepingan-kepingan

silikon yang telah didopkan dengan

bendasing menyebabkannya mempunyai

satu jenis pembawa melebihi daripada

yang lagi satu. Jika pembawa majoriti

ialah elektron, semikonduktor ini adalah

jenis n, manakala jika lohong ialah

pembawa majoriti, semikonduktor ialah

jenis p. Apabila kedua-dua jenis

semikonduktor ini digabungkan

membentuk simpangan pn, satu medan

elektrik akan terbina di simpangan

tersebut, maka ia membolehkan tenaga

suria "kumpul" dan "tolak" elektron yang

tercabut dalam sel untuk mengeluarkan

arus elektrik.

Sinaran suria adalah terdiri daripada

berjuta-juta zarah bertenaga tinggi yang

dipanggil foton. Setiap foton membawa

satu kuantiti tenaga (mengikut

jarakgelombang); setengah foton

mempunyai tenaga lebih tinggi daripada

yang lain. Apabila satu foton yang

mempunyai tenaga yang mencukupi

melanggar atom silikon di dalam sel suria,

ia akan melanggar elektron paling luar

silikon dan elektron tersebut tercabut

daripada orbitnya mengelilingi nukleus,

membebaskannya untuk bergerak

menyeberangi medan elektrik sel. Apabila

elektron-elekton telah menyeberangi

medan, elektron ini tidak boleh kembali

balik. Semakin banyak elektron

menyeberangi medan sel, maka bahagian

belakang sel akan membentuk cas negatif.

Jika satu beban di sambungkan di antara

terminal negatif dengan positif sel, maka

elektron-elektron akan mengalir sebagai

Fotovolta


38

arus. Dengan itu, tenaga suria (dalam

bentuk foton) secara berterusan mencabut

elektron-elektron silikon daripada orbit

dan "menolak" elektron-elektron melalui

dawai. Lagi kuat keamatan cahaya

matahari, lagi kuat arus mengalir. Jika

cahaya berhenti daripada melanggar sel,

aliran arus berhenti serta merta.

3.2.2 Teknologi Sel Suria

Ada beberapa jenis sel suria yang dapat

diperolehi iaitu sel yang diperbuat

daripada silikon monohablur, polihablur

dan amorfus. Monohablur merujuk sel

yang dipotong daripada satu hablur

tunggal silikon (hablur adalah keadaan

yang diambil oleh unsur-unsur pada

keadaan tertentu; hablur silikon

diwujudkan bagi industri komputer).

Polihablur merujuk sel daripada hablur

yang banyak. Sel jenis amorfus diperbuat

daripada silikon yang bukan dalam bentuk

hablur.

Sel suria mono dan polihablur ialah wafer

silikon yang dipotong daripada silinder

hablur silikon mengunakan gergaji tepat.

Semasa proses pemotongan, jumlah hablur

hilang sebagai habuk hampir sama dengan

yang dipotong pada sel. Wafer ini

kemudiannya mengalami tindak balas

kimia di dalam relau untuk meningkatkan

sifat-sifat elektriknya dan seterusnya

salutan antipantulan dikenakan diatas

permukaannya, keadaan ini bertujuan

menggalakkan penyerapan sinaran dengan

lebih berkesan. Dawai nipis logam di

metrikan dimuka hadapan sel dan ini

membentuk sentuhan positif, manakala

lapisan logam yang memenuhi belakang

sel sebagai sentuhan negatif.

Sel monohablur mempunyai kecekapan

11-16% (iaitu jika sinaran suria melanggar

sel pada sudut tegak dengan keamatan

1000 W/m2, maka 110 ke 160 Watt setiap

m2 sel suria ditukarkan ke elektrik). Sel

monohablur adalah stabil secara kimia,

maka ia dapat bertahan lama. Sel

monohablur adalah yang pertama

dibangunkan secara komersial.

Sel polihablur (multihablur) mempunyai

kecekapan yang lebih rendah (iaitu 9-

13%). Sebagaimana sel monohablur, sel

polihablur juga mempunyai masa hayat

yang panjang, dan tidak merosot dengan

masa. Sel ini dipotong daripada acuan

jongkong silikon polihablur. Sel

monohablur mempunyai satu corak warna,

manakala permukaan polihablur

mempunyai warna corak berganda.

Sel amorfus (filem nipis) tidak

menggunakan silikon dalam bentuk

hablur. Sebaliknya, bahan silikon

dimendapkan k eatas gelas atau

permukaan plastik sebagai satu filem

nipis. Permukaan itu kemudiannya

dibahagi-bahagikan kepada beberapa sel

dan ditambahkan sambungan elektrik.

Modul amorfus boleh dikeluarkan pada

harga yang lebih murah daripada sel poli

dan monohablur. Sel suria yang digunakan

pada permainan kanak-kanak, kalkulator

dan jam biasanya diperbuat daripada

bahan silikon amorfus. Kecekapan sel

amorfus adalah di antara 3 dengan 6%.

Silikon amorfus merosot dengan masa

iaitu apabila ia menjadi lebih tua sel

amorfus akan mengeluarkan kuasa yang

berkurangan. Ia merosot lebih kurang 20

% daripada kuasa asal sebelum menjadi

stabil.

3.2.3 Kekadaran Modul

Beberapa sel suria yang disusun secara

bersiri dan selari dipanggil modul suria.

Modul suria terkadar berdasarkan output

maksimum atau kuasa puncak. Kuasa

puncak, Wp , ditakrifkan sebagai jumlah

kuasa sesuatu modul suria boleh bekal

pada waktu tengah hari hari terang ketika

ia mengarah terus kepada matahari pada

KUP (Keadaan Ujian Piawaian - 1000

W/m2, 25o C dan jisim udara 1.5).

Kekadaran kuasa puncak ini dibekalkan

oleh pengeluar atau pembekal. Modul

selalunya mempunyai kuasa yang kurang

daripada kurang puncak kekadaran dalam

lapangan.

3.2.4 Output Sel Suria

Setiap sel suria dan modul suria

mempunyai ciri-ciri operasi yang dapat

diterangkan dengan lengkungan arus

voltan atau lebih dikenali sebagai

Fotovolta


39

lengkungan IV. Lengkungan IV ini

digunakan untuk membandingkan modul

suria dan juga menentukan kebolehan pada

beberapa tahap insolasi dan suhu.

Ada beberapa titik penting pada

lengkungan IV;

ISC, arus litar pintas, ialah arus

yang diukur menggunakan ameter

yang disambungkan kepada

terminal positif dan negatif modul

semasa matahari terang. Hal ini

ialah nilai maksimum yang dapat

dikeluarkan oleh modul.

VOC, voltan litar terbuka,ialah

voltan yang diukur menggunakan

voltmeter yang disambungkan

kepada terminal positif dan negatif

modul semasa matahari terang.

Hal ini adalah voltan maksimum

yang dapat dikeluarkan oleh

model ini.

PM, titik kuasa maksimum, ini

ialah satu titik di lengkungan IV

iaitu modul membekalkan kuasa

terbesar (terkadar maksimum).

Adalah penting bagi modul

berfungsi pada atau berdekatan

dengan titik ini.

Rajah 3.3 Ciri IV sel suria

Dua parameter lagi dapat diperoleh dari

titik penting pada lengkungan IV ini; iaitu

faktor isi, FF, dan kecekapan, .

Faktor isi, FF = PM / (VOC x ISC) ,

ialah nisbah luas segi empat tepat yang

dapat diperoleh di bawah lengkungan IV

kepada hasil darab VOC dan ISC .

Kecekapan, PM / Pin = (VOC x ISC x FF)

/ (kuasa suria tuju)

Formula ini merupakan nisbah tenaga

suria yang dapat ditukarkan kepada tenaga

elektrik oleh sel suria atau modul suria.

Output sel atau modul suria berubah

dengan perubahan berikut;

▪ Jumlah sinaran matahari.

Output sel suria dikawal oleh

keamatan sinaran suria yang jatuh

ke atasnya. Output arus yang

diperoleh berkadar secara terus

dengan keamatan cahaya; iaitu

jika sinaran suria dikurangkan

sebanyak separuh maka output

arus sel akan berkurangan

separuh. Sinaran yang rendah juga

mengurangkan voltan di mana

arus dikeluarkan. Lindungan awan

merupakan contoh berlakunya

kekurangan keamatan sinaran

suria selain waktu pagi atau

petang.

Rajah 3.4 Perubahan ciri IV dengan

keamatan suria.

▪ Suhu sel suria

Sel suria memberikan output yang

rendah apabila semakin panas.

Keadaan ini berbeza dengan

peranti terma suria. Bagi sel suria

monohablur, output kuasa

berkurangan sebanyak 0.5% bagi

setiap darjah centigrade. Semasa

matahari terik, suhu sel suria

selalunya 20o C lebih panas dari

Fotovolta


40

suhu termometer. Kesan utama

perubahan kuasa ini berlaku pada

output voltan.

Rajah 3.5 Kesan suhu terhadap sel suria

▪ Keluasan sel

Sel suria dapat diperoleh dalam

beberapa saiz. Semua jenis sel

suria silikon menjana beza

keupayaan lebih kurang 0.5 volt

dalam operasi biasa. Arus yang

dikeluarkan oleh sel suria

bergantung pada saiz dan jenis.

Satu sel suria monohablur 10 sm

persegi mengeluarkan arus lebih

kurang 3.5 ampere di bawah

Keadaan Ujian Piawaan.

▪ Jumlah sel dalam modul

Modul suria dapat diperoleh

dalam kekadaran beberapa voltan

atau kuasa. Bagi mengecas bateri

12 volt, modul mesti mengandungi

di antara 30 dengan 36 sel suria

yang disambung secara bersiri.

Sekurang-kurangnya 33 sel suria

perlu ada untuk mengecas bateri

12 volt pada keadaan suhu panas

melebihi 35o C.

3.3 Sistem Bekalan Elektrik Suria

Sistem bekalan elektrik suria terdiri dari

beberapa komponen iaitu matahari sebagai

sumber tenaga, sel suria atau modul suria

sebagai penjana kuasa elektrik,

pensyaratan kuasa bagi kawalan sistem

dan bateri sebagai simpanan kuasa elektrik

jika diperlukan.

Setiap komponen ini adalah penting bagi

memastikan bekalan kuasa elektrik tidak

terputus atau tidak mencukupi. Kuasa

elektrik suria dibekalkan dalam bentuk

arus terus, tetapi kebanyakkan alatan

elektrik menggunakan arus ulang-alik.

Bagi membolehkan sistem bekalan

elektrik suria menghidupkan peralatan

arus ulang-alik satu peranti yand

dinamakan penyongsang perlu digunakan.

Rajah 3.6 Sistem Bekalan Elektrik Suria.

3.3.1 Kedapatan sinaran suria

Kedapatan sinaran suria setempat dapat

diperoleh dari Jabatan Kajicuaca. Banyak

data sinaran yang dapat diperoleh di sini.

Data yang boleh diperolehi sebagai

contohnya ialah jumlah jam nilai keamatan

puncak iaitu jangka waktu sinaran suria

mempunyai nilai sama dengan 1000 Wm-2.

Nilai ini digunakan untuk menganggarkan

sistem bekalan elektrik suria yang sesuai.

Data yang lebih tepat adalah min bulanan

insolasi harian dalam unit kWm-2.

3.3.2 Pengsyaratan kuasa

Pengsyaratan kuasa adalah terdiri daripada

sistem elektronik ynag digunakan untuk

mengawal keselamatan sel suria atau

modul suria dan bateri daripada rosak

yang berpunca dari penggunaan beban

berlebihan atau lindungan awan. Biasanya

sistem elektronik ini terdiri daripada fius,

suis, diod penghalang, penanda LED,

nyahsambung voltan rendah dan pengatur

cas.

3.3.3 Bateri

Bateri diperlukan jika bekalan kuasa

elektrik digunakan pada waktu malam

iaitu pada ketika tidak ada cahaya

Fotovolta


41

matahari. Sel suria tidak menyimpan

tenaga. Bateri berfungsi sebagai

penyimpan tenaga elektrik dalam bentuk

tenaga kimia. Bateri akan dicaskan pada

siang hari menggunakan sel suria dan

dinyahcaskan pada malam hari bagi

membekalkan kuasa elektrik seperti

lampu, televisyen dan lain-lain alatan

elektronik yang lain.

3.3.4 Penyongsang

Penyongsang ialah peranti elektronik yang

boleh menukar arus terus kepada arus

ulang-alik.

3.4 Eksperimen

Beberapa eksperimen yang dapat

membantu memahami beberapa konsep

yang telah dibincangkan dalam bab ini

disenaraikan seperti yang berikut;

1. Membuat sel suria kimia, dalam

eksperimen ini satu sel suria yang

berasaskan larutan kimia akan

difabrikasikan. Eksperimen ini

akan menunjukkan bagaimana sel

suria apabila didedahkan pada

cahaya akan menyebabkan arus

mengalir.

2. Membuat bateri, dalam

eksperimen ini satu bateri yang

dapat menjanakan kuasa elektrik

apabila disambungkan kepada

beban akan dibina. Konsep

penggunaan bateri sebagai sumber

elektrik akan dapat dilihat.

3. Lampu suria, dalam eksperimen

ini beberapa sumber cahaya akan

disambungkan pada sel suria dan

apabila ada cahaya yang

mencukupi maka lampu-lampu

akan menyala tetapi jika tidak ada

cahaya yang mencukupi lampu

akan padam.

4. Arus, voltan dan kuasa, dalam

eksperimen ini beberapa sel suria

akan disambungkan secara bersiri

dan selari. Arus dan voltan akan

berubah mengikuti corak

sambungan tetapi kuasa akan tetap

sama jika jumlah sel suria tidak

berubah.

3.4.1 Membuat sel suria kimia.

Sel suria kimia ialah peranti yang menjana

arus elektrik apabila didedahkan kepada

cahaya. Peranti ini digunakan dalam

kamera, sistem keselamatan dan

televisyen. Kamera automatik

menggunakan sel cahaya untuk

menentukan jumlah cahaya yang dapat

diperoleh dan menyalakan lampu secara

automatik apabila cahaya kurang.

▪ Bahan yang diperlukan

o Bikar 250 ml.

o Plat kecil bersaiz sama kuprum dan

plumbum.

o Galvanometer.

o Asid Nitrik.

o Lampu meja.

o Dawai.

o Pembakar bunser

▪ Kaedah

o Panaskan plat kuprum di atas

pembakar menggunakan sepasang

tong sehingga plat kuprum disaluti

oleh kuprum oksida dan bertukar

warna hitam.

o Sejukkan plat tersebut dan

masukkan ke dalam asid nitrik.

Selepas beberapa ketika akan anda

perhatikan bahawa satu lapisan

merah oksida kuprus akan

terbentuk.

o Buatkan satu larutan plumbum

nitrat dalam air di dalam bikar.

o Masukkan plat plumbum dan

kuprum ke dalam bikar.

o Sambungkan kedua-dua plat

kepada galvanometer menggunakan

dawai.

o Pasangkan lampu meja dan

letakkan supaya cahaya terfokus

kepada plat kuprum, galvanometer

akan terpusing. Apabila cahaya

dipadamkan jarum galvanometer

kembali keasal. Keadaan ini

menunjukkan bahawa arus elektrik

terjana apabila cahaya tertuju pada

kuprus oksida.

Fotovolta


42

Rajah 3.7 Membuat sel suria kimia.

3.4.1 Membuat bateri.

Bateri kering ialah objek yang banyak

digunakan di rumah. Kita menggunakan

bateri kering dalam jam tangan, lampu

suluh, radio dan juga pengawal jauh

televisyen. Bateri kering membekalkan

keperluan kuasa elektrik peranti-peranti

ini. Bateri kering biasanya berbentuk

silinderan daripada zink. Satu rod karbon

dimasukkan di tengahnya dan di

sekelilingnya disaluti dengan manganese

dioksida dan ammonium klorida. Jika

kedua-dua hujung bateri disambungkan

kepada satu lampu melalui dawai, lampu

tersebut akan menyala disebabkan aliran

arus.


o Plat karbon kecil.

o Plat zink kecil.

o Manganese dioksida.

o Serbuk kanji.

o Ammonium klorida

o Kapas

o Dawai kuprum

o Dua klip logam

o Satu lampu 1.5 volt dan pemegang

lampu.

▪ Kaedah

o Buatkan adunan kanji dengan

mencampurkan kanji dengan air dan

seterusnya dipanaskan. Tambahkan

secukup manganese dioksida ke

dalam adunan kanji supaya menjadi

adunan pekat manganese dioksida.

o Sapukan adunan manganese

dioksida secara seragam d iatas plat

zink. Ambil kapas dan ratakan

supaya menyamai bentuk plat zink.

Rendamkan kapas ini ke dalam

larutan ammonium klorida.

Kemudian tambahkan satu lapisan

lagi adunan manganese dioksida di

atas kapas.

o Sekarang letakkan plat karbon di

atas lapisan manganese dioksida.

Maka dengan itu bateri telah sedia

untuk digunakan.

o Bagi melihat bateri berfungsi,

sambungkan dawai kepada dua

hujung pemegang lampu dan

sambungkan hujung lagi satu ke plat

karbon dan zink dengan

menggunakan klip logam. Lampu

akan menyala.

Rajah 3.8 Bateri Kering.

3.4.2 Lampu suria

Lampu suluh biasa dinyalakan dengan

menggunakan bateri. Lampu yang sama

juga boleh dinyalakan dengan

mengunakan sel suria.


o Empat Sel suria

o Dawai kuprum

o Dua klip logam

o Satu lampu 1.5 volt dan pemegang

lampu.

Fotovolta


43

▪ Kaedah.

o Satu hujung dawai disambungkan

kepada pemegang lampu dan hujung

lagi satu disambungkan dengan klip

kepada sel suria. Dedahkan sel suria

kepada sinaran matahari, lampu

akan menyala apabila cahaya

matahari terang. Apabila matahari

mendung lampu menjadi malap.

Rajah 3.9 Sel suria menyalakan lampu. 3.4.3 Arus, voltan dan kuasa

Arus, voltan dan kuasa ialah parameter

penting d idalam menilai kesesuian sistem

bekalan elektrik suria. Pengukuran nilai

arus dan voltan dapat memberikan nilai

kuasa. Peralatan elektrik mempunyai

kekadaran yang tertentu. Jika kekadaran

ini tidak dipenuhi alatan tersebut tidak

akan berfungsi.


o Enam sel suria.

o Ammeter.

o Voltmeter.

o Dawai kuprum

o Klip logam.

▪ Kaedah

o Sel-sel suria disambungkan secara

bersiri (sambungkan terminal positif

dengan terminal negatif).

Sambungkan pula ammeter dan

voltmeter bagi pengukuran arus (IS)

dan voltan (VS).

o Sel-sel suria disambungkan secara

selari (sambungkan terminal positif

dengan terminal positif).

Sambungkan pula ammeter dan

voltmeter bagi pengukuran arus (III)

dan voltan (VII).

Maka akan didapati bahawa IS < III , VS >

VII dan PS = PII .

Rajah 3.10 Sel suria disambung secara

bersiri dan selari.

3.5 Kesimpulan

Fenomena fotovolta dapat digunakan untuk memberikan bekalan kuasa elektrik yang stabil dan modular. Pembekal tenaga yang tidak menyebabkan pencemaran udara, bunyi dan penglihatan sesuai digunakan di mana-mana tempat yang diperlukan dan tidak memerlukan talian grid voltan tinggi untuk membawa tenaga elektrik dari satu tempat ke satu tempat yang lain. Sumber tenaga daripada mataharilah yang berkekalan dan tidak mempunyai masalah dari segi penyelenggaraan, percuma dan sahabat alam.

3.6 Rujukan

Kamarulazizi Ibrahim dan Zul Azhar Zahid Jamal, Tenaga Yang Boleh Diperbaharu dan Kecekapan Tenaga, CETREE, 2000

Kamarulazizi Ibrahim dan Zul Azhar Zahid Jamal, Eksperimen Sains Untuk Sekolah Menengah: Tenaga Yang Boleh Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga, CETREE, 2000.

Matthew Buresch, Photovoltaic Energy Systems, McGraw-Hill, 1983.

Chenming Hu and Richard M.White, Solar Cells: From Basics to Advance Systems, McGraw-Hill, 1983.

Simon Roberts, Solar Electricity, Prentice Hall, 1991

C.H. Lau, W.S. Tai and K. Ibrahim, Low Cost Solar Street Lighting, Proceeding of World Renewable Energy Congress’99, 1999, 259 – 260.

K.C. Neoh, H.L. Wan and K. Ibrahim, Solar Powered Insect Light Trap for Pest Control in Food Cultivation, Proceeding of World Renewable Energy Congress’99, 1999, 261 – 262. http://www.education.eth.net/experiments

http://www.education.eth.net/experiments

Biojisim

CETREE – Buku Sumber Guru 44

4. Biojisim

4.1 Pendahuluan

Dimusim cuti persekolahan anda mungkin

melancong di dalam negeri atau menziarah

kaum keluarga yang tinggal berjauhan.

Pernahkah keluarga anda singgah di sesuatu

kawasan yang terdapat ramai penjaja makanan

tradisi melakukan perusahaan mereka?

Adakah anda perhatikan apakah yang mereka

gunakan untuk menyalakan api?

Sudah pasti ada di antara mereka yang

menggunakan kayu api.

Kayu api adalah satu daripada sumber tenaga

biojisim yang terdapat di negara kita dan biasa

digunakan untuk memasak. Kita biasa

memerhatikan berbagai jenis makanan tradisi

seperti lemang, keropok lekor, dodol, ketupat,

ayam dan ikan bakar dan sebagainya dimasak

dengan pembakaran kayu atau arang.

Bahan bakar atau bahan api biojisim yang lain

seperti tempurung, sabut dan pelepah kelapa

juga kerap digunakan.

Penggunaan bahan api biojisim tidaklah terhad

di kawasan-kawasan luar bandar sahaja. Di

bandar-bandar besar seperti Kuala Lumpur,

Ipoh, Pulau Pinang, Johor Bahru terdapat juga

gerai-gerai satay atau ikan bakar yang meng-

gunakan arang sebagai bahan api.

Ramai orang yang menganggap bahawa

makanan yang dimasak menggunakan api kayu

atau arang itu mempunyai keenakan yang

istimewa. Adakah kegunaan sumber tenaga

biojisim hanya untuk memasak sahaja?

Dalam Bab ini kita pelajari apakah dia, sifat-

sifatnya, penghasilan, penggunaan, keistime-

waan dan kelemahan sumber tenaga biojisim.

Penggunaan sumber tenaga biojisim sebagai

satu daripada sumber tenaga komersial adalah

sebahagian daripada dasar tenaga negara.

Kesedaran dan pengetahuan tentang sumber-

sumber tenaga biojisim yang wujud di negara

kita serta tentang teknologi yang sedia ada bagi

menggunakannya boleh menyediakan

masyarakat untuk menerima penggunaan

sumber tersebut dengan lebih meluas dan lebih

bertanggungjawab lagi.

4.2 Apakah Biojisim?

Biojisim adalah bahan organik yang terhasil

dari proses hidupan atau tumbuhan. Dalam

bab ini tumpuan diberikan kepada biojisim

yang terhasil dari tumbuhan. Walau

bagaimana pun biojisim yang terhasil

daripada hidupan tidak kurang juga

menfaatnya kepada manusia.

Untuk dijadikan sumber tenaga, biojisim itu

mestilah boleh ada secara berterusan. Dengan

kata lain sumber itu boleh diperbaharui

dengan usaha manusia sama ada secara

terancang atau secara kebetulan sahaja.

Contohnya dalam industri minyak kelapa

sawit sabut buah kelapa sawit yang telah

diperah minyaknya digunakan sebagai bahan

api untuk menjalankan kilang minyak

tersebut. Dalam hal ini sabut itu terhasil

secara kebetulan sahaja dan ia dinamakan

hasil sampingan atau hasil buangan proses

menghasilkan minyak kelapa sawit. Selagi

kegiatan menanam dan mengeluarkan minyak

kelapa sawit dijalankan di negara kita selagi

itulah sabut buah kelapa sawit itu akan terus

terhasil sebagai hasil sampingan dan boleh

digunakan sebagai sumber tenaga yang

diperbaharui.

Di kilang papan dan kilang perabot terdapat

reja-reja dan keratan kayu serta habuk gergaji

yang terhasil sebagai hasil sampingan dan

boleh juga digunakan sebagai sumber tenaga.

Dalam Jadual 1 disenaraikan biojisim yang

terhasil dari beberapa aktiviti di negara kita

yang boleh dijadikan sumber tenaga.

4.2.1 Tanaman Untuk Sumber Tenaga

Di beberapa negara di Amerika Utara,

Amerika Selatan dan Eropah ahli-ahli sains

mengkaji kemungkinan menanam tumbuhan

tertentu semata-mata untuk dijadikan sumber

tenaga.

Ada tumbuhan jenis kayu yang digunakan

sebagai bahan api dengan cara dibakar.

Tumbuhan jenis kayu boleh juga digunakan

untuk menghasilkan gas.

Biojisim

CETREE – Buku Sumber Guru

45

Ada pula tumbuhan yang boleh menghasilkan

minyak yang boleh digunakan sebagai bahan

api.

Pernahkah anda terbaca dalam akhbar

berkenaan dengan usaha Institut Penyelidikan

Minyak Kelapa Sawit (PORIM) mengkaji

kegunaan minyak kelapa sawit sebagai

pengganti minyak disel untuk menjalankan

kereta?

Ada juga tumbuhan jenis bijirin atau yang

mengeluarkan cecair seperti tebu. Cecair

tumbuhan atau bijirin itu boleh difermentasi

(ditapaikan) menghasilkan sejenis alkohol

yang boleh digunakan sebagai bahan api

untuk menggantikan minyak.

Di Brazil alkohol yang terhasil dari fermentasi

air tebu digunakan menggantikan minyak

petrol untuk menjalankan kereta.

Jadual 1. Beberapa jenis biojisim yang

terdapat di Malaysia

Aktiviti Jenis

Tumbuhan

Bahagian

Tumbuhan yang

terbuang dan

boleh dijadikan

sumber tenaga

Pertanian Padi

Jerami (daun dan

batang padi

kering); Sekam

Padi

Kelapa Pelepah dan

daun;

Tempurung;

Sabut

Koko Dahan dan

ranting

(cantasan); Kulit

buah

Getah Dahan dan

ranting; Batang

(tanam semula)

Kelapa Sawit Pelepah dan

daun; Sabut;

Tempurung;

Tandan

Kilang

Papan

Kayu Hutan Kulit kayu; Reja

kayu; Habuk

gergaji

Kilang

Perabot

Kayu gergaji Reja kayu;

Habuk gergaji

dan ketam

Belukar

dan hutan

sekunder

Bermacam

jenis kayu

Batang; dahan

dan ranting

4.2.2 Najis Haiwan Sebagai Sumber Tenaga

Najis haiwan seperti tahi lembu dan ayam

juga dikira sebagai sumber tenaga biojisim.

Di benua India tahi lembu adalah bahan api

tradisi yang banyak digunakan hingga ke hari

ini.

Tahi lembu dikeringkan dengan menjemur di

tempat panas dan apabila kering ia disimpan

dan apabila diperlukan ia dibakar untuk

memasak dan juga memanaskan ruang pada

musim sejuk.

Di negara kita tahi lembu belum digunakan

sebagai sumber tenaga kerana ada banyak

bahan lain yang boleh digunakan seperti yang

dilihat dalam Jadual 1.

Pada hari ini ada kaedah baru mendapatkan

sumber tenaga dari najis haiwan. Kaedah ini

dinamakan fermentasi anaerobik. Fermen-

tasi anaerobik berlaku apabila najis haiwan

atau bahan organik lain yang berair disimpan

dalam bekas yang tidak berudara. Bakteria

akan mencernakan bahan organik itu

menghasilkan sejenis gas yang boleh dibakar

yang dinamakan biogas.

Kaedah ini pada mulanya banyak digunakan

secara kecil-kecilan di negeri Cina, India dan

Afrika. Binaan tangki fermentasi anaerobik

adalah seperti dalam Rajah 4.1.

Di Denmark, iaitu sebuah negara penternakan

yang maju di utara Eropah, kaedah

fermentasi anaerobik najis haiwan ini sudah

dimajukan menjadi satu teknologi yang

canggih. Teknologi ini digunakan di ladang-

ladang yang bersepadu yang boleh

mengumpulkan amaun najis haiwan yang

cukup banyak sehingga biogas yang

dihasilkan mampu membekalkan tenaga

kepada perbandaran.

Biojisim


Rajah 4.1 Lukisan tangki fermentasi anaerobik untuk menghasilkan biogas daripada najis haiwan

Biojisim


47

Aktiviti 1

Banci Sumber danPenggunaan Bahan Api Biojisim

Persediaan:

1. Peta kampung atau kawasan perumahan yang telah ditandakan sempadan kawasan-kawasan

kecil untuk kajian,

2. Borang bancian seperti yang ditunjukkan dalam Borang A1 di bawah.

Cara kerja:

1. Dalam aktiviti ini murid-murid dipecahkan kepada kumpulan kerja terdiri dari 3 hingga 5

orang.

2. Setiap kumpulan dibekalkan peta kawasan dan borang bancian secukupnya dan

ditugaskan melakukan bancian dikawasan kajian tertentu.

3. Maklumat dari borang bancian dikumpulkan di dalam jadual A1.

Jadual A1. Penggunaan Sumber Tenaga

Di Kawasan __________________

Sumber Tenaga Bilangan. Premis

Menggunakannya

Untuk Apa Digunakan Peratus

Elektrik

Minyak Api

Minyak Disel

Minyak Petrol

Gas

Biojisim

Arang

Kayu Api

Lain-lain

Jumlah

Kesimpulan:

________% rumah kediaman di kawasan menggunakan sumber tenaga biojisim.

Biojisim


Borang A1

Sekolah Menengah Bestari _________________________

Borang Bancian Sumber dan Penggunaan Tenaga

Kampung/Taman

Kawasan Kajian No.

Bancian dilakukan oleh:

No. dan Alamat Premis

Jenis Premis

Tandakan ( ) di petak

yang bersesuaian

Rumah Kediaman

Rumah Kedai

Pejabat

Rumah Ibadat

Kilang

Lain-lain (Nyatakan)

Sumber Tenaga Selain

Biojisim yang

digunakan

Jenis Untuk apa digunakan Kuantiti/bulan

Elektrik

Minyak Api

Minyak Petrol

Minyak Disel

Gas

Sumber Biojisim yang

digunakan

Jenis Untuk apa

digunakan

Kuantiti/bulan Bagaimana

diperolehi

Arang

Kayu

Lain-lain

(Nyatakan)

Biojisim


49

4.3 Apakah Asal-Usul Biojisim?

Biojisim dihasilkan oleh tumbuhan yang

berdaun hijau melalui proses fotosintesis.

Dalam proses fotosintesis tumbuhan

mengambil karbon dioksida dari udara, air

dari bumi dan tenaga dari cahaya mata hari

menghasilkan glukosa (yang kemudian

membentuk karbohidrat) dan gas oksigen.

Proses fotosintesis boleh dilambangkan

dengan persamaan seperti berikut:

Kabon dioksida + Air Glukosa

+

Oksigen

Proses di atas berlaku jika ada klorofil dan

cahaya mata hari.

Karbohidrat ialah bahan organik yang

membina tumbuhan yang membolehkan

tumbuhan membesar dan juga menghasilkan

buah.

Gas oksigen yang terhasil dalam fotosintesis

dibebaskan ke udara.

Oksigen adalah satu gas yang penting yang

diperlukan oleh hidupan termasuk manusia

untuk pernafasan.

Fotosintesis berlaku di dalam bahagian daun

yang dinamakan kloroplas yang mengandungi

klorofil, iaitu pigmen yang berwarna hijau

yang terdapat di dalam daun.

Boleh disimpulkan melalui fotosintesis

tumbuhan mengambil tenaga matahari dan

menyimpannya dalam bentuk tenaga kimia

yang terkandung di dalam karbohidrat.

4.4 Penggunaan Tenaga Biojisim di

Malaysia

Hingga kira-kira 50 tahun dahulu boleh

dikatakan semua orang menggunakan biojisim

sama ada kayu api atau arang untuk memasak.

Kayu api adalah kayu yang telah dikeringkan

yang terbakar dengan mudah. Arang adalah

sejenis bahan api yang diperbuat dari kayu

melalui proses pengkarbonan. Pada masa itu

tenaga elektrik juga tidak terdapat secara

meluas seperti sekarang.

Kemudian terdapat minyak kerosin atau nama

biasanya minyak api atau minyak tanah yang

dihasilkan daripada minyak petroleum.

Penduduk di dalam kawasan bandar dan di

sekitar bandar menukar kepada bahan api

tersebut.

Minyak api juga lazim digunakan untuk

pencahayaan pada waktu malam kerana tenaga

elektrik belum terdapat secara meluas.

Orang memilih minyak api kerana apabila

digunakan dengan alat memasak yang direka

khas untuknya apinya lebih terkawal dan tidak

mengeluarkan asap seperti api kayu. Walau

bagaimanapun ia mengeluarkan bau minyak

yang agak kuat. Begitu juga apabila digunakan

menggunakan lampu yang direka khas untuk

menggunakan minyak api yang dinamakan

lampu gaslin (gasolene) , apinya cukup terang.

Kemudian (kira-kira 1970) diperkenalkan pula

bahan api gas petroleum cecair, yang biasanya

dipanggil gas sahaja. Penduduk negara kita

bertukar pula kepada bahan api ini untuk

kegunaan memasak.

Orang menyukai gas kerana ia lebih mudah

digunakan berbanding minyak api. Tambahan

pula apinya tidak mengeluarkan bau yang kuat

seperti api minyak.

Sebenarnya gas juga boleh digunakan untuk

menyalakan lampu untuk pencahayaan, seperti

yang digunakan untuk perkhemahan pada hari

ini. Tetapi oleh sebab tenaga elektrik sudah

terdapat secara meluas lampu tersebut tidak

digunakan secara meluas di rumah kediaman.

Pada hari ini penggunaan kayu api untuk

memasak amat berkurangan tetapi penggunaan

sumber biojisim secara besar-besaran terdapat

dalam industri, terutama sekali industri kelapa

sawit. Di kilang yang memerah buah kelapa

sawit untuk mengeluarkan minyaknya, sabut

dan tempurung buah kelapa sawit yang

merupakan hampas atau bahan buangan itu

dibakar untuk menjalankan kilang tersebut.

Dengan demikian kilang tersebut tidak perlu

membelanjakan wang untuk membeli sumber

tenaga yang lain.

Kilang perabot juga ada yang menggunakan

reja-reja kayu dan habuk gergaji sebagai bahan

api menjalankan kilangnya.

Selain daripada dapat menjimatkan kos sumber

tenaga penggunaan bahan biojisim buangan itu

menylesaikan masalah pengawalan bahan

buangan yang boleh mencemarkan alam

sekitar. Jika sekiranya bahan buangan kilang

Biojisim


kelapa sawit tidak digunakan sebagai sumber

tenaga, mungkin ia perlu dibakar juga untuk

menghindar dari bahan ini dari terkumpul

menggunung di sekitar kilang-kilang tersebut.

Untuk masa hadapan kerajaan telah menggubal

dasar yang menggalakkan pengusaha-

pengusaha menggunakan biojisim untuk

menjana tenaga sama ada tenaga elektrik atau

tenaga haba untuk proses industri atau kedua-

duanya. Tetapi mereka mestilah menggunakan

peralatan yang termaju yang dapat mencegah

pengeluaran asap dan kotoran yang

mencemarkan alam sekitar. duanya. Tetapi

mereka mestilah menggunakan peralatan yang

termaju yang dapat mencegah pengeluaran asap

dan kotoran yang mencemarkan alam sekitar.

Biojisim


51

Aktiviti 2.

4.4 Mengkaji pembakaran bahan api biojisim.

Kaedah:

1. Susun radas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah A2.

2. Seketul kayu dipegang dengan pengapit dan dibakar pada penunu Bunsen.

3. Setelah kayu terbakar dengan lancar masukkan ke dalam kelalang dan tutupkan kelalang.

4. Buka pili supaya pam turas menyedut udara ke dalam kelalang melalui kelalang kon berisi air

kapur sambil udara serta hasil pembakaran yang ada di dalam kelalang disedut melalui

kapas kaca dan air kapur.

5. Setelah api yang membakar kayu padam, hentikan pam turas dan pasangkan radas baru dan

ulang langkah 2 hingga 4, kali ini menggunakan arang.

Rajah A2.

Keputusan:

1. Air kapur dalam kelalang kon pertama menjadi keruh setelah beberapa ketika. Ini

menunjukkan karbon dioksida dalam udara telah diserap oleh air kapur.

2. Air kapur dalam kelalang kon ke dua menjadi keruh lebih cepat. Ini menunjukkan

pembakaran biojisim (kayu dan arang) menghasilkan karbon dioksida.

3. Kapas kaca bertukar warna kerana sebahagian hasil pembakaran melekat kepada kapas

kaca. Warnanya lebih hitam apabila kayu dibakar.

Kesimpulan:

1. Pembakaran biojisim menghasilkan karbon dioksida dan kotoran (jelaga)

2. Pembakaran kayu menghasilkan lebih banyak kotoran berbanding pembakaran arang.

Biojisim


Aktiviti 3

4.5 Mengkaji kandungan biojisim

Kaedah:

1. Radas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah A3 dipasang.

2. Dua sudu habuk gergaji dimasukkan ke dalam tabung didih terlebih dahulu.

3. Menggunakan penunu Bunsen panaskan tabung didih dengan perlahan.

4. Apabila kelihatan gas keluar dari salur kaca perhatikan warnanya dan pastikan baunya.

5. Ambil sebatang kayu uji yang menyala dan cucuhkan pada hujung salur kaca dan perhatikan

apakah yang berlaku

6. Ulang langkah 1 hingga 5, kali ini menggunakan serbuk arang.

Rajah A3.

Keputusan:

1. Apabila dipanaskan habuk gergaji mengeluarkan banyak gas yang boleh dilihat dan berbau

kuat.

2. Serbuk arang tidak mengeluarkan banyak gas yang berbau apabila dipanaskan.

3. Gas yang dikeluarkan oleh habuk gergaji yang dipanaskan boleh terbakar.

4. Gas yang dikeluarkan apabila serbuk arang dipanaskan tidak boleh terbakar.

Kesimpulan:

1. Habuk gergaji (kayu) mengandungi banyak bahan meruap yang boleh terbakar.

2. Arang tidak banyak mengandungi bahan meruap yang boleh terbakar.

Biojisim


53

Aktiviti 4

4.6 Perbandingan nilai haba biojisim

Kaedah:

1. Radas seperti dalam Rajah A4 disediakan.

2. 100ml air disukat dan dimasukkan ke dalam kelalang kon.

3. Suhu air di dalam kelalang kon dicatatkan.

4. 20gm habuk gergaji kering ditimbang dan diasingkan.

5. Ambil satu sudu habuk gergaji yang telah ditimbang dan bakar pada penunu Bunsen.

6. Setelah habuk gergaji terbakar masukkan ke dalam tabung didih dikuti dengan selebihan

habuk gergaji yang sudah ditimbang tadi.\.

7. Sumbat tabung didih dengansedikit kapas kaca untuk menghalang habuk gergaji dari ditarik

keluar.

8. Pasangkan tabung didih pada radas.

9. Buka pili supaya udara ditarik melalui tabung didih, membekalkan oksigen untuk pembakaran

habuk gergaji, dan keluar melalui kelalang kon.

10. Setelah habuk gergaji habis terbakar tutup pili dan catatkan suhu air di dalam kelalang kon.

11. Ulang langkah-langkah 2 hingga 10, kali ini menggunakan serbuk arang.

Keputusan:

1. Untuk pembakaran habuk gergaji:

a. Suhu mula air dalam kelalang kon = aa oC.

b. Suhu akhir air dalam kelalang kon = bb oC

c. Perubahan suhu air = bb - aa oC

2. Untuk pembakaran serbuk arang:

a. Suhu mula air dalam kelalang kon = cc oC

b. Suhu akhir air dalam kelalang kon = dd oC

c. Perubahan suhu air = dd – cc oC

Kesimpulan:

1. Peruhanan suhu air lebih banyak dengan pembakaran arang berbanding kayu.

2. Nilai haba arang lebih tinggi daripada nilai haba kayu.

Biojisim


Rajah A4.

Biojisim


55

Nilai Haba Biojisim

Apabila biojisim dibakar tenaga dalam bentuk

haba dibebaskan. Banyaknya haba yang boleh

diperolehi daripada kuantiti tertentu sesuatu

bahan itu dinamakan nilai haba bahan

tersebut.

Haba adalah satu daripada bentuk tenaga.

Unit bagi tenaga dan haba adalah sama iaitu

Joule (J).

Dalam Aktiviti 4 telah disaksikan bagaimana

hasil pemanasan air yang berlaku

menggunakan bahan api kayu dan arang

adalah berbeza. Ini bermakna nilai haba kayu

dan arang tidak sama.

Pengetahuan tentang nilai haba sesuatu bahan

api itu adalah penting dalam industri tenaga.

Bahan api yang bernilai haba tinggi lebih baik

kerana beberapa sebab, antaranya:

▪ Sistem pembakaran yang

diperlukan kecil;

▪ Amaun bahan api yang diperlukan

kecil;

▪ Kos pengangkutan kurang;

▪ Tidak perlu simpanan bahan api

yang banyak.

▪ Kotoran yang dikeluarkan untuk

menghasilkan tenaga juga sedikit.

Ini bermakna mengurangkan

pencemar-an alam sekitar.

Semua kebaikan yang disenaraikan di atas

boleh dilihat apabila dibandingkan

penggunaan kayu api dengan penggunaan gas

untuk memasak.

Satu tanki gas 12 liter mencukupi untuk

hampir dua bulan untuk satu keluarga yang

terdiri dari 5 orang. Jika menggunakan kayu

api keluarga tersebut mungkin memerlukan

satu tan (1000kg) kayu api untuk satu bulan.

Jika menggunakan kayu api dapur hendaklah

berasingan daripada tempat kediaman kerana

dapur kayu mengeluarkan asap.

Dalam Jadual 2 disenaraikan nilai haba

beberapa jenis biojisim dan bahan api biasa.

Jumlah tenaga, E, dalam Joule (J) yang boleh

didapati dari sejumlah sesuatu bahan api

boleh dikira dengan formula:

Tenaga, E = m x NH J

Dengan m adalah jisim bahan api

dalam kg, NH adalah nilai haba

bahan api tersebut dalam J/kg.

Contoh:

Berapakah haba yang dibebaskan apabila

0.5kg kayu kering dibakar hingga menjadi

abu?

Penyelesaian:

E = 0.5kg x 18MJ/kg

= 9.0MJ

Jadual 2. Nilai haba beberapa bahan api

Bahan Api Nilai Haba

MJ/kg*

Kayu kering 18

Sekam padi kering 13

Sabut kelapa sawit

kering

17

Tahi lembu kering 14

Arang 24

Arang batu 27

Minyak Disel 46

Gas (Gas Cecair

Petroleum)

45

• M, singkatan untuk Mega, bermakna

satu juta. 1MJ bermakna 1 juta Joule.

Haba sebanyak 1 MJ boleh menaikkan

suhu 240 kg air sebanyak 1 darjah

Celcius.

4.6 Arang

Dapat dilihat dalam Jadual 2 arang

mempunyai nilai haba yang lebih tinggi

daripada kayu.

Biojisim


Arang tidak mengeluarkan banyak jelaga

apabila dibakar (disaksikan dalam Aktiviti 2).

Ini bermakna arang adalah bahan api biojisim

yang bersih berbanding kayu.

Dengan demikian arang sesuai digunakan di

dalam kawasan bandar.

Maka tidak hairanlah arang adalah bahan api

yang dipilih sekiranya seseorang itu tinggal di

bandar dan ingin menggunakan bahan api

biojisim.

4.6.1 Mengapakah kayu mengeluarkan

banyak asap apabila dibakar sedangkan

arang tidak?

Arang diperbuat daripada kayu dengan satu

proses yang dinamakan pengkarbonan.

Kayu mengandungi tiga bahan utama iaitu

selulosa, lignin dan air.

Selulosa mengandungi unsur-unsur karbon,

hidrogen dan oksigen.

Lignin adalah bahan yang bersifat perekat

yang menjadikan dinding sel tumbuhan keras.

Lignin juga mengandungi unsur-unsur karbon,

hidrogen dan oksigen.

Lignin meruap pada suhu tinggi.

Kayu yang belum kering mengandungi

banyak air di dalam sel-selnya.

Kayu yang sudah kering mengandungi sedikit

sahaja air.

Apabila kayu dibakar, walaupun yang kering,

ia akan mengeluarkan wap air bercampur

bahan meruap yang tidak terbakar

sepenuhnya. Ini membentuk asap yang

berjelaga.

Ada dua cara mengatasi masalah ini: Pertama

membuat arang daripada kayu. Kedua,

membakar kayu pada suhu yang cukup tinggi

supaya bahan-bahan meruap turut terbakar.

Ini dilakukan menggunakan sistem

pembakaran yang termaju.

Arang tidak mengandungi lignin dan sedikit

sangat air. Maka apabila dibakar ia tidak

mengeluarkan banyak asap dan jelaga.

4.7 Pengkarbonan Kayu

Kayu ditukar menjadi arang dalam proses

yang dinamakan pengkarbonan.

Dalam proses pengkarbonan kayu

dipanaskan di dalam ketuhar tetapi tidak

dibekalkan udara.

Proses ini dinamakan juga pemanasan

anaerobik.

Pada suhu tinggi jika dibekalkan oksigen

(udara) kayu akan terbakar menjadi abu. Ia

tidak menjadi arang.

Setelah kayu dimasukkan ke dalam ketuhar

suhu ketuhar dinaikkan dengan perlahan

hingga mencapai antara 400 oC hingga 500 oC.

Apabila suhu ketuhar menaik, mula-mula air

dan sebahagian besar daripada lignin meruap

dan kayu menjadi kering.

Apabila suhu terus menaik mencapai 400 oC

ikatan kimia yang membentuk molekul

selulosa yang mengandungi karbon, oksigen

dan hidrogen akan terurai.

Oksigen dan hidrogen membentuk wap air

dan meruap sehingga yang tinggal hanya

karbon sahaja.

Kandungan arang lazimnya adalah 65%

hingga 85% karbon dan selebihnya bahan-

bahan lain yang tidak teruap di dalam proses

pengkarbonan.

Arang yang mengandungi peratus karbon

yang tinggi adalah arang yang bermutu tinggi.

Apabila arang yang tulen dibakar ia

menghasilkan hanya karbon dioksida.

Karbon dioksida adalah gas yang tidak

berwarna dan tidak berbau. Oleh sebab itu

apabila arang dibakar tidak banyak asap

dikeluarkan.

Asap yang kelihatan apabila kayu atau

biojisim lain dibakar adalah gas-gas yang

mengandungi wap air, bahan-bahan meruap

dan butiran-butiran halus yang kelihatan

hitam berjelaga. Pembakaran demikian

menambahkan kotoran ke dalam udara atau

alam sekitar.

Oleh sebab itu kita tidak digalakkan

melakukan pambakaran secara terbuka.

Bahkan kerajaan telah membuat peraturan

yang membolehkan seseorang yang

melakukan perbuatan tersebut dihukum.

Biojisim


57

Rajah A5. Pembakaran anaerobik (tanpa udara)

habuk gergaji menghasilkan arang

Biojisim


Aktiviti 5

Pengkarbonan kayu.

Kaedah:

Bahagian A

1. Radas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah A5. disediakan.

2. 20g habuk gergaji kering dimasukkan ke dalam tabung didih.

3. Nyalakan penunu Bunsen pada nyalaan sederhana dan letakkan api di bawah tabung didih.

4. Perhatikan apa yang berlaku kepada habuk gergaji.

5. Perhatikan cecair yang terkondensasi di dalam tabung uji.

6. Cucuhkan kayu uji bermenyala pada hujung salur kaca.

7. Setelah pengeluaran gas berkurangan (api dihujung salur kaca padam), padamkan api

penunu Bunsen, ketatkan penyepit pada salur getah, supaya udara tidak memasuki tabung

didih semasa masih panas, dan biarkan tabung didih menyejuk ke suhu ruang.

Bahagian B

8. Ambil sedikit kapas, celupkan dalam cecair yang terkondensasi dalam tabung uji, letakkan di

atas mangkuk penyejat dan cucuh dengan kayu uji bernyala.

9. Setelah tabung didih sejuk ambil sedikit serbuk hitam yang tinggal dalam tabung didih

menggunakan sudu balang gas dan panaskan hingga terbakar.

10. Masukkan sudu balang gas mengandungi serbuk terbakar itu ke dalam balang gas yang

mengandungi sedikit air kapur.

11. Setelah api terpadam sudu balang gas dikeluarkan.

12. Balang gas itu ditutup dan digoncang.

Keputusan:

1. Habuk gergaji bertukar warna menjadi gelap atau hitam.

2. Cecair berwarna kekuning-kuningan terkondensasi di dalam tabung uji.

3. Cecair yang terkondensasi boleh terbakar.

4. Gas yang keluar dari salur kaca boleh terbakar.

5. Air kapur menjadi keruh.

Kesimpulan:

Habuk gergaji (kayu) yang dipanaskan tanpa udara menjadi arang (karbon) dan mengeluarkan bahan

meruap yang boleh terbakar.

Nota: Cecair yang terkondensasi itu dinamakan “car” diambil dari Bahasa Urdu bermakna

“teh” keran warnanya.

Biojisim


59

4.8 Kegunaan Arang di Malaysia

Kita telah ketahui arang digunakan untuk

memasak. Adakah arang digunakan untuk

tujuan lain?

Selain daripada kegunaan memasak arang

juga adalah satu bahan penting dalam industri

terutama sekali industri besi.

Kilang besi menggunakan beribu ton arang

tiap-tiap tahun untuk tujuan ini.

Arang digunakan sebagai bahan penurun

dalam proses peleburan besi.

Dalam proses peleburan besi bijih besi

digaulkan dengan arang dan batu kapur dan

dipanaskan di dalam relau.

Pada suhu tinggi carbon dari arang dan

oksigen yang terikat dalam bijih besi akan

membentuk gas karbon dioksida dan meruap

keluar, meninggalkan cecair besi.

Cecair besi itu dituang ke dalam acuan untuk

membuat jongkong besi.

Arang juga digunakan oleh tukang besi yang

membuat alat-alat daripada besi seperti parang

dan pisau.

Selain daripada itu ada sejenis arang yang

diproses selanjutnya dengan proses yang

dinamakan pengaktifan.

Arang yang telah diproses demikian

dinamakan karbon teraktif.

Karbon teraktif mempunyai sifat istimewa, ia

kuat menyerap bahan-bahan kimia dan

kotoran sehingga boleh menyerap berat bahan

kimia berkali-kali ganda beratnya sendiri.

Oleh itu karbon teraktif banyak digunakan

sebagai bahan penapis dalam industri kimia,

ubatan dan makanan.

Pernahkah anda melihat atau menggunakan

pembersih air yang menggunakan penapis

karbon teraktif?

Karbon teraktif juga digunakan dalam

bahagian penapis topeng gas keselamatan

untuk menyerap gas-gas beracun.

4.9 Perusahaan Arang di Malaysia

Tahukah anda di mana arang dihasilkan di

negara kita?

Kebanyakkan daripada arang yang digunakan

di negara kita dibuat daripada kayu bakau.

Oleh sebab itu tempat penghasilan arang

terletak di kawasan-kawasan yang banyak

terdapat pokok bakau.

Di Semenanjung Malaysia kawasan yang

terdapat penghasilan arang secara besar-

besaran ialah di daerah Larut dan Matang di

negeri Perak.

Arang banyak juga dihasilkan di Sarawak.

Pengusaha arang bakau itu lazimnya

menggunakan relau seperti yang ditunjukkan

dalam gambar 1. Relau ini diperbuat daripada

batu bata dan tanah liat. Sebuah relau seperti

yang ditunjukkan dalam gambar itu boleh

menghasilkan sehingga 20 ton arang sekali

bakar.

Proses penghasilan arang menggunakan relau

tanah liat mengambila masa antara 32 hingga

40 hari.

Secara kecil-kecilan arang juga dihasilkan di

kawasan yang terdapat banyak kilang papan.

Di kilang papan kayu balak digergaji untuk

membuat papan dan berbagai jenis kayu

gergaji. Dalam proses ini banyak reja-reja dan

keratan kayu yang tidak dapat digunakan

akan terhasil juga. Jika kilang papan itu

terletak jauh dari pendudukan reja-reja dan

keratan kayu itu dikumpul dan digunakan

untuk membuat arang secara kecil-kecilan. Di

sini reja-reja dan keratan kayu itu ditimbus

dengan habuk gergaji dan dibakar. Sudah

tentulah pembuatan arang cara ini

mengeluarkan banyak asap dan pada masa ini

tidak digalakkan lagi.

Pengusaha arang juga akan mencari kawasan

ladang getah yang pokok getahnya sedang

ditebang untuk ditanam semula. Penebangan

pokok getah itu menghasilkan banyak kayu.

Sebahagian daripada kayu itu, iaitu bahagian

pangkal batang yang berkualiti baik akan

digunakan untuk membuat perabot.

Sebahagian besar lagi dari hujung, batang

yang kurang baik dan dahan akan diambil

oleh pengusaha arang untuk dijadikan arang.

Biojisim


Pengusaha arang tersebut boleh kelihatan

menggunakan relau yang boleh diangkut ke

sana ke mari yang diperbuat daripada besi.

Contoh relau besi ditunjukkan dalam Gambar

2.

Gambar 1. Membakar arang dalam relau tanah liat.

Gambar 2. Mebakar arang dalam relau besi.

Biojisim


61

4.10 Proses-proses mendapatkan tenaga

dari biojisim

Ada berbagai cara tenaga boleh didapati dari

biojisim. Antaranya yang terkenal ialah

pembakaran, pembuatan arang, peng-

hasilan gas (penggasan), dan penghasilan

alkohol.

4.10.1 Pembakaran

Pembakaran adalah kaedah tradisi untuk

mendapatkan tenaga dari biojisim.

Pada hari ini ada berbagai kaedah pembakaran

yang mampu mendapatkan lebih banyak

tenaga dari biojisim di samping mengu-

rangkan pengeluaran bahan pencemar.

Penukaran kayu kepada arang juga adalah

kaedah tradisi yang boleh digolongkan

sebagai pembakaran.

4.10.2 Penghasilan Gas

Biojisim boleh dipanaskan di dalam udara

yang terhad untuk mengeluarkan gas yang

boleh dibakar. Proses ini dinamakan

penggasan.

Biojisim yang mengandungi banyak air boleh

difermentasi secara tanpa udara atau

anaerobik untuk menghasilkan biogas,

sebahagian besarnya metana.

Proses ini dinamakan pencernaan anaerobik.

Penghasilan biogas dari najis haiwan adalah

menggunakan kaedah ini.

Cecair buangan kilang kelapa sawit juga telah

difermentasikan untuk menghasilkan biogas

dibeberapa buah kilang di negara kita.

4.10.3 Penghasilan Alkohol

Biojisim yang mengandungi karbohidrat atau

gula boleh difermentasi untuk menghasilkan

alkohol untuk menggantikan minyak.

Sebahagian daripada biojisim yang telah

difermentasikan untuk menghasilkan alkohol

bahan api adalah gula tebu, bijirin dan

berbagai jenis ubi.

4.10.4 Masa Hadapan Sumber Tenaga

Biojisim

Negara kita mempunyai banyak jenis biojisim

yang boleh digunakan sebagai sumber tenaga.

Berbagai teknologi yang membolehkan

manusia mendapatkan tenaga daripada

biojisim telah dicipta.

Sebahagian daripada teknologi ini juga

berupaya mengawal pencemaran alam

sekitar.

Kerajaan telah membuat dasar bagi

menggalakkan penggunaan tenaga biojisim.

Dengan demikian kita yakin bahawa pada

masa hadapan lebih banyak lagi biojisim

akan digunakan sebagai sumber tenaga.

Lebih-lebih lagi biojisim yang merupakan

bahan buangan dari kegiatan manusia,

termasuklah sampah bandaran.

4.11 Rujukan

Baharudin Yatim, 1989. Tenaga: Konsep, Prinsip, Hubungan dengan Masyarakat. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Ensiklopedia Pelajar, Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pusataka (1990).

Chris Lewis, 1988. Bahan Api Biologi, Maimon Abdullah (Penterjemah). Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Kamaruzzaman Sopian, Mohd. Yusof Hj. Othman & Baharudin Yatim (Eds.), 1999. Proceedingsof the World Renewable Energy Congress ’99 Malaysia. Kuala Lumpur: InTeM.

Kamaruzzaman Sopian, Mohd. Yusof Hj. Othman & Baharudin Yatim (Eds.), 2000. Renewable Energy Resources and Applications in Malaysia. Petaling Jaya: Pusat Tenaga Malaysia.

Anthony San Pietro (Ed.), 1980. Biochemical and Photosynthetic Aspects of Energy Production. New York: Academic Press.

Vaclav Smil, 1983. Biomass Energies: Resources, Links, Constraints. New York: Plenum Press.

Wood Energy News. Regional Wood Energy Development Programme in Asia (RWEDP). Bangkok. http://www.rwedp.org


62

5. Sumber-Sumber Tenaga Diperbaharu Yang Lain

5.1 Tenaga Angin

5.1.2 Pendahuluan

Istilah “tenaga angin” atau “kuasa angin”

memerihalkan proses di mana angin digunakan

untuk menjana kuasa mekanik dan elektrik.

Turbin angin menukarkan tenaga kinetik dari

angin kepada tenaga mekanik. Tenaga mekanik

ini dapat digunakan untuk keperluan tertentu

(misalnya untuk pengisaran bijirin atau untuk

mengepam air) atau dengan menggunakan

penjana, tenaga mekanik ini ditukarkan menjadi

tenaga elektrik yang boleh digunakan untuk

keperluan rumah tangga, premis perniagaan,

sekolah dan sebagainya. Pada zaman dahulu

tenaga kinetik dari angin digunakan oleh kapal

untuk belayar dan mengoperasikan kincir angin.

Tenaga angin telah digunakan sejak beratus-

ratus tahun dahulu. Bermula dari peladang-

peladang negeri Belanda hingga Amerika,

kincir angin telah digunakan untuk mengepam

air atau untuk mengisar bijirin. Kincir angin

moden adalah serupa dengan turbin angin yang

menggunakan tenaga angin untuk penjanaan

elektrik.

Turbin angin boleh digunakan secara unit

bersendirian atau ia disambungkan ke suatu

grid tenaga pengguna dan juga digabungkan

dengan sistem fotovoltik (sel suria). Turbin

angin bersendirian biasanya digunakan untuk

mengepam air. Walau bagaimanapun, pengguna

domestik atau peladang di kawasan yang

berangin boleh menggunakan turbin angin

sebagai salah satu cara untuk mengurangkan bil

elektrik.Tenaga angin untuk penggunaan skala

kecil, biasanya turbin angin dibina dalam

jumlah yang banyak dan berdekatan antara satu

sama lain untuk membentuk satu system loji

angin. Pada masa ini beberapa syarikat penjana

elektrik telah pun menggunakan loji angin

untuk membekalkan tenaga elektrik kepada

pelanggan.

Iklim di Malaysia dipengaruhi oleh keadaan

monsun Timur Laut dan Barat Daya, yang

bertiup dengan arah yang berubah-ubah selama

setahun. Monsun Barat Laut bertiup mulai

bulan Oktober sampai bulan Mac dan monsun

Barat Daya bertiup dari bulan Mei hingga bulan

September. Oleh sebab kedudukan negara, laju

angin di kawasan ini dikategorikan rendah.

Kelajuan angin tertinggi hanya berlaku di

kawasan Pantai Timur Semenanjung Malaysia

semasa monsun Timur Laut. Kelajuan

maksimum ini berlaku pada saat sebelum

matahari terbit. Fenomena ini berlaku kerana

olakan lapisan sempadan permukaan apabila

permukaan bumi dipanaskan oleh matahari

pada waktu siang dan didinginkan secara

sinaran pada waktu malam.

5.1.2 Jenis-Jenis Turbin Angin

Turbin angin moden dibahagikan kepada dua

kategori utama iaitu: turbin paksi mendatar dan

turbin paksi menegak.

▪ Turbin Paksi Mendatar (TPM)

o Turbin paksi mendatar ialah jenis turbin

yang paling banyak digunakan sekarang.

Turbin ini terdiri dari sebuah menara

yang di puncaknya terdapat sebuah kipas

yang berfungsi sebagai rotor dan

menghadap atau membelakangi arah

angin, penjana, pengawal dan beberapa

komponen lain. Kebanyakan turbin

angin paksi mendatar yang dibina

sekarang mempunyai dua atau tiga bilah

kipas walaupun ada juga turbin yang

bilah kipasnya kurang atau lebih daripada

yang disebutkan di atas. Contoh turbin

angin paksi mendatar ditunjukkan dalam

Gambarajah 5.1.

Gambarajah 5.1 Turbin angin paksi mendatar

Sumber-Sumber Tenaga Diperbaharu Yang Lain


63

▪ Turbin Paksi Tegak (TPT)

o Turbin paksi mendatar dibahagikan

kepada dua kategori iaitu: Savonius dan

Darrieus. Pada masa ini kedua-duanya

digunakan secara meluas.

▪ Turbin Darrieus

o Turbin Darrieus mula diperkenalkan di

Perancis pada sekitar tahun 1920-an dan

bentuknya sering digambarkan sebagai

alat pemukul telur mesin ‘blender’.

Turbin paksi tegak ini mempunyai bilah-

bilah tegak yang berpusing ke dalam dan

ke luar dari tiupan angin. Contoh turbin

Darrieus ditunjukkan dalam Gambarajah

5.2.

Gambarajah 5.2 Turbin angin paksi tegak

Darrieus

▪ Turbin Savonius

Turbin ini dicipta kali pertama di negara

Finland dan ia berbentuk-S apabila dilihat dari

atas. Turbin jenis TPT secara amnya bergerak

lebih perlahan berbanding jenis TPM, tetapi

menghasilkan tork yang tinggi. Ia digunakan

untuk mengisar bijirin, mengepam air, dan

untuk kegunaan lain. Memandangkan

pusingannya yang lambat ia tidak begitu sesuai

untuk penjanaan elektrik. Contoh turbin

Savonius ditunjukkan dalam Gambarajah 5.3.

Gambarajah 5.3 Turbin angin paksi

5.1.3 Kincir Angin

Kincir angin telah digunakan oleh manusia

sejak 200 tahun sebelum masihi, iaitu untuk

mengisar bijirin dan untuk mengepam air. Pada

tahun 1900-an di Amerika Syarikat, kincir

angin telah digunakan untuk keperluan

pertanian dan penternakan bagi mengepam air

dan kemudiannya digunakan pula untuk

menjana elektrik. Kincir angin menggunakan

lebih banyak bilah kipas berbanding turbin

angin moden, dan ia bergantung pada daya

tarikan angin untuk memutar bilah-bilah

tersebut.

▪ Bagaimana Kincir Angin Beroperasi

o Hampir semua turbin angin yang

menghasilkan elektrik untuk grid

kebangsaan mempunyai bilah rotor yang

berputar di sekeliling hab mendatarnya.

Hab ini dihubungkan ke suatu kotak gear

dan penjana yang terletak di dalam satu

kelongsong. Kelongsong yang berisi

dengan komponen elektrik terletak di

puncak menara. Turbin jenis ini

digolongkan pada mesin ‘paksi

mendatar’ (lihat Gambarajah 5.4). Julat

garis pusat rotor adalah sehingga 65

meter, manakala mesin yang lebih kecil

(sekitar 30 meter) biasanya sering

digunakan di negara-negara sedang

membangun. Turbin angin boleh

mengandungi tiga, dua atau hanya satu

bilah rotor dan kebanyakannya

mempunyai tiga. Bilah-bilah ini biasanya

dibuat daripada poliester bertetulang-

kaca gentian atau epoksi-kayu. Bilah

berpusing pada kadar 50–15 pusingan per

minit pada kelajuan malar walaupun

terdapat juga sejumlah mesin yang

beroperasi pada kelajuan yang berubah-

ubah.

Gambarajah 5.4 Sebuah lagi turbin angin


64

Kelajuan angin yang berubah-ubah memerlukan

kuasa yang dihasilkan dikawal secara automatik

dan mesin akan berhenti dengan sendirinya jika

kalajuan angin didapati terlalu tinggi. Keadaan

ini adalah untuk menghindarkan kerosakan.

Kebanyakan turbin angin mempunyai kotak

gear walaupun ada juga yang menggunakan

sambungan pacuan secara terus. Bagi menara

pula kebanyakan berbentuk silinder atau

poligon dan dibuat daripada keluli. Pada

kebiasaannya ia dicat dengan warna kelabu. Di

beberapa tempat ada juga yang menggunakan

menara ‘lattice’ atau kerangka besi yang

diperkuat dengan rasuk dan palang yang

dikimpal. Menara ini mempunya ketinggian

antara 25 hingga 75 meter.

Julat kemuatan turbin adalah di antara beberpa

kilowatt hingga tiga megawatt. Parameter

terpenting ialah garis pusat bilah rotor -

semakin panjang bilah, semakin besar keluasan

tersapu maka semakin banyak tenaga yang

dihasilkan. Pada masa ini saiz purata mesin-

mesin baru yang dipasang adalah pada

kemuatan terkadar 600 kilowatt, akan tetapi di

pasaran ada juga mesin-mesin yang

kemuatannya di antara 1.5 hingga 2 megawatt.

Berdasarkan faktor kecekapan, kecenderungan

sekarang adalah pada mesin-mesin yang lebih

besar ini.

Keperluan-keperluan tertentu, inovasi dan

perkembangan teknologi telah melahirkan

bermacam-macam reka bentuk turbin. Namun

reka bentuk yang dominan ialah jenis angin-ke

depan, tiga bilah, terkawal tegun, dan mesin

laju malar. Seterusnya reka bentuk yang paling

sering digunakan walaupun sama dengan yang

di atas, ialah jenis terkawal pic. Kemudian

diikuti oleh mesin tanpa gear dan mesin laju

berubah dengan menggunakan tiga bilah. Mesin

yang lebih kecil akan menggunakan dua bilah,

atau menggunakan konsep lain, seperti paksi

tegak.

Kebanyakan turbin ialah jenis angin ke depan

dari menara, dengan kipasnya menghadap ke

arah angin sedangkan kelongsong dan menara

berada di belakangnya. Walau bagaimanapun,

terdapat juga reka bentuk jenis angin ke

belakang, iaitu angin harus melalui menara

sebelum menyentuh bilah-bilah kipas.

▪ Kawalan Tegun dan Pic

o Dua kaedah digunakan untuk mengawal keluaran tenaga daripada bilah rotor. Sudut bilah rotor dapat diubah secara aktif dan dikawal oleh sistem kawalan mesin. Ini dikenali sebagai kawalan pic.

o Kaedah yang lain adalah dengan

menggunakan kawalan tegun. Kadang-

kadang ia juga dikenali sebagai kawalan

pasif. Keadaan ini disebabkan ciri

aerodinamik yang dimiliki oleh bilah

yang akan menentukan kuasa yang

dikeluarkan. Kaedah ini tidak

mempunyai bahagian yang bergerak yang

dapat diubah-ubah. Piuh dan ketebalan

bilah rotor berubah mengikut panjangnya

dengan cara ini gelora berlaku di

belakang bilah apabila kelajuan angin

terlalu tinggi. Gelora ini menyebabkan

sebahagian daripada tenaga angin

dibuang, dengan meminimumkan

keluaran kuasa pada kelajuan yang lebih

tinggi. Mesin kawalan tegun biasanya

mempunyai brek pada hujung bilah untuk

membuat rotor pegun jika turbin

dihentikan untuk sebab-sebab tertentu.

o Semua turbin angin akan mula beroperasi pada kelajuan angin 4-5 meter per saat dan akan menghasilkan kuasa maksimum pada kelajuan 15 meter per saat.

5.1.4 Kegunaan Tenaga Angin

Dalam mempertimbangkan pengunaan sumber-

sumber tenaga yang dapat diperbaharu di

negara-negara membangun dan kawasan luar

bandar di negara maju, tenaga angin dapat

dianggap sebagai alternatif kepada enjin disel.

Dari aspek ekonomi, tenaga angin lebih

menguntungkan negara bagi penukaran tenaga

terutama di kawasan luar bandar. Prinsip tenaga

angin dapat dipergunakan di kawasan luar

bandar adalah seperti yang berikut:

o Untuk mengepam air dan untuk

menghasilkan udara termampat;

o Untuk menjana elektrik;

o Menyediakan tenaga untuk peranti

mekanik.



65

▪ Pam air

o Tenaga angin telah dan sentiasa

digunakan secara meluas untuk

mengepam air. Pada masa ini terdapat

kira-kira 100,000 pam air tenaga angin

dipasang di seluruh dunia.

Kebanyakannya dipasang di kawasan

luar bandar yang tidak mempunyai

kemudahan bekalan elektrik. Keadaan ini

pada umumnya digunakan oleh peladang

untuk membekalkan air minuman bagi

manusia dan binatang ternakan.

Teknologi pam tenaga angin setakat ini

masih lagi sangat diperlukan di negara-

negara sedang membangun untuk

keperluan pembekalan air untuk kawasan

luar bandar kerana teknologi atau

sistemnya adalah mudah.

o Memandangkan amaun tenaga angin

yang sedia ada berubah-ubah dan, oleh

sebab ekonomi, jumlah keupayaan

penyimpanan adalah terhad. Dengan itu,

bolehlah diandaikan bahawa dalam kes-

kes terpencil, pemasangan pam angin

tunggal tidak akan dapat membekalkan

kuasa seratus peratus yang diperlukan di

sesuatu daerah atau kawasan. Oleh sebab

itu sumber tenaga yang boleh

diperbaharu ini diharapkan hanya sebagai

sebahagian daripada kombinasi penjana

kuasa yang lainnya. Maksudnya, untuk

mengepam air sama ada untuk air

minum, pengairan, atau untuk saliran air,

suatu gabungan yang sesuai daripada

beberapa sistem pam dengan keupayaan

penyimpanan yang optimum perlu

dibangunkan. Untuk keperluan

keupayaan kecil misalnya, 10m3/ hari,

sistem seperti pam tangan dan pam kaki,

kapstan dan pam air tenaga suria patut

dipertimbangkan sebagai tambahan

daripada pam tenaga angin. Untuk

keperluan air dalam jumlah yang besar

pam motor (disel dan elektrik) adalah

lebih kompetitif.

o Sebagai contoh, penggunaan suatu

kombinasi dari pam tenaga angin dan

pam tangan merupakan satu penyelesaian

yang baik untuk membekalkan air

minuman ke beberapa taman perumahan

di kawasan luar bandar jika terdapat

kelajuan angin yang mencukupi. Dalam

kes sistem pengairan skala kecil yang

menggunakan pam air tenaga angin,

menyediakan pam diesel kecil mudah-

alih yang dapat digunakan oleh beberapa

peladang, adalah lebih baik sebagai

sistem penyokong.

o Pada masa ini terdapat beberapa pam air

kincir angin di pasaran, ia direka bentuk

supaya dapat mengepam air dengan

tiupan angin berkelajuan serendah 2 m/s

hingga 4 m/s dan bagi kedalaman 1000

meter. Sebuah pam air kincir angin yang

mempunyai rotor 3 m dapat mengepam

sehingga 2000 liter per jam untuk

kedalaman 10 meter pada kelajuan angin

3 m/s. Kincir angin dengan rotor 7m,

dapat mengepam sehingga 8000 liter air

untuk keadaan yang sama. Sistem ini

dapat digunakan untuk pengairan,

tebusguna tanah atau membekalkan air

minuman di kawasan tertentu. Kincir

angin biasanya direka bentuk supaya

mudah dipasang dan hanya memerlukan

penyelenggaraan yang minimum.

▪ Telekomunikasi

o Tenaga angin juga ialah suatu sumber

tenaga terbaik untuk tapak

telekomunikasi kerana ketinggian

menaranya dan pendedahan yang sangat

baik untuk tapak antenna. Walau

bagaimanapun turbin angin untuk

kegunaan ini harus mempunyai

ketahanan yang tinggi kerana keadaan

sekeliling yang kasar dan sering kali

diletakkan di puncak bukit atau gunung.

▪ Pengecas Bateri

o Penggunaan turbin angin skala kecil

untuk pencahayaan , TV atau peti sejuk

adalah sangat mudah dengan

menggunakan bateri yang boleh dicas

oleh tenaga angin. Menyimpan elektrik

yang dihasilkan oleh turbin angin ke

dalam bateri memungkinkan pengguna

untuk menggunakan tenaga ini bila-bila

masa. Banyak turbin angin skala kecil

dapat secara langsung menghasilkan

elektrik dari 14 hingga 28 V. Ada juga

beberapa turbin angin yang dapat

menghasilkan lebih kecil dan lebih besar

daripada yang tersebut di atas.


66

Penghasilan 12 V atau 24 V dari bateri

dapat digunakan secara langsung untuk

peralatan yang menggunakan bekalan

elektrik jenis DC. Untuk peralatan

perumahan yang dipiawaikan, adalah

sangat menguntungkan jika baterinya

dapat dicas secara langsung oleh turbin.

▪ Penyimpan Haba

o Jika ada keperluan air panas, adalah

lebih baik jika ia dipanaskan dengan

elektrik yang dijana oleh turbin angin.

Elektrik disalurkan melalui pemanas

yang akan mengalirkan air panas ke

dalam tanki penyimpan. Bateri

penyimpan selalunya lebih mahal

daripada penyimpan haba. Sistem yang

paling sederhana untuk pemanas air

menggunakan termostat untuk

melindungi air daripada mendidih.

Pemanas harus bersesuaian dengan

keupayaan turbin. Jika turbin angin yang

digunakan 1 kW maka pemanas harus

juga mempunyai keupayaan yang

demikian (umumnya pemanas untuk

kegunaan domestik ialah 3 kW).

5.1.5 Kesan Alam Sekitar

Tenaga angin digolongkan kepada teknologi

tenaga hijau kerana ia hanya mengakibatkan

kesan negatif yang kecil pada alam sekitar.

Loji tenaga angin tidak menimbulkan

pencemaran atau menghasilkan gas rumah

hijau. Oleh sebab itu kuasa yang dijana

daripada angin tidak akan menimbulkan

sebarang kesan negatif terhadap alam sekitar.

Walau bagaimanapun hanya masalah

kebisingan serta kemungkinan burung-burung

yang terbang akan terbunuh apabila terlanggar

bilah-bilah yang sedang berpusing akan

berlaku.

▪ Kelebihan

o Angin tersedia dengan percuma dan

tidak memerlukan bahan bakar.

o Tidak menghasilkan sisa buangan gas

rumah hijau.

o Tanah yang digunakan untuk

mendirikan menara masih dapat

digunakan untuk keperluan lain.

o Loji angin juga dapat menarik

pelancong.

o Suatu cara yang baik untuk

membekalkan tenaga untuk kawasan luar

bandar yang agak terpencil.

▪ Kekurangan

o Angin tidak selalu dapat diramalkan

dengan tepat (kadang-kadang ada hari

yang tidak berangin)

o Kawasan yang sesuai untuk loji angin

adalah di kawasan pantai yang harga

tanah biasanya mahal.

o Orang biasanya beranggapan

mendirikan menara angin mengganggu

pemandangan.

o Boleh mengganggu penerimaan siaran

TV jika tinggal berdekatan dengan

menara.

o Penjana angin menimbulkan bunyi

bising yang berterusan siang dan malam.

▪ Tenaga Angin Di Malaysia

o Pada masa ini tenaga angin di Malaysia

belum dibangunkan secara komersial

memandangkan potensinya dianggarkan

hanya di antara 350 hingga 500 PJ. Pada

tahun 1994 penggunaan tenaga angin

sekitar 1260 MJ. Satu stesen turbin angin

telah dibina di Pulau Layang-Layang di

Malaysia Timur untuk tujuan

eksperimen.

5.2 Tenaga Geotermal

5.2.1 Pendahuluan

Kuasa geotermal ialah kuasa yang dijana

daripada haba yang terdapat di dalam perut

bumi. Pusat bumi mempunyai suhu di sekitar

6000 0C yang cukup panas untuk mencairkan

batu. Beberapa kilometer dari permukaan bumi

ke dalam tanah suhunya mencapai 250 0C.

Secara amnya suhu meningkat 1 0C untuk setiap

36 meter ke bawah bumi. Di sekitar kawasan

gunung berapi, leburan batu berkemungkinan

sangat dekat dengan permukaan bumi. Kuasa

geotermal telah digunakan oleh manusia sejak



67

ribuan tahun yang lalu untuk memasak dan

pemanasan. Kuasa geotermal atau ‘geothermal’

berasal dari bahasa Yunani iaitu ‘geo’ bererti

‘bumi’ dan ‘thermal’ bererti ‘haba’.

Kuasa geotermal menggunakan haba dari dalam

bumi. Keadaan ini sama dengan tenaga yang

menaik secara semula jadi ke permukaan bumi

seperti air panas, mata air panas, dan gunung

berapi. Sistem geotermal biasanya terletak di

bahagian yang kulit bumi secara nisbinya

adalah nipis. Gambarajah 5.5 menunjukkan loji

kuasa geotermal di New Zealand. Dengan

menggerudi ke dalam bumi dan memasukkan

paip, air panas atau wap dapat dibawa ke

permukaan bumi. Dalam beberapa kegunaan,

haba ini dinaikkan langsung untuk memanaskan

rumah atau diolah kepada haba proses yang

mempunyai nilai komersial. Wap juga

digunakan untuk menjalankan turbin bagi

menjana elektrik.

Gambarajah 5.5 Loji kuasa geotermal di

Wairakei, New Zealand

5.2.2 Sumber-sumber Geotermal

Sumber-sumber geotermal ada empat jenis

iaitu: hidrotermal, tekanan bumi, batu kering

panas dan magma. Daripada keempat-empat

jenis tersebut, hanya kuasa hidrotermal yang

telah dieksploitasi secara komersial.

▪ Hidroterma

o Hidroterma (seperti yang ditunjukkan

dalam Gambarajah 5.6) biasanya ialah air

panas atau wap panas yang keluar

daripada perut bumi. Ia biasanya keluar

dari dalaman 100 m hingga 4.5 km dari

bawah muka bumi melalui rekahan atau

peronggaan batu. Keadaan ini terjadi

sebagai akibat pemanasan oleh magma

yang berada di perut bumi atau aliran air

dalam melalui rekahan. Suhu tinggi dari

sumber hidrotermal yang berkisar antara

180 °C hingga 350 °C, terjadi sebagai

akibat pemanasan oleh batu cair yang

panas yang berasal dari magma. Bagi

suhu rendah yang berkisar antara 100 ° C

hingga 180 ° C, mungkin juga terjadi dari

salah satu proses ini.

Gambarajah 5.6 Loji haba air panas di

New Zealand

Sumber-sumber tenaga hidrotermal terjadi

dalam bentuk wap atau air panas bergantung

pada suhu dan tekanan yang terlibat. Sumber-

sumber yang mempunyai gred yang baik

biasanya digunakan untuk menjana elektrik

sedangkan gred yang rendah biasanya

digunakan hanya untuk pemanasan biasa.

Sumber-sumber hidrotermal memerlukan tiga

komponen asas (lihat Gambarajah 5.7); satu

sumber haba (contoh: magma terkristal), sebuah

akuifer yang berisi air dan satu batu tutup tak

boleh telap yang dapat menahan air dalam

akuifer. Kuasa geotermal biasanya diperoleh

dengan cara menggerudi ke dalam akuafer

untuk mengeluarkan air panas atau wap panas.


68

Gambarajah 5.7 Keratan rentas termudah

ciri- ciri penting tapak geothermal

▪ Tekanan Bumi

o Sumber kuasa daripada tekanan

geotermal ialah air garam panas tepu

dengan metana, terdapat di akuifer besar

dan dalam di bawah tekanan tinggi. Air

dan metana terperangkap dalam

pembentukan endapan pada ke dalaman

di antara 3km hingga 6km. Suhu air

adalah dalam julat 90 ° C hingga 200 ° C.

Tiga bentuk tenaga diperoleh daripada

sumber tekanan bumi iaitu: kuasa termal,

kuasa hidrolik yang diperoleh daripada

tekanan tinggi dan kuasa kimia daripada

pembakaran gas metana. Tenaga tekanan

bumi terdapat di banyak kawasan di

muka bumi dunia, tetapi kawasan

simpanan utama pada masa ini adalah di

sebelah utara Teluk Mexico.

▪ Batu Kering Panas

o Batu Kering Panas (BKP) ialah satu

pembentukan daripada pemanasan

geologi yang terjadi sama seperti dengan

sumber hidrotermal, tetapi untuk kes ini

tidak terdapat air kerana akuifer atau

retakan yang diperlukan untuk

menghantarkan air ke permukaan bumi

tidak wujud. Sumber ini boleh dikatakan

tidak terbatas dan lebih mudah diperoleh

berbanding sumber hidrotermal. Susuk

geologi di Australia mempunyai potensi

yang besar untuk menggunakan teknologi

batu kering panas bagi menghasilkan

tenaga untuk negeri-negeri di bahagian

timur Australia.

▪ Magma

o Magma ialah sumber geotermal terbesar

yang terdiri daripada batu yang lebur

pada ke dalaman sekitar 3 hingga 10km

atau lebih ke dalam bumi. Oleh sebab itu

agak susah untuk dieksploitasi dan ia

mempunyai suhu di antara 700 hingga

1200 ° C. Sumber tenaga ini belum

dieskploitasi dengan jayanya hingga kini.

Bagaimana Magma Berlaku

Batu panas dari dalam bumi digunakan untuk

memanaskan air dan menghasilkan wap. Wap

diperoleh dengan cara menggerudi lubang ke

dalam tanah di kawasan yang panas dan wap

akan keluar dan digunakan untuk

menggerakkan turbin yang memutar penjana

elektrik. Di bawah tanah terdapat kawasan batu

panas yang biasanya terdapat juga ‘air bawah

tanah’ atau kemungkinan dengan menggerudi

beberapa lagi lubang dan mengepam air ke

dalamnya.

Gambarajah 5.8Gambarajah skematik tenaga

geotermal

Stesen kuasa panas bumi yang pertama sekali

diperkenalkan adalah di Landrello, Itali dan

yang kedua adalah di Waikato, New Zealand.

Yang lainnya terdapat di Iceland, Jepun,

Filipina dan Amerika Syarikat. Baru-baru ini

tenaga geothermal yang berpotensi telah

ditemui di Malaysia terutamanya di Sabah.

Memandangkan ia baru ditemui tiada kajian

telah dibuat untuk menganggarkan kuantiti

potensinya serta kegunaan praktikal tempatan.

5.2.3 Kegunaan Kuasa Geotermal



69

Kuasa geotermal dapat digunakan untuk dua

tujuan iaitu: untuk penggunaan haba secara

langsung dan secara tidak langsung iaitu untuk

menjana elektrik.

▪ Penggunaan Langsung

o Sumber hidrotermal yang bersuhu

rendah dan sederhana (20°-150 °C)

digunakan untuk membekalkan

pemanasan langsung bagi sektor

perumahan, komersial dan industri.

Penggunaan ini termasuk untuk

memanaskan ruang, air, pemanasan

rumah hijau, pemanasan akuakultur,

pembasuhan kain baju, penyahidratan

makanan, pemprosesan tekstil dan lain-

lain. Penggunaan jenis ini terdapat di

Iceland, Amerika Syarikat, Jepun,

Perancis dan banyak lagi negara lain. Di

Iceland, kebanyakan pemanasan untuk

sektor domestik menggunakan sistem

pemanasan daerah daripada geotermal.

o Pengunnaan langsung sistem geotermal

biasanya mengandungi satu kemudahan

pengeluaran (contohnya satu kolam)

untuk membawa air panas ke permukaan

bumi, satu sistem mekanikal (seperti

pempaipan, penukar haba, pam dan

pengawal) untuk menghantarkan tenaga

haba ke tempat yang diperlukan dan

sistem pembuangan (seperti kolam

suntikan atau kolam simpanan) untuk

menerima bendalir yang telah

disejukkan. Penukar haba biasanya perlu

digunakan kerana kewujudan garam dan

kandungan pepejal.

o Pam haba sering digunakan sebagai

penghantar tenaga. Pam haba geotermal

ialah satu peralatan yang berfungsi

dengan prinsip yang sama seperti peti

sejuk tetapi beroperasi secara songsang.

Peralatan ini mempunyai kelebihan

kerana secara relatif suhu di dalam bumi

adalah tetap dan dengan mengunakannya

sebagai sumber tenaga alat ini dapat

digunakan untuk tujuan sama ada

pemanasan ataupun penyejukan. Pada

musim panas, haba dikeluarkan dari

bangunan yang akan di sejukkan dan

dibuang ke bumi. Pada musim sejuk pula

haba dikeluarkan dari dalam bumi dan

dipam ke dalam bangunan. Sistem ini

telah digunakan secara meluas di

Switzerland dan negara-negara

Scandinavia. Menerusi pam haba

geothermal semua sumber geotermal

dengan suhu serendah 20 °C pun dapat

digunakan.

o Penggunaan sumber geotermal secara

langsung telah terbukti teknologi dan

kematangannya, serta ia juga didapat

boleh berjaya secara komersial bagi

berbagai-bagai penggunaan. Penggunaan

sumber tenaga ini boleh menghasilkan

penjimatan bersih kos tenaga untuk

pelanggan di sektor perumahan mahupun

untuk operasi komersial.

▪ Penjana Elektrik

o Suhu yang tinggi daripada sumber

geotermal dapat digunakan untuk

menjana elektrik. Pada masa ini terdapat

lebih daripada 8GW elektrik telah dijana

dengan menggunakan sumber geotermal

di seluruh dunia. Terdapat juga

bermacam-macam teknologi penukaran

tenaga yang menggunakan sumber

geotermal. Hal ini termasuklah wap

kering, wap kilat dan sistem kitar

perduaan.

o Elekrik daripada geotermal dapat

digunakan sebagai sumber tenaga utama

dan juga bagi saat keperluan yang lebih

banyak sebagaimana yang diperlukan di

sesuatu kawasan atau negara. Elektrik

daripada geotermal boleh bersaing

dengan sumber-sumber tenaga lazim

yang lain.

▪ Loji Kuasa Stim Kering

o Loji kuasa wap kering sesuai dipasang

jika wap geotermal tidak bercampur

dengan air. Telaga pengeluaran digerudi

sehingga sampai ke akuifer dan wap tepu

tekanan tinggi (180- 350 °C) akan

memancut ke permukaan bumi dengan

kelajuan tinggi melalui turbin wap yang

dihubungkan ke penjana elektrik. Pada

loji kuasa sederhana keluaran wap yang

bertekanan rendah dari turbin dibuang ke

atmosfera, tetapi biasanya wap ini akan

dialirkan ke sebuah pemeluap untuk

diubah menjadi air. Keadaan ini akan


70

menaikkan kecekapan turbin dan

menghindari masalah alam sekitar yang

timbul jika wap dilepaskan ke atmosfera.

Air buangan ini kemudian akan

disuntikkan kembali ke dalam bumi

melalui sebuah telaga yang lain.

o Haba buangan kemudian dialirkan ke

menara penyejuk seperti dijanakuasa

konvensional. Seperti juga janakuasa

konvensional kecekapan penukaran

tenaga adalah rendah, iaitu sekitar 30%.

Kecekapan loji wap kering dipengaruhi

oleh kandungan gas-gas bukan kondensat

seperti karbon dioksida dan hidrogen

sulfida. Tekanan gas-gas ini

mengurangkan kecekapan turbin dan juga

kos untuk melupuskan gas-gas ini oleh

sebab alam sekitar menambah biaya

operasi.

o Loji wap kering adalah mudah dan ianya

ekonomik dari aspek teknologi dan oleh

sebab itu ia digunakan secara meluas.

Teknologi berkaitan dengan loji kuasa

wap kering telah dibangunkan dengan

sempurna dan sedia digunakan secara

komersial dengan unit kapasiti antara 35

MW hingga 120 MW. Amerika Syarikat

dan Itali adalah antara negara yang

mempunyai sumber tenaga geotermal

wap kering yang besar walaupun sumber

ini juga didapati di Indonesia, Jepun dan

Mexico. Padang Geysers di California

ialah padang wap kering. Ia merupakan

sumber kuasa geotermal terbesar di dunia

dengan keupayaan sekitar 1,100 MW.

▪ Loji Kuasa Wap Kilat

o Teknologi wap kilat digunakan apabila

sumber geotermal adalah dalam bentuk

cecair. Cecair disemburkan ke dalam

sebuah tangki kilat yang mempunyai

tekanan jauh di bawah tekanan cecair dan

menyebabkan ia mengewap (atau

mengilat) dengan cepat mejadi wap. Wap

ini kemudian akan melalui sebuah turbin

yang disambungkan ke penjana kuasa

seperti pada loji wap kering. Untuk

melindungi cecair geotermal daripada

mengilat di dalam telaga maka telaga

disesuaikan supaya bertekanan tinggi.

o Sebahagian besar daripada cecair

geotermal tidak mengilat, dan cecair ini

disuntikkan semula ke dalam telaga atau

digunakan untuk pemanasan langsung

tempatan. Jika cecair di dalam tangki

mempunyai suhu yang cukup tinggi, ia

juga dapat digunakan untuk tangki yang

kedua, kejatuhan tekanan akan dapat

digunakan untuk tenaga wap kilat

selanjutnya. Wap ini bersama dengan

buangan turbin utama digunakan untuk

menggerakkan turbin kedua atau proses

yang kedua untuk menjana elektrik

tambahan. Dalam kes ini biasanya untuk

pertambahan kuasa sehingga 20-25%,

kos untuk loji akan bertambah sebanyak

5%.

o Loji penjana elektrik wap kilat

mempunyai saiz dari 10 MW hingga 55

MW. Walau bagaimanapun saiz piawai

ialah 20 MW dan ia telah digunakan di

beberapa negara seperti Filipina dan

Mexico.

▪ Loji Kuasa Kitaran Penduaan

o Loji kuasa kitaran penduaan digunakan

apabila sumber geotermal tidak cukup

panas untuk menghasilkan wap, atau

apabila sumber tersebut berisi dengan

terlalu banyak kotoran kimia. Cecair ini

tetap boleh digunakan dengan

menggunakan loji kuasa kitaran

penduaan (seperti di Kawerau, New

Zealand).

o Dalam proses kitaran penduaan, cecair

geotermal akan melalui penukar haba.

Cecair kedua yang mempunyai titik didih

lebih rendah daripada air (seperti

isobutana atau pentana), akan diwapkan

dan dilepaskan ke turbin untuk menjana

elektrik. Cecair ini kemudiannya akan

disejukkan dan dikitarkan semula untuk

kitaran yang lain. Semua cecair

geotermal disuntikkan semula ke dalam

bumi dengan sistem kitaran tertutup.

o Kuasa kitaran pendua dapat mencapai

kecekapan yang lebih tinggi berbanding

loji wap kilat dan jenis ini mungkin

dijalankan untuk sumber-sumber yang

bersuhu rendah. Selanjutnya masalah

karat juga dapat dielakkan. Walau

bagaimanapun, loji kitaran pendua



71

biasanya lebih mahal dan memerlukan

pam-pam yang lebih besar yang akan

menggunakan keluaran tenaga yang lebih

besar daripada loji. Saiz-saiz unit untuk

loji ini biasanya adalah antara 1 MW

hingga 3 MW.

▪ Teknologi Batu Kering Panas

o Konsep penggunaan tenaga geotermal

yang terdapat dalam batu kering panas

adalah untuk mewujudkan satu takungan

buatan dengan menggerudi telaga dalam

kembar ke dalam batu-batuan tersebut

dan kemudian membuat sebuah sistem

penukar haba yang besar melalui

peretakan hidraulik atau letupan. Air

disalurkan ke dalam telaga suntik

melalui takungan yang telah disiapkan

(yang akan memanaskan air), yang

kemudiannya akan mengalir ke dalam

telaga pengeluaran. Walau bagaimanapun

teknologi ini belum pernah dipamerkan

secara komersial teknologinya.

5.2.4 Geotermal dan Alam Sekitar

Geotermal boleh membantu untuk meningkatkan kualiti udara dan boleh mengatasi perubahan cuaca dunia serta hujan asid. Loji geotermal dapat beroperasi secara harmoni dengan alam sekitar kerana tempat yang diperlukan untuk ia beroperasi adalah kecil.

▪ Pencemaran Udara

o Tenaga geotermal adalah salah satu cara mengeluarkan kuasa terbersih di dunia. Dengan ketiadaan keluaran udara yang dikeluarkan, kuasa geotermal dapat menolong menjaga udara bersih dan atmosfera terang.

o Penggunakan loji kuasa geotermal untuk menjana elektrik akan hanya menghasilkan kurang daripada satu per seribu percemaran udara berbanding loji arang batu. Kuasa geotermal telah terbukti sebagai satu kaedah yang mematuhi piawaian-piawaian alam sekitar meskipun untuk piawaian yang paling ketat.

▪ Pemanasan Dunia

o Karbon dioksida merupakan salah satu penyebab pemanasan dunia semakin bertambah. Proses penghasilan tenaga

geothermal melibatkan pengeluaran karbon dioksida yang sangat sedikit. Oleh itu kuasa geotermal dapat membantu untuk mengatasi masalah yang berhubungan dengan pemanasan dunia.

Gambarajah 5.8 Perbandingan pemanasan

dunia bagi tenaga geotermal

▪ Hujan Asid

o Hujan asid terjadi kerana pencemaran

seperti sulfur dioksida yang larut dalam

air di atmosfera dan turun ke bumi dalam

bentuk hujan asid atau salji. Hujan ini

dapat menimbulkan kesan yang

merosakkan termasuk mematikan

tanaman dan kehidupan di dalam sungai

dan alam sekitar lainnya. Tenaga

geotermal dapat dikatakan hampir tidak

menghasilkan keluaran seperti sulfur

dioksida mahupun nitrogen oksida.

Gambarajah 5.9 Perbandingan hujan asid

bagi tenaga gioterma

▪ Kebaikan


72

o Kuasa geotermal tidak menimbulkan

sebarang pencemaran dan juga tidak

menyumbang pada kesan rumah hijau.

o Stesen janakuasa tidak memerlukan

ruang dan tempat yang banyak. Oleh itu

ia tidak menimbulkan masalah alam

sekitar.

o Tidak memerlukan bahan bakar.

o Apabila stesen janakuasa geotermal siap

dibangunkan, tenaga yang dihasilkan

boleh dikatakan percuma.

o Mungkin hanya diperlukan sedikit kuasa

untuk menjalankan pam, akan tetapi ini

dapat diambil daripada kuasa yang

dijana.

▪ Kekurangan

o Masalah yang paling besar adalah tidak

banyak tempat yang dapat dibangunkan

stesen janakuasa ini.

o Ia memerlukan jenis batu panas yang

sesuai dan pada kedalaman yang

memungkinkan untuk digerudi

o Jenis batuan di atasnya juga satu perkara

yang patut dipertimbangkan kerana ia

haruslah batuan yang mudah untuk

digerudi.

o Kadang-kala suatu tapak geotermal

tidak boleh beroperasi untuk satu jangka

masa yang lama kerana kehabisan wap.

o Gas-gas yang berbahaya dan mineral

mungkin keluar dari dalam bumi dan

mungkin agak sukar untuk

membuangnya.

5.3 Tenaga Hidro

5.3.1 Pendahuluan

Air yang mengalir mengandungi tenaga yang

boleh diubah menjadi tenaga elektrik. Inilah

yang dikatakan kuasa hidro. Sebenarnya nama

“hydro", adalah daripada perkataan Yunani

yang bererti air.

Manusia telah menggunakan air yang mengalir

sebagai sumber tenaga sejak beribu-ribu tahun

yang lalu, terutamanya untuk keperluan

pertanian. Pertama sekali tenaga air digunakan

untuk menjana elektrik adalah pada tahun 1882

di Sungai Fox, yang terletak Amerika Syarikat

dan elektrik yang dijana cukup untuk

menerangi dua kilang kertas dan sebuah rumah.

Pada masa ini terdapat banyak stesen janakuasa

hidro-elektrik yang digunakan mereka bagi

menyediakan hampir 20% daripada keperluan

elektrik dunia.

Pembentukan tanah di Malaysia, kedudukan

geografi, flora dan faunanya telah menjadikan

Malaysia sebagai kawasan yang mempunyai

bekalan air yang berterusan. Air, selain sebagai

sumber tenaga yang boleh diperbaharu, ia

merupakan salah satu sumber penjanaan tenaga

termurah di negara ini. Di Malaysia hampir

90% daripada sumber tenaga yang diperbaharu

datang daripada kuasa hidro.

Semenjak tenaga hidro dikenalpasti sebagai

salah satu komponen daripada polisi empat

jenis bahan api utama oleh kerajaan Malaysia

pada tahun 1981, banyak tapak tenaga hidro di

Malaysia telah dibangunkan. Potensi tenaga

hidro di Malaysia dianggarkan sebanyak 29,000

MW dengan keupayaan pengeluaran sebanyak

123,000 juta kWh setahun. Sabah dan

Sarawak mempunyai jumlah potensi tenaga

hidro sebanyak 90 % daripada jumlah

keseluruhan di Malaysia. Di Semenanjung

Malaysia dianggarkan baki potensi tenaga

hidro sebanyak 2300 MW. Beberapa projek

sedang dalam pembinaan dan perancangan bagi

memenuhi keperluan beban puncak. Hidro

sebagai sumber tenaga menjanjikan potensi

yang tinggi, walaupun pembinaannya kadang-

kadang menghadapi masalah berkaitan dengan

perkara-perkara teknikal dan faktor ekonomi.

Gambarajah 5.10 Kincir air lama

5.3.2 Jenis-jenis Tenaga Hidro



73

▪ Takungan

o Sebuah stesen janakuasa hidro dalam

skala besar menggunakan empangan

untuk menakung air sungai. Kemudian

air tersebut dialirkan mengikut keperluan

penjanaan elektrik atau untuk mengawal

aras permukaan takungan.

▪ Lencongan

o Suatu lencongan, kadang-kadang

dikenali juga sebagai larian-air-sungai,

yang merupakan kemudahan saliran

untuk mengalirkan sebahagian daripada

air sungai melalui terusan atau paip yang

disebut pintu air. Untuk jenis ini

empangan kadang-kadang tidak

diperlukan.

▪ Simpanan Terpam

o Apabila keperluan elektrik rendah,

sebuah kemudahan simpanan terpam

digunakan untuk menyimpan tenaga

dengan mengepam air daripada penakung

bawah ke penakung di sebelah atas.

Apabila keperluan elektrik tinggi maka

air tersebut dialirkan kembali ke

takungan melalui turbin untuk menjana

elektrik.

▪ Saiz Penjana Tenaga Hidro

o Saiz-saiz penjana tenaga hidro terdiri

daripada yang berukuran besar yang

dapat menyediakan bekalan elektrik

untuk bilangan pengguna yang banyak

dan juga yang bersaiz kecil hingga yang

bersaiz mikro yang hanya menjana

elektrik untuk keperluan sendiri dan ada

juga yang menjual tenaga kepada

syarikat penjana elektrik awam atau

utama.

▪ Tenaga Hidro Besar

o Tenaga hidro skala besar adalah yang

mempunyai keupayaan penjanaan

elektrik lebih daripada 1 megawatt,

walaupun takrifan ini berbeza-beza.

▪ Tenaga Hidro Kecil

o Tenaga hidro skala kecil adalah yang


elektrik di antara 0.5 hingga 1 megawatt.

▪ Tenaga Hidro Mikro

o Tenaga hidro skala mikro digolongkan

pada tenaga yang mempunyai keupayaan

penjanaan elektrik sehingga 0.1 MW.

5.3.3 Teknologi-Teknologi Turbin

Terdapat banyak jenis turbin yang digunakan

untuk penjanaan elektrik daripada tenaga hidro.

Ia biasanya dipilih berasaskan kegunaan

tertentu dan ketinggian aras air atau kepala

(juga dikenali sebagai ‘head’) yang tersedia

untuk menggerakkan turbin. Bahagian yang

berputar daripada turbin dinamakan pelari.

Jenis-jenis turbin yang biasa digunakan adalah

sebagai yang berikut:

▪ Turbin Pelton

o Turbin Pelton mempunyai satu atau

lebih jet air mengenai timba daripada

pelari yang menyerupai roda air pada

kincir air. Turbin Pelton digunakan

untuk tapak yang mempunyai aras air

yang tingginya antara 50 kaki hingga

6,000 kaki dan keupayaan penjanaan

sehingga 200 megawatt.

▪ Turbin Francis

o Turbin Francis mempunyai pelari yang

dilengkapi dengan bilah kipas yang

biasanya berjumlah sembilan atau lebih.

Air masuk ke turbin dari arah jejarian

secara menegak terhadap aci dan keluar

dari arah paksi. Turbin Francis

beroperasi bagi kepala 10 kaki hingga

1,000 kaki dan dengan keupayaan

penjanaan sehingga 800 megawatt.

▪ Turbin Kipas

o Turbin kipas mempunyai satu pelari

beserta tiga hingga enam bilah yang tetap

, seperti kipas penggerak pada bot. Air

mengalir melalui pelari dan memutar

kipas. Turbin kipas dapat beroperasi

bagi ketinggian kepala daripada 10 kaki

hingga 300 kaki dan dengan keupayaan

penjanaan 100 megawatt. Turbin Kaplan


74

ialah satu jenis turbin ini yang pic

kipasnya boleh diubah-ubah untuk

meningkatkan prestasi. Turbin Kaplan


sehingga 400 megawatt.

5.3.4 Bagaimana Turbin Kipas Beroperasi

Konsep asas tenaga hidro ialah tenaga

tekanannya digunakan oleh satu komponen

mekanikal yang gerakannya akan melibatkan

penukaran tenaga upaya air ke tenaga mekanik.

Tenaga ini kemudian memutar aci kuasa dan

seterusnya memacu penjana elektrik untuk

menghasilkan atau menjana tenaga elektrik.

Tenaga hidro biasanya menggunakan empangan

di kawasan sungai untuk menakung air. Air

dilepaskan daripada takungan atau empangan

dan mengalir melalui turbin yang akan

memutarnya untuk mengaktifkan penjana

elektrik bagi menghasilkan tenaga elektrik.

Walau bagaimanapun tenaga hidro tidak selalu

memerlukan empangan yang besar. Ada

beberapa loji tenaga hidro hanya menggunakan

terusan untuk mengalirkan air dari sungai

melalui satu turbin.

Satu lagi jenis loji tenaga hidro yang dikenali

sebagai loji pam simpanan dapat membekalkan

dan menyimpan tenaga. Kuasa dihantar dari

grid kuasa ke penjana elektrik. Penjana kuasa

kemudian memutar turbin dari arah yang

berlawanan, yang menyebabkan turbin akan

mengepam air dari sungai atau penakung

sebelah bawah ke penakung sebelah atas dan di

sinilah tenaga akan disimpan. Apabila tenaga

diperlukan air dari penakung akan dilepaskan

semula ke sungai atau penakung sebelah

bawah. Air ini kemudiannya memutar turbin

ke arah depan semula dan akan mengaktifkan

penjana untuk menjana elektrik. Biasanya

dinding bahagian bawah empangan dibuat lebih

tebal berbanding bahagian atas kerana tekanan

air di bahagian bawah adalah lebih tinggi

mengikut kedalamannya.

Gambarajah 5.11 Mekanisma kerja dari

sebuah empangan hidro elektrik

Stesen janakuasa elektrik hidro adalah sangat

baik kerana ia dapat menghasilkan tenaga

dengan murah. Empangan besar "Hoover

Dam", di sungai Colorado, Amerika Syarikat

membekalkan sebahagian besar elektrik bagi

kota Las Vegas. Walaupun terdapat banyak

tapak yang sesuai di merata tempat di seluruh

dunia tetapi pembinaan empangan elektrik

adalah sangat mahal. Walau bagaimanapun jika

stesen janakuasa sudah siap dibina, air akan

datang secara percuma dan tidak akan ada sisa

buangan dan pencemaran yang serius terjadi.

Matahari menyejatkan air dari tasik dan lautan

dan kemudiannya akan membentuk awan.

Awan turun sebagai hujan di daratan dan

gunung-ganang dan seterusnya akan

membekalkan air ke dalam empangan.

Gambarajah 5.12 Kitaran air yang

disebabkan oleh matahari

5.3.5 Kegunaan

▪ Kegunaan Skala Kecil

o Negara-negara sedang membangun

mempunyai potensi yang sangat besar

bagi pembinaan tenaga hidro. Benua

Afrika, Asia dan Amerika Selatan

mempunyai nilai potensi untuk menjana

sehingga 1.4 juta megawatts yang

keupayaannya ialah empat kali lebih

besar daripada yang ada di Amerika



75

Utara. Tenaga hidro skala kecil

(sehingga 1 megawatt), dengan kelebihan

atau kebaikan yang berganda-ganda

sebagai satu bentuk tenaga yang tidak

memusat, kos rendah, dan tenaga yang

boleh diharap, ialah pertimbangan utama

oleh banyak negara untuk mencapai

pembekalan tenaga secara berdikari.

Kuasa hidro skala kecil dapat

menyediakan keperluan elektrik bagi

kawasan luar bandar dan tempat-tempat

yang agak terpencil, juga dapat

menggantikan penggunaan sumber

petroleum dan menjanjikan satu alam

sekitar yang lebih bersih.

▪ Penggunaan Skala Mikro

o Projek hidro elektrik mikro adalah yang

mempunyai kuasa penjanaan kurang

daripada 0.1 megawatt. Baru-baru ini di

Pakistan lebih daripada 40 kawasan

kampung-kampung telah dibekali

elektrik oleh loji hidro mikro untuk

mesin-mesin pemprosesan pertanian,

woksyop, dan untuk membekalkan

elektrik bagi keperluan asas umum. Di

Nepal lebih daripada 100 loji hidro mikro

telah dipasang di kawasan-kawasan

terpencil. Kuasa yang dijana telah

menjimatkan masa pemprosesan hasil

pertanian menjadi satu per dua puluh

daripada sebelum sistem ini

diperkenalkan. Pada amnya hampir 50

negara membangun di dunia telah secara

aktif memperkenalkan dan

membangunkan kuasa hidro kecil atau

mikro .

▪ Loji Kuasa Larian-Air-Sungai

o Loji hidro elektrik larian air sungai

menggunakan kuasa aliran air sungai

tanpa menimbulkan gangguan kepada

aliran air sungai. Biasanya sistem ini

dibina di atas empangan kecil yang hanya

memerlukan air dalam jumlah yang

sedikit. Dalam banyak kes malah

takungan air tidak diperlukan, oleh sebab

itu projek larian air sungai tidak

mempengaruhi kualiti air seperti

menyebabkan suhu yang lebih tinggi,

kadar oksigen yang rendah,

mengurangkan pengeluaran makanan,

pemendapan, menaikkan fosforus dan

nitrogen, atau pereputan produk yang

diakibatkan oleh sistem hidro elektrik.

5.3.6 Isu Alam Sekitar dan pengurangan-

nya

Satu pembinaan loji hidro elektrik akan

mengubah tabii persekitaran sesuatu

kawasan. Kesan terhadap alam sekitar ini

harus dinilai dengan teliti semasa dalam

peringkat perencanaan projek untuk

mengelakkan masalah yang mungkin

timbul seperti kebisingan dan

pemusnahan terhadap ekosistem.

Sebaliknya, loji hidro elektrik mungkin

juga mempunyai kesan yang positif

terhadap alam sekitar iaitu ia akan

membekalkan air yang cukup dan juga

air yang bersih untuk flora dan founa.

Teknologi kuasa hidro terkini mungkin

bebas dari keluaran namun ia akan

menimbulkan kesan alam sekitar yang

tidak diingini seperti kecederaan dan

kematian pada ikan apabila melalui

turbin, dan juga menjejaskan kualiti air

hilir sungai. Pada masa ini bermacam-

macam teknik digunakan untuk

menyelesaikan isu-isu alam sekitar dan

turbin yang mesra alam sekitar sedang

dalam pembangunan.

▪ Laluan Ikan

o Jika ikan-ikan tidak dapat berpindah

melepasi empangan untuk ke muara, ini

akan mempengaruhi bilangannya.

Laluan ikan ke hulu dibuat dengan cara

membina tangga ikan atau penaik atau

dengan menangkap dan membawa ikan

ke hulu dengan lori. Laluan ikan ke hilir

dilakukan dengan cara mengalihkan ikan

dari tempat masuk air ke turbin dengan

menggunakan jaring atau rak atau

mungkin juga lampu atau suara bawah air

dan dengan menjaga aliran air yang

melalui turbin..

▪ Kualiti dan Aliran Air

o Loji tenaga hidro boleh mengakibatkan

kerendahan paras larutan oksigen dalam

air. Keadaan ini merupakan masalah


76

yang membahayakan habitat tetapi

mampu diselesaikan dengan beberapa

teknik pengudaraan. Menjaga aliran

minimum air ke hilir daripada loji tenaga

hidro adalah juga kritikal untuk

meneruskan kehidupan habitat-habitat

yang hidup di sungai tersebut.

▪ Turbin Mesra Alam Sekitar

o Turbin mesra alam sekitar juga dikenali

sebagai turbin "mesra ikan", bertujuan

mengurangkan kecederaan apabila ikan

melalui turbin. Ia juga akan

meningkatkan kualiti air dengan menjaga

kepekatan larutan oksigen dalam air.

Kelebihan Tenaga Hidro

Apabila empangan telah siap dibina,

maka tenaga boleh dikatakan

percuma.

Tidak ada sisa buangan dan

pencemaran terjadi.

Lebih boleh harap berbanding

tenaga angin, matahari, dan

gelombang

Air dapat disimpan di dalam

empangan dan sedia digunakan pada

masa yang diperlukan atau pada

permintaan yang banyak.

Stesen kuasa hidro elektrik boleh

meningkat kepada kuasa penuh

dengan sangat cepat, tidak seperti

stesen janakuasa lain.

Elektrik dapat dijana secara tetap.

Dapat menjimatkan pembakaran

bahan bakar dalam jumlah yang

besar.

Dapat menghalang banjir serta

mengawal paras sungai.

Boleh meningkatkan industri

pelancongan domestik dan industri

perikanan.

Kekurangan

Pembinaan empangan memerlukan

pembiayaan yang mahal.

Pembinaan empangan yang besar

akan menenggelamkan kawasan

yang luas di hulu yang

menimbulkan masalah terhadap

binatang yang hidup di sekitarnya.

Mencari tempat yang sesuai

mungkin agak sukar dan kesannya

terhadap penduduk dan alam sekitar

mungkin tidak dapat diterima.

Boleh mempengaruhi kualiti dan

kuantiti air di hulu dan juga

mempengaruhi tanaman yang ada.

5.4 Tenaga Gelombang Laut

5.4.1 Pendahuluan

Tenaga gelombang laut ialah satu bentuk

sumber tenaga solar yang sangat padat, yang

sedia ada di sepanjang waktu dan terbuang di

dalam laut tanpa disedari. Apabila air laut

pasang atau surut yang disebabkan oleh

pengaruh bulan dan matahari, ia menghasilkan

jasad air yang besar yang bergerak. Apabila air

ini bergerak di antara tanah dengan dasar laut

yang mengalun, arus laut yang besar dihasilkan.

Arus yang tidak disangka-sangka itu adalah

kuat dan mengandungi tenaga. Di United

Kingdom dianggarkan tenaga gelombang cukup

untuk membekalkan 10% keperluan keupayaan

penjanaan elektrik. Negara-negara lain yang

sudah mula terlibat secara penghasilan tenaga

gelombang laut ialah Sweden, Norway, Ireland,

India, Sri Langka dan Rusia. Dalam bahagian

Tenaga Angin di atas jika diperhatikan secara

amnya kelajuan angin di Malaysia secara

perbandingan adalah rendah. Oleh yang

demikian ombak-ombak lautan yang terdapat di

sekeliling pantai Semenanjung, Sabah dan

Sarawak adalah kecil saiznya. Keadaan ini

mungkin menjadi sebab utama penghasilan

tenaga daripada ombak kurang diminati selain

data mengenai ombak yang diperlukan sukar

didapati.

5.4.2 Jenis Mesin Tenaga Ombak

Pada masa ini ada beberapa jenis mesin yang

boleh menghasilkan tenaga daripada ombak laut

dengan kuasa pengeluaran yang maksimum.

Jenis-jenis mesin tersebut adalah seperti yang

berikut:



77

▪ “Oscillating Water Column”

▪ “Pendulum”

▪ “Hose Pump”

▪ “Duck and Clam off-shore”

▪ “TapChan”

▪ “Tethered Buoys”

▪ “Stingray Tidal Current Generator”

Mesin-mesin ini sama ada sedang diuji atau

telah ditauliahkan di beberapa buah negara

seperti di Sweden ( hose pump - diuji), United

Kingdom, Ireland, Norway dan India

(oscillating water column - ditauliahkan).

Permasalahan utama mesin-mesin di atas adalah

kerana kesukaran untuk mengambil tenaga

gelombang dan mengubahnya menjadi tenaga

elektrik dalam jumlah yang besar. Oleh sebab

itu penjanaan elektrik melalui tenaga

gelombang belum lagi menyeluruh

penggunaannya.

Gambarajah 5.14 Tenaga gelombang

5.4.3 Bagaimana Tenaga Ombak Beroperasi

Di sini hanya dua jenis mesin gelombang laut

akan diterangkan prinsip pengoperasiannya

dengan terperinci memandangkan prinsipnya

adalah hampir sama tetapi dengan sedikit

perbezaan.

▪ “Oscillating Water Column”

o Ada beberapa cara untuk mendapatkan

tenaga daripada gelombang. Di sini akan

dijelaskan teknik yang digunakan oleh

‘oscillating water column’. Ia

menggunakan satah-hidro yang

bertindak dengan air yang bergerak,

sudut satah-hidronya terkawal untuk

menggerakkan separuh-apungan,

menutup sebelah atas, membuka

pengumpul bawah ke atas dan ke bawah

di dalam air. Semasa pengumpul

digerakkan ke atas dan ke bawah air

secara selang-seli akan masuk ke dalam

dan dibuang daripada kebuk melalui satu

turbin yang dipasang di atas bahagian

atas pengumpul. Bergantung pada

kelajuan aliran air, saiz satah-hidro,

pengumpul dan lubang keluar, kelajuan

aliran boleh ditambah relatif kepada air

dengan kadar antara dua puluh hingga

tiga puluh kali ganda. Oleh itu Turbin

tidak sahaja beroperasi dalam udara

tetapi juga beroperasi pada laju putaran

yang lebih tinggi dan boleh secara

langsung digandingkan ke penjana

elektrik dengan mengelakkan kotak gear.

Gambarajah 5.14 Mekanisma kerja kuasa

gelombang


78

Gambarajah 5.15 “Oscillating Water Column

Generator”

▪ “Stingray Tidal Current Generator”

o Penjana “stingray” menukarkan tenaga

kinetik air yang bergerak pada kuasa

hidraulik, yang kemudiannya memutar

satu penjana menerusi satu motor

hidraulik.

o Penjana “stingray” mengandungi satu

sambungan selari yang memegang satu

susunan satah-hidro yang besar yang

biasanya tiga keping. Satah-hidro

mempunyai sudut serangannya relatif

pada aliran air yang mara diubah-ubah

oleh sebatang silinder dan mekanisme

‘louvre’. Kombinasi daya angkat dan

daya heret menyebabkan lengan berayun

secara menegak dalam lingkungan 12

meter. Satu silinder hidraulik yang

dilekatkan ke lengan utama dipaksa

secara berselang-seli memanjang dan

memendek, oleh itu menghasilkan

minyak bertekanan-tinggi dipam ke satu

set penjana atau motor. Keseluruhan

struktur sentiasa tenggelam sepenuhnya

dan di skru dengan tegar di atas dasar

sungai atau laut. Bagi menjana 150kW

daripada kelajuan arus sebanyak 3 knot,

ia memerlukan satu keluasan terusan atau

saluran sebanyak kira-kira 180m2.

Gambarajah 5.16 Stingray Tidal Current

Generator

o Kiraan awal bagi 150kW “stingray

Generator” menunjukkan bahawa ia

boleh menjana 380,000 kWh elektrik dari

satu saluran ombak tertinggi 3 knot

dalam setahun. Sasaran penjanaan boleh

berjaya dari saluran ombak 3 knot

dianggap sebagai penting. Perlu

diperhatikan bahawa ekonomi yang boleh

berjaya adalah radikal diubah jika satu

tapak dengan arus yang lebih tinggi

ditemui, oleh sebab kuasa berkadaran

dengan kuasa 3 halaju. Banyak tapak

seperti ini wujud di United Kingdom.

Kelebihan

Tenaga adalah percuma, tiada bahan

bakar diperlukan dan tiada bahan

buangan.

Kos operasi dan penyenggaraan

tidak mahal.

Boleh menjana tenaga dalam jumlah

yang banyak.

Saiz dan bilangan satah-hidro tidak

dihadkan oleh peronggaan hujung.

Satah-hidro yang besar kurang

terjejas oleh pertumbuhan marin.

Penjanaan elektrik dari kelajuan

tinggi aliran angin dapat

menggunakan reka bentuk turbin

yang standard.

Kekurangan

Bergantung pada gelombang yang

kadang-kadang tenaga yang tersedia

adalah terlebih dan kadang-kadang

tiada.

Memerlukan tempat tertentu yang

tersedia gelombang yang kuat secara

berterusan.

Beberapa reka bentuk sangat bising.

Mesti tahan dalam segala cuaca.

5.5 Rujukan



79

Proc. World Renewable Energy Congress VI,

1-7 July 2000, Brighton, United Kingdom, Part

111. Proc. 2nd

Int. Seminar on Renewable Energy for Poverty

Alleviation, 26-27 November 1999, Dhaka,

Bangladesh.

Renewable Energy-Resources and Applications

in Malaysia, Eds. K. Sopian, Mohd Yusof H.O.,

and B Yatim, Pub. Pusat Tenaga Malaysia

(PTM), October 2000.

http://www.eren.doe.gov/geothermal/

http://solstice.crest.org/renewables/re-

kiosk/index.shtml

www.hooverdam.com

www.fwee.org

http://renewable.greenhouse.gov.au/technologie

s/ocean/wave.html

http://www.energy.ca.gov/development/oceane

nergy/

http://www.worldbank.org/html/fpd/energy/geo

thermal/applications.htm

http://www.windmillworld.com/

http://www.seps.sk/zp/fond/dieret/wind.html

http://www.darvill.clara.net/altenerg/wave.htm

http://www.darvill.clara.net/altenerg/wind.htm

http://www.pge-

edsvcs.com/clackamas/hydro2.html

http://www.energotech.gr/hydro.htm

http://www.eren.doe.gov/geothermal/

http://solstice.crest.org/renewables/re-kiosk/index.shtml

http://solstice.crest.org/renewables/re-kiosk/index.shtml

http://www.hooverdam.com/

http://www.fwee.org/

http://renewable.greenhouse.gov.au/technologies/ocean/wave.html

http://renewable.greenhouse.gov.au/technologies/ocean/wave.html

http://www.energy.ca.gov/development/oceanenergy/

http://www.energy.ca.gov/development/oceanenergy/

http://www.worldbank.org/html/fpd/energy/geothermal/applications.htm

http://www.worldbank.org/html/fpd/energy/geothermal/applications.htm

http://www.windmillworld.com/

http://www.seps.sk/zp/fond/dieret/wind.html

http://www.darvill.clara.net/altenerg/wave.htm

http://www.darvill.clara.net/altenerg/wind.htm

http://www.pge-edsvcs.com/clackamas/hydro2.html

http://www.pge-edsvcs.com/clackamas/hydro2.html

http://www.energotech.gr/hydro.htm

Kecekapan Tenaga


6. Kecekapan Tenaga

Azni Zain Ahmed

6.1 Pendahuluan

Di negara Malaysia, lebih daripada 90%

tenaga yang digunakan adalah daripada tenaga

elektrik. Tenaga elektrik ini pula dijanakan

daripada sumber-sumber asas seperti tenaga

hidro, gas asli, minyak mentah dan aranbatu.

Sumber-sumber ini yang dinamakan tenaga

lazim akan luput mengikut peredaran masa

kerana tenaga seperti ini tidak boleh

diperbaharu. Oleh yang demikian, tenaga

elektrik perlu digunakan secara cermat dan

bijaksana. Manusia pula tidak seharusnya

membazirkan sumber-sumber yang sedia ada

supaya generasi-generasi yang akan datang

juga dapat menikmati kemudahan dan rezeki

daripada sumber alam.

Rajah 6.1: Contoh sumber dan aplikasi tenaga

lazim

Bayangkan apa yang akan terjadi sekiranya

sumber-sumber lazim ini semakin lenyap di

bumi. Harganya akan melabung naik dan

orang yang kaya sahaja dapat menikmati

kemudahan tenaga elektrik. Bayangkan pula

jika insan biasa tidak dapat membayar bil-bil

elektrik : mereka akan tidur dalam keadaan

panas dan kurang selesa; tidak menikmati

minuman atau buah-buahan sejuk; tidak dapat

memakai pakaian yang kemas kerana tidak

berseterika; tidak dapat memasak nasi atau

makan roti bakar; tidak dapat menonton

televisyen dan mendengar radio; tidak dapat

menggunakan komputer dan lain-lain

kemudahan-kemudahan moden yang lain

yang sudah menjadi kebiasaan hidup seharian

pada zaman ini !

Tenaga lazim ialah juga aset atau harta bagi

negara kita. Penjualan harta kepada negara

luar akan mendatangkan faedah kewangan

atau kekayaan kepada negara kita. Sekiranya

harta kita mengurang, maka kuranglah hasil

pendapatan negara kita. Oleh itu sumber

tenaga mestilah dijimatkan demi menjamin

keadaan ekonomi yang stabil.

Selain daripada pengurangan dalam

kuantitinya, pembakaran tenaga lazim juga

menghasilkan pencemaran udara.

Umpamanya, proses pembakaran minyak

mentah akan menghasilkan gas-gas seperti

karbon monoksida dan nitrogen dioksida yang

akan merosakkan alam sekitar. Sumber tenaga

lazim juga menghasilkan zarah-zarah yang

mencemarkan udara. Sekiranya manusia ingin

memelihara alam sekitar dan kesihatan, maka

penggunaan sumber tenaga lazim mesti

dikurangkan ataupun tenaga ini mestilah

dipergunakan secara terbaik supaya

penghasilan gas-gas dan zarah-zarah

berbahaya dikurangkan. Amalan atau usaha

seperti ini dinamakan kecekapan tenaga.

Bab ini akan menceritakan sedikit sebanyak

mengenai sejarah dan sebab-sebabnya

manusia perlu mengamalkan dan

menggunakan proses-proses ke arah

kecekapan tenaga. Beberapa fenomena akan

dijelaskan supaya pembaca lebih memahami

kejadian dan sebab-musabab.

Beberapa kaedah dan cara penggunaan alat-

alat elektrik secara cekap dan bijaksana juga

dicadangkan dalam bab ini. Anda juga akan

berpeluang untuk membuat kiraan mudah

dalam unit tenaga.

6.2 Sejarah

Sebelum tahun 1972, dunia sejagat

beranggapan bahawa sumber-sumber tenaga

seperti arang batu, gas dan minyak mentah

adalah murah dan mudah didapati. Rami

orang tidak begitu percaya dengan amalan

penggunaan tenaga dengan cekap. Ketika itu

penjimatan tenaga tidak begitu releven kerana

penggunaan tenaga dengan banyaknya tidak

menimbulkan masalah kewangan.

Kecekapan Tenaga


Walau bagaimanapun, tahun-tahun dari 1973

hingga 1982 harga minyak melambung naik

kerana krisis politik di negara-negara yang

mengeksport minyak Ketika itu para

pemimpin, peniaga, ahli korporat dan

penyelidik terpaksa mencari sumber-sumber

tenaga alternatif dan cara-cara untuk

menjimatkan tenaga khasnya daripada sumber

tenaga lazim.

Tempoh antara 1983 hingga 1992 pula suatu

isu mengenai pencemaran udara yang berhasil

mendapat perhatian masyarakat dunia. Para

saintis dan pemimpin negara termasuk

Malaysia mula menjadi bimbang terhadap

pencemaran udara sebagai akibat daripada

penggunaan sumber-sumber tenaga lazim.

Sumber-sumber tenaga lazim yang berasal

pada bahan api fosil menghasilkan zarah-

zarah yang mencemarkan udara.

Pada tahun 1987, 46 buah negara telah

menandatangani satu perjanjian Montreal

Protocol untuk mengurangkan penghasilan

dan penggunaan kloroflorokarbon (CFC), satu

gas yang menyumbang pada fenomena

"rumah hijau". Kesan "rumah hijau" ialah

akibat daripada reaksi kimia oleh gas-gas

tertentu yang dilepaskan ke atmosfera hasil

daripada proses-proses perindustrian dan

aktviti-aktiviti manusia di atas bumi. Kesan

"rumah hijau" mengakibatkan kenaikan suhu

pada permukaan bumi dan ini akan

menyebabkan perubahan pada ekosistem

seluruh dunia.

Di antara tahun 1992 hingga 2000, dua

perbincangan besar antara negara-negara telah

diadakan di Rio de Janeiro (1992) dan Kyoto

(1999) mengenai ketiga-tiga isu utama iaitu

sumber tenaga yang makin luput, pencemaran

udara dan perubahan iklim sejagat.

Sekarang jelaslah bahawa manusia mestilah

mengamalkan kecekapan tenaga untuk

Menjamin bekalan tenaga yang berterusan

Mengurangkan import bahan api dari luar

negara

Mengurangkan pencemaran udara

Mengurangkan kesan "rumah hijau"

Bahagian seterusnya akan menerangkan dengan

lebih jelas lagi mengenai pencemaran udara dan

kesan "rumah hijau"

6.3 Pencemaran Alam Sekitar

Pencemaran udara dan alam sekitar yang

dimaksudkan termasuk berlakunya hujan asid

yang dihasilkan apabila air hujan bercampur

dengan sulfur dioksida (SO2). Gas ini terhasil

daripada pembakaran bahan api oleh enjin

kenderaan dan jentera seperti dalam kereta,

bas dan motosikal. Proses-proses

perindustrian juga menghasilkan gas-gas yang

mencemarkan udara termasuk SO2, nitrogen

monoksid (NO) dan karbon dioksida CO2.

Rajah 6.2: Pencemaran alam sekitar

6.3.1 Kesan "Rumah Hijau"

Revolusi industri telah bermula dari abad ke

18. Semenjak itu, aktiviti perindustrian

menjadi makin pesat dari abad ke abad

sehingga kini. Pembakaran tenaga lazim iaitu

bahan api fosil juga menghasilkan karbon

dioksida (CO2) ke dalam atmosfera.

Sebahagian besar daripada gas tersebut

dihasilkan oleh industri, penjanaan kuasa

elektrik, pengangkutan, pendingin udara dan

aktiviti masak-memasak. 65% daripada gas

karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfera

adalah daripada pembakaran bahan api dan

bakinya adalah daripada aktiviti-aktiviti

pembalakan. Perubahan dalam ekosistem di

atas permukaan bumi ini juga menyumbang

pada penambahan CO2 dalam udara.

Ekosistem semula jadi boleh menyerap antara

20 hingga 100 kali lebih banyak karbon

dioksida per unit luas tanah berbanding sistem

pertanian yang diusahakan oleh manusia. Gas-

gas lain yang terhasil daripada perindustrian

ialah methana (CH4), nitrogen dioksida (N2O)

dan CFC. CO2 mempunyai pengaruh yang

paling besar (lebih kurang 55%) ke atas

keamatan kesan "rumah hijau".

Kecekapan Tenaga


Apakah itu sebenarnya kesan "rumah hijau"?

Permukaan bumi ialah suatu penyerap

pancaran gelombang pendek daripada sinaran

matahari. Proses penyerapan ini menukar

pancaran tersebut kepada haba. Pada waktu

malam, suhu permukaan bumi adalah lebih

tinggi daripada ruang sekeliling dan

permukaan bumi menjadi pemancar sinaran

gelombang panjang. Gelombang ini pula

diserap oleh gas-gas dalam atmosfera seperti

CO2. Molekul-molekul gas tersebut

memantulkan pula gelombang panjang

kembali ke permukaan bumi. Gelombang

panjang yang berlebihan ini akan menaikkan

suhu permukaan bumi seperti dalam "rumah

hijau". Kenaikan suhu permukaan bumi akan

memberikan kesan buruk ke atas tumbuh-

tubuhan dan manusia di atas bumi.

Rajah 4 menunjukkan bahawa dalam keadaan

normal 19% daripada sinaran suria diserap

oleh awan dan molekul-molekul dalam

atmosfera manakala 26% terpantul ke ruang

angkasa. 55% daripada sinaran itu ditujukan

ke permukaan bumi manakala 4% terpantul

daripada bumi. Oleh itu hanya 51% dariapda

jumlah sinaran suria sampai ke permukaan

bumi.

Kesan "rumah hijau" yang berlaku secara

semula jadi sebenarnya mempunyai kebaikan

iaitu menetapkan suhu permukaan bumi pada

suhu yang ideal iaitu 15 darjah Celcius.

Sebaliknya kesan "rumah hijau" yang

berlebihan akan mengakibatkan unsur-unsur

negatif kepada manusia, haiwan dan tumbuh-

tumbuhan. Apabila suhu permukaan bumi

ditingkatkan, kuantiti air laut yang lebih besar

akan tersejat dan menyebabkan awan di

bentuk dalam atmosfera. Awan ini berfungsi

sebagai pemantul dan akan memantul sinaran

suria ke arah permukaan bumi. Kenaikan suhu

bumi juga menyumbang pada kesan "rumah

hijau".

Para saintis telah meramalkan bahawa suhu

permukaan bumi akan naik sebanyak 1 hingga

3 darjah Celcius menjelang pertangahan abad

akan datang.

Rajah 6.3 : Permukaan bumi dalam keadaan semula jadi

Rajah 6.4: Proses penyerapan sinaran oleh awan dan molekul gas dan pantulan sinaran suria oleh awan

dan permukaan bumi.

Jadual 1: Gas-gas yang terlibat dalam kesan "Rumah Hijau" : Kepekatan dulu dan kini serta sumber-

sumber gas

55%

26%

4%

19%

100%

Kecekapan Tenaga


Gas

Kepekata

n pada

tahun

1750

Kepekatan Kini Peratus

perubahan Sumber

Karbon Dioksida 280 ppm 360 ppm 29 %

Volkano; Pembakaran

bahanapi fosil;

Pembalakan; Perubahan

dalam penggunaan tanah

Methana 0.70 ppm 1.70 ppm 143 %

Carigali gas asli dan

minyak mentah;

Pembakaran biomas;

Penternakan lembu;

Nitrogen Oksida 280 ppb 310 ppb 11 %

Hutan rimba; Lautan;

Tanah: Baja;

Pembakaran biomas dan

bahan api fosil

Klorofluorokarbon

(CFC) 0 900 ppt -

Peti sejuk, Aerosol;

Bahan pencuci kimia

Ozon Tiada data Berubah dengan

altitud dan latitud

Penurunan di

stratosfera and

peningkatan di

permukaan bumi

Berlaku secara semula

jadi oleh tindakan

sinaran suria ke atas

molekul oksigen dan

oleh penghasilan jerebu

fotokimia

Kecekapan Tenaga


6.3.2 Lapisan Ozon

Ozon ialah molekul oksigen O3.

Kebanyakan molekul ini (kira-kira 97%

daripada jumlah ozon) wujud secara

semula jadi di suatu lapisan atmosfera

yang dinamakan stratosfera yang berada

pada altitud atau ketinggian antara 15

hingga 55 km daripada permukaan bumi.

Apabila gas CFC mengalami pelanggaran

dengan ozon, suatu tindak balas akan

berlaku iaitu CFC akan memisahkan ozon

menjadi oksigen dan ia sendiri akan

menghasilkan karbon, gas klorin dan

flourin.

Sekiranya banyak CFC dilepaskan ke

atmosfera, bilangan molekul ozon akan

menjadi kurang dan lapisan ozon akan

menjadi nipis atau terus hilang dan

membentuk lubang pada stratosfera.

Lapisan ozon sebenarnya bertindak

sebagai penapis sinaran-sinaran yang

berbahaya dari bergerak ke permukaan

bumi. Ozon menyerap gelombang ultra

lembayung yang berbahaya kepada

manusia. Oleh yang demikian

pengurangan penghasilan CFC amatlah

penting untuk mengelakkan gejala-gejala

buruk berlaku terhadap manusia.

Rajah 6.5 : Lubang ozon dalam lapisan

stratosfera.

Laporan mengenai perkembangan lubang-

lubang ozon di Kutub Utara dan Selatan

pada 20 dekad akhir ini telah banyak

menyebabkan negara mengurangkan

penghasilan CFC atau mengharamkan

penggunaan bahan-bahan yang

mengeluarkan CFC seperti bahan

penyejukan. Sejak tahun 70-an, para

saintis telah melaporkan bahawa lapisan

ozon di Antartika telah mengurang

sebanyak 70%.

6.4 Tenaga Elektrik

Bentuk tenaga yang paling lazim

digunakan di negara kita dan untuk

kehidupan seharian ialah tenaga elektrik.

Tenaga ini dijanakan melalui kuasa hidro

atau pembakaran bahan api seperti gas

asli, arang batu, minyak dan distillate.

Tenaga elektrik digunakan oleh semua

sektor domestik, komersial, industri,

awam, perlombongan dan lain-lain. Dalam

sektor domestik, tenaga digunakan untuk

alat-alat elektrik seperti periuk nasi,

pemanas air, cerek, lampu, kipas, mesin

pembasuh kain dan pinggan, televisyen,

pendingin udara dan lain-lain. Dalam

sektor komersial pula, kebanyakan tenaga

elektrik digunakan untuk lampu, pendingin

udara, lif dan eskalator. Bangunan-

bangunan awam seperti pejabat, sekolah

dan hospital juga menggunakan tenaga

elektrik untuk lampu, mesin-mesin pejabat

seperti pencetak, komputer, untuk

pendinginan dan lain-lain. Sektor industri

pula menggunakan tenaga untuk

menjalankan mesin, jentera dan alat

pemprosesan selain penggunaan seperti

dalam sektor-sektor lain.

Sektor pengangkutan pula menggunakan

tenaga dalam bentuk bahan api minyak dan

diesel. Walaupun negara kita belum lagi

menggunakan kenderaan yang

menggunakan tenaga elektrik secara

meluas dan besar-besaran, namun tenaga

daripada bahan api fosil akan

menyumbang pada kesan "rumah hijau"

dan pencemaran alam sekitar.

Kecekapan Tenaga


6.4.1 Kecekepan Tenaga sebagai Satu

Tanggungjawab

Sekarang anda telah faham mengapa kita

perlu mengamalkan kecekapan tenaga dalam

kehidupan seharian. Kita perlu

menggunakan tenaga secara cekap dan

bijaksana kerana kita mesti menjamin

bekalan tenaga yang berterusan supaya

generasi yang akan datang akan sama-sama

dapat menikmati faedah penggunaan tenaga

seperti generai sekarang. Kita juga boleh

mengurangkan pembawaan masuk bahan api

dari luar negara dan sekaligus

mengurangkan perbelanjaan untuk bahan-

bahan yang diimport. Kita juga mesti

memelihara alam sekitar untuk menjamin

kehidupan di atas bumi ini selamat dan sihat

dan untuk mengurangkan kesan "rumah

hijau" yang akan mengakibatkan gejala

buruk berlaku terhadap bumi.

Sekiranya setiap manusia di dunia ini

menggunakan tenaga dengan cara yang baik,

pastilah kehidupan kita akan lebih terjamin,

selesa dan makmur. Kita tidak perlu menjadi

seorang pemimpin, saintis, ahli korporat

atau ahli perniagaan untuk menyumbang

pada kecekapan tenaga. Malah setiap

individu, sama ada suri rumah atau kanak-

kanak dapat melakukannya.

Apakah yang boleh anda lakukan ke arah

kecekapan tenaga di negara kita? Kecekapan

tenaga boleh dimulakan di persekitaran

rumah umpamanya, anda boleh melakukan

beberapa perkara seperti yang di bawah.

▪ Cabutkan plug bagi alat-alat elektrik

yang jarang digunakan.

▪ Tutup pintu dan tingkap dalam bilik

yang dipasang pendingin udara supaya

udara yang sejuk tidak keluar.

▪ Laraskan termostat pendingin udara

antara 22 hingga 24 darjah Celcius.

▪ Pasang alat pembasuh kain atau

pembasuh pinggan apabila penuh sahaja.

▪ Kumpulkan pakaian sebelum

menggunakan seterika. Masa yang

digunakan untuk menunggu sehingga

seterika panas akan membazirkan tenaga.

▪ Tutup suis lampu, kipas dan alat

pendingin udara apabila tiada orang

berada dalam bilik. Amalkan. Begitu

juga dengan peti televisyen.

▪ Beli alat elektrik yang mempunyai saiz

yang cukup untuk keperluan anda atau

keluarga anda.

▪ Beli alat elektrik yang mempunyai label

"Energy Star" atau alat yang telah

mendapat kelulusan SIRIM atau alat

yang berlabel “Cekap tenaga”.

▪ Bersihkan setiap alat daripada

kekotoran, karat dan alat yang tersumbat.

Rajah 6.6: Alat-alat elektrik

Di bawah ialah kaedah penggunaan alat-

alat elektrik domestik tertentu.

▪ Lampu

o Gunakan lampu cekap tenaga kerana

lampu jenis ini ialah 4 kali lebih

cekap daripada lampu biasa.

o Gunakan ballast elektronik yang

lebih menjimatkan tenaga.

o Lampu yang dipasang pada pemantul

(reflectors) akan menjimatkan lagi

kerana cahaya tersebar lebih luas.

o Mentol perlu dibersihkan daripada

debu dan kekotoran supaya tidak

malap.

Kecekapan Tenaga


o Sekiranya boleh, gunakan lampu

setempat berbanding lampu untuk

seluruh ruang.

Rajah 6.7 : Mentol cekap tenaga

▪ Peti Sejuk

o Beli peti sejuk yang mempunyai

kapasiti yang sesuai dengan keluarga

anda.

o Kebanyakan model peti sejuk pada

masa ini menjimatkan tenaga

berbanding model lama.

o Elakkan daripada membuka pintu

tanpa sebab.

o Elakkan daripada membuka pintu

peti sejuk secara luas supaya udara

sejuk di dalamnya tidak terkeluar.

o Bersihkan ruang dalam dari masa ke

masa.

o Letakkan peti sejuk jauh daripada

dapur atau sumber panas.

o Renggangkan bahagian belakang peti

daripada permukaan seperti dinding

untuk pengedaran udara.

Rajah 6.8 : Peti Sejuk

o Elakkan daripada menyimpan

makanan atau minuman yang panas.

Sejukkan makanan di luar peti

sehingga mencapai suhu persekitaran

sebelum menyimpan makanan di

dalam peti sejuk.

▪ Pemanas Air

o Pasangkan suis pemanas air hanya

ketika ingin menggunakannya. Tutup

suis sebaik sahaja air panas telah

digunakan.

o Elakkan daripada memasang suis

terlalu lama.

o Pilih model yang mempunyai ciri-ciri

kecekapan tenaga.

Rajah 6.9: Pemanas Air

▪ Pendingin Udara

o Pilih saiz dan kapasiti yang sesuai

untuk ruang bilik.

o Pilih model yang mempunyai

termostat. Julat suhu yang sesuai

untuk negara ini adalah antara 22

hingga 25 darjah Celsius.

o Tutup alat pendingin apabila tiada

orang di dalam bilik.

Kecekapan Tenaga


o Elakkan daripada sebarang halangan

di depan alat pendingin sama ada kain

atau perabot.

▪ Seterika

o Pasang suis hanya apabila

menggunakannya. Tutup suis sebaik

sahaja tamat menyeterika pakaian.

o Gunakan suhu yang paling sesuai

dengan kain untuk mengelakkan

pembaziran tenaga.

o Kumpulkan pakaian dan gunakan

seterika pada masa yang sama.

Amalan menyeterika satu demi satu

akan membazirkan tenaga kerana

seterika perlu dipanaskan sebelum

digunakan. Proses ini menggunakan

tenaga.

Rajah 6.10: Seterika

Sekiranya semua rakyat di negara ini

mengamalkan kecekapan tenaga, maka

tenaga dan alam sekitar dapat

diselamatkan. Amalan di rumah tidak

banyak menggunakan wang dan masa,

cuma kesedaran. Kanak-kanak pun dapat

dilatih dari kecil lagi dalam amalan yang

akan membawa kebaikan ini.

Para pengguna sebenarnya tidak perlu

bimbang mengenai pembelian alat-alat

elektrik yang cekap tenaga. Kebanyakan

model diiklankan kerana kebolehan alat

tersebut menjimatkan tenaga. Oleh itu,

pemilihan dan pembelian alat menjadi

lebih mudah. Kerajaan Malaysia sedang

berusaha untuk mewajibkan semua

pembuat barangan elektrik tempatan mesti

menampal label "cekap tenaga" pada

barangan mereka.. Kementerian Tenaga,

Komunikasi dan Multimedia telah pun

menubuhkan satu Suruhanjaya Tenaga

pada tahun 2001 untuk

mengimplementasikan polisi-polisi dan

undang-udang mengenai kecekapan tenaga

di negara ini.

Pendek kata, usaha kerajaan akan

mempermudah rakyat di negara ini

membeli dan mengamalkan kecekapan

tenaga.

6.4.1 Asas-asas Tenaga

Tiga buah syarikat utama membekalkan

tenaga di negara ini. Syarikat tenaga itu

ialah Tenaga Nasional Berhad (TNB),

Sabah Electricity Sdn Bhd, (SESB) dan

Sarawak Electricity Supply Corporation

(SESCO). Syarikat-syarikat tersebut

masing-masing bertanggungjawab untuk

membekalkan tenaga elektrik di

Semenanjung, Sabah dan Sarawak.

Syarikat-syarikat kecil yang lain juga turut

membekalkan tenaga di negara ini.

Jumlah kuasa elektrik yang dibekalkan

adalah seperti Jadual 2.

Negeri Jumlah Kuasa Elektrik

(MW)

Semenjung Malaysia 12,975

Sabah 777

Sarawak 872

JUMLAH BESAR 14,624

Jadual 2: Bekalan kuasa elektrik di Malaysia

Unit Tenaga

Unit asas tenaga, E adalah joule (J).

Kuasa pula ialah tenaga yang dibekalkan

per unit masa

P = tenaga yang dibekalkan = E

Masa t

Maka unit bagi kuasa diberi oleh

Kecekapan Tenaga


P = [joule] = [J] = J/s atau watt (W)

[saat] [s]

Oleh itu, jumlah kuasa elektrik yang

dibekalkan di Malaysia adalah 14,624

megawatt (MW).

Tenaga juga boleh diberi unit seperti

berikut :

Tenaga = E = P x t

Maka, unit bagi E adalah

[watt x jam] atau Wh

Keperluan ini makin meningkat dari tahun

ke tahun kerana negara ini masih

membangun. Dijangka permintaan tenaga

akan meningkat sebanyak 6 hingga 8%

setiap tahun mulai 2000. Pada tahun 1999,

purata tenaga yang digunakan oleh setiap

penduduk di Malaysia alah 2,450 kWh.

Hal ini bermaksud, dalam masa 1 jam,

jumlah tenaga yang digunakan ialah 2,450

kilowatt.

Jadual 3 menunjukkan kuasa alat-alat

elektrik yang lazim kita gunakan seharian.

Alat Elektrik Kuasa

Cerek 2,400 W

Seterika 1,000 W

Ketuhar Gelombang Mikro 800 - 1,300 W

Peti Sejuk 600 W

Peti Televisyen 100 W

Jadual 3: Contoh Kuasa Alat Elektrik

Cuba anda kira berapakah jumlah tenaga

yang digunakan bagi setiap alat.

Contoh 1

Tenaga elektrik yang digunakan oleh

sebuah seterika apabila dipanaskan selama

1.5 jam.

E = P x t

E = 1,000 x (1.5 jam)

= 1,500 Wh

= 1.5 kWh

Harga Tenaga

Tarif Kategori Kadar Unit

A Domestik

200 unit pertama

800 unit kemudian

Unit tambahan

Caj minimum bulanan

21.80

25.80

27.80

2.50

Sen/kWh

Sen/kWh

Sen/kWh

RM

B Komersial

Voltan rendah

Caj minimum bulanan

28.80

6.00

Sen/kWh

RM

C1 Komersial

Voltan sederhana

"Peak demand"

Semua unit

Caj minimum bulanan

17.30

20.80

500.00

RM/kWh

Sen/kWh

RM

D Industri

Semua unit

Caj minimum bulanan

25.80

6.00

Sen/kWh

RM

E1 Industri Voltan Sederhana

Setiap unit bagi

permintaan maksimum sebulan

Semua unit

Caj minimum bulanan

17.30

19.80

500.00

RM/kWh

Sen/kWh

RM

F Perlombongan Voltan Rendah

Semua unit

Caj minimum bulanan

21.80

100.00

Sen/kWh

RM

G Lampu awam

Semua unit (tanpa

selengaraan)

Semua unit (dengan

selengaraan)

17.30

10.80

Sen/kWh

Sen/kWh

Contoh 2

Kecekapan Tenaga


Kirakan harga tenaga untuk 1.5 kWh

(gunakan tarif bagi kategori domestik).

Penyelesaian:

Pada Tarif A, harga tenaga bagi 100 unit

pertama ialah 21.80 sen/kWh.

Maka jumlah harga tenaga bagi 1.5 kWh

ialah

H = 1.5 x 21.80 sen

= 32.70 sen

Rajah 6.11 : Contoh bil elektrik

Contoh 3

Lihat Rajah 6.11 yang menunjukkan bil

elektrik bagi sebuah rumah kediaman.

Kirakan jumlah yang perlu di bayar untuk

penggunaan tenaga elektrik.

Penyelesaian

Unit Kadar Amaun

200 21.80sen/kWh RM 43.60

297 25.80sen/kWh RM 76.63

Jumlah perlu dibayar : RM120.23

6.5 Bangunan Cekap Tenaga

Lebih kurang 45% daripada permintaan

tenaga elektrik di negara ini adalah daripada

sektor domestik (18%) dan komersial (27%).

Kebanyakan daripada tenaga ini digunakan

untuk lampu, pendingin udara dan pemanas

air dalam bangunan.

Bangunan yang cekap tenaga direka dan di

bina sebegitu rupa supaya penggunaan

tenaga elektrik untuk lampu dan pendingin

udara kurang daripada biasa. Sekiranya

bangunan-bangunan di negara ini jenis

cekap tenaga, jumlah permintaan tenaga

sudah pasti menurun.

Penggunaan alat pendingin udara adalah

sangat popular dalam kalangan rakyat

Malaysia kerana cuaca yang panas dan

bahang menghalang produktiviti pekerja.

Keadaan kurang selesa dalam bangunan

menyebabkan kebanyakan bangunan

komersial dan awam dihawadinginkan.

Ramai pemilik rumah kediaman juga

memasang pendingin udara di rumah

mereka kerana mereka sudah mampu

berbuat demikian.

Kecekapan Tenaga


Bahan binaan, reka bentuk, lokasi, orientasi

bangunan moden adalah antara faktor-faktor

yang menjadikan keadaan di dalam

bangunan moden kurang selesa untuk

diduduki tanpa memasang alat penyejuk.

Bahagian seterusnya akan memperihalkan

bagaimana haba diserap di dalam bangunan.

Rajah 6.12: Bangunan domestik dan

komersial

6.5.1 Mengurangkan penyerapan haba

ke dalam bangunan

Negara Malaysia berada tepat di

khatulistiwa dan oleh itu mengalami cuaca

panas sepanjang tahun. Suhu di negara ini

akan turun sedikit hanya pada waktu malam

dan apabila hujan.

Matahari terbit di sebelah Timur dan

terbenam di sebelah Barat (Lihat rajah

6.13a). Laluan matahari tidak banyak

berubah dari hari ke hari. Orientasi

bangunan di Malaysia adalah penting. Paksi

panjang bangunan mestilah menghadap ke

utara dan selatan manakala paksi pendeknya

menghala ke sebelah timur dan barat. Rajah

6.13b menunjukkan bahawa permukaan

dinding yang lebih kecil akan terdedah

kepada sinaran matahari apabila matahari

terbit dan terbenam manakala permukaan

dinding yang lebih besar tidak terdedah

kepada sinaran terus.

Rajah 6.13a: Arah pergerakan matahari

Rajah 6.13b: Orientasi paksi bangunan

Rajah 6.14: Haba di serap melalui dinding

dan bumbung bangunan

Rajah 6.14 menunjukkan haba dari sinaran

matahari yang diserap oleh dinding, tingkap

dan bumbung bangunan. Bahan binaan

mestilah diperbuat daripada sejenis bahan

yang tidak menyerap haba supaya ruang

dalam bangunan tidak menjadi panas.

Sumber haba selain sinaran matahari ialah

manusia sendiri. Jenis aktiviti yang

dilakukan oleh penghuni bangunan akan

menentukan banyak mana haba dihasilkan

oleh mereka. Bilangan penghuni juga

mempengaruhi kuantiti haba yang terhasil.

Alat-alat elektrik dalam bangunan juga

melesapkan haba ke udara. Alat-alat dalam

ruang pejabat ialah pencetak, komputer,

mesin pendua dan lain-lain lagi. Alat-alat

elektrik dalam rumah ialah peti sejuk,

televisyen, komputer dan sebagainya.

Alat-alat elektrik dalam bangunan mestilah

daripada jenis yang cekap tenaga supaya

Selatan

Utara

Kecekapan Tenaga


penghasilan haba dalam bangunan

dikurangkan.

Rajah 6.15: Alat elektrik dalam pejabat

yang menghasilkan haba

Lampu dalam bangunan juga merupakan

salah satu alat elektrik yang menghasilkan

haba. Jika kita ingin mengurangkan

penghasilan haba, cahaya daripada lampu

elektrik boleh digantikan dengan cahaya

semulaj adi daripada sinaran langit.

Cahaya langit adalah cahaya daripada

langit. Sebaliknya cahaya matahari

adalah sinaran terus daripada matahari.

Kecekapan (atau efikasi) cahaya langit

adalah lebih besar daripada lampu elektrik.

Ini bermakna cahaya langit berupaya

menghasilkan lebih banyak cahaya

daripada mentol elektrik bagi setiap watt.

Efikasi sinaran langit di Malaysia adalah

120 lumen per watt manakala purata

efikasi mentol lampu adalah sekitar 60

hingga 100 lumen per watt sahaja. Lumen

ialah unit bagi cahaya yang dihasilkan oleh

sesuatu sumber.

Jika sesebuah bangunan direkabentuk

dengan baik supaya cahaya semula jadi

digunakan untuk pencahayaan dalaman di

dalam bangunan, maka tenaga elektrik

boleh dikurangkan. Contoh jenis bangunan

yang menggunakan cahaya semulajadi

adalah atrium yang terdapat di beberapa

bangunan tinggi dan moden dikawasan-

kawasan bandar.

Rajah 6.16: Pencahayaan semula jadi

daripada sinaran langit

Kajian-kajian yang pernah dilakukan telah

membuktikan bahawa penggunaan cahaya

semula jadi boleh menjimatkan tenaga

elektrik untuk pencahayaan dalaman

sebanyak 42% di Malaysia, 70% di Thailand

dan 60% di Amerika Syarikat.

Cahaya semula jadi mempunyai sifat-sifat

yang memberikan faedah kepada manusia

seperti kesan psikologi, produktiviti dan

kesihatan. Kajian di Australia telah

membuktikan bahawa prestasi pelajar

meningkat apabila reka bentuk sekolah

menggunakan sinaran langit sebagai sumber

cahaya. Kajian juga telah dilakukan di

Amerika Syarikat dan Eropah yang

mendapati pesakit di hospital cepat sembuh

sekiranya mereka terdedah ke cahaya langit.

Produktiviti pekerja-pekerja kilang juga

meningkat apabila cahaya langit dibenarkan

masuk ke dalam bangunan kilang.

Terbukti sudah bahawa pencahayaan

daripada langit memberikan kesan positif

terhadap keselesaan manusia di samping

menyumbang pada kecekapan tenaga dalam

bangunan.

Kecekapan Tenaga


Rajah 16: Pantulan sinaran matahari

Lokasi sesebuah bangunan mempunyai

pengaruh di atas iklim persekitaran

bangunan. Sekiranya bangunan tersebut

diletakkan di tengah-tangah bandar, sudah

pasti suhu disekelilingnya adalah tinggi

berbanding sebuah bangunan yang dibina di

desa, di pinggiran danau, di atas bukit

ataupun di dalam hutan rimba.

Bagi bangunan di bandar disyorkan pokok-

pokok di tanam dikeliling bangunan untuk

bangunan rendah atau tanam-tanaman hijau

diberanda untuk bangunan tinggi.

Sebaliknya, alat-alat peneduh (lihat Rajah

6.17) mestilah di pasang pada bangunan

untuk mengelakkan sinaran terus matahari

menimpa di permukaan dinding bangunan.

alat-alat pemantul cahaya yang lain juga

boleh difikirkan seperti filem nipis yang di

tampal pada permukaan tingkap.

6.5.2 Beban Penyejukan

Strategi-strategi untuk mengurangkan

penyerapan haba ke dalam bangunan

bertujuan mengurangkan beban haba yang

perlu dibuang oleh alat pendingin udara.

Beban haba ini dikenali dengan istilah

beban penyejukan. Lagi besar beban

penyejukan lagi besarlah beban yang perlu

dibuang oleh alat pendingin udara. Oleh

yang demikian, penyelesaian untuk

mengurangkan beban penyejukan (iaitu

mengurangkan tenaga elektrik untuk

menjalankan alat pendingin) adalah

pengurangan beban haba. Cara ini amat

berkesan dalam amalan kecekapan tenaga.

Penggunaan cahaya sinaran langit

merupakan strategi serampang dua mata.

Satu faedahnya ialah tenaga elektrik

dikurangkan untuk pencahayaan dan

keduanya, haba yang dihasilkan oleh cahaya

langit adalah jauh lebih kurang daripada

haba yang dihaslkan oleh cahaya elektrik.

Beban penyejukan boleh dikurangkan

apabila cahaya langit digantikan dengan

cahaya elektrik.

Jumlah beban penyejukan, Qp boleh di

rumuskan seperti yang berikut :

Qp = Qsinaran matahari + Qalat + Qpenghuni +

Qlampu

Dimana

Qsinaran matahari = haba daripada sinaran

matahari melalui tingkap, dinding dan bumbung

Qalat = haba yang dilesapkan oleh

alat-alat elektrik

Qpenghuni = haba daripada penghuni

bangunan

Qlampu = haba daripada lampu

elektrik

Rumus di atas menunjukkan kepada kita

bahawa jumlah beban penyejukan dapat

dikurangkan apabila salah satu atau

kombinasi atau semua beban daripada

sumber-sumber haba dikurangkan.

Kesimpulannya, reka bentuk, lokasi, bahan

binaan, alat elektrik dan aktiviti manusia

dalam bangunan dapat diubahsuai supaya

penggunaan tenaga dapat dikurangkan.

6.6 Teknologi Kecekapan Tenaga

Masa Depan

Sumber-sumber tenaga tidak lazim seperti

tenaga yang boleh diperbaharu dapat

menggantikan tenaga elektrik. Beberapa

Kecekapan Tenaga


teknologi telah dan sedang diuji untuk

mengurangkan penggunaan tenaga elektrik

yang dijanakan daripada sumber-sumber

bahan api fosil.

Umpamanya, teknologi fotovoltaik (PV)

dapat digunakan untuk menjana tenaga

elektrik. Teknologi terkini mengenai PV

yang digunakan dalam reka bentuk

bangunan ialah bumbung PV. Tenaga

elektrik yang dijanakan oleh bumbung PV

boleh digunakan untuk menghidupkan

televisyen, radio, pemanas air dan lampu

dalam rumah, bergantung pada kapasiti

sistem tersebut. Rajah 17 menunjukkan

bumbung PV yang dipasangkan pada

beberapa buah rumah berangkai di

Amerika Syarikat.

Rajah 6.18: Bumbung PV

Rajah 6.19: Lampu jenis “chandelier”

dalam Masjid Wilayah

Teknologi pencahayaan inovatif pula bakal

menggantikan pencahayaan elektrik dalam

bangunan. Teknologi seperti ini pun telah

digunakan pada bangunan-bangunan di

serata dunia termasuk Malaysia. Satu

contoh teknologi pencahayaan inovatif

ialah lampu besar berjenis “chandelier” di

bawah kubah Masjid Wilayah di Kuala

Lumpur (Rajah 18).

Sebuah pengumpul cahaya atau heliostat di

pasang betul-betul di atas kubah masjid

tersebut. Heliostat ini menjejak matahari,

memantul cahaya ke dalam kubah melalui

lubang kaca dan cahaya daripada matahari

ditujukan pada lampu besar yang tergantung

di bawah kubah. Cahaya matahari di serak

oleh kanta-kanta kecil supaya cahaya di

pancar di sekeliling ruang di dalam masjid.

Anda boleh lihat dengan mata sendiri kesan

teknologi inovatif ini dalam seni bina masjid

tersebut. Teknologi seperti ini mampu

mengurangkan bil elektrik masjid sebanyak

RM 200,000 setahun untuk tujuan

pencahayaan ruang dalaman.

6.6.1 Kecekapan Tenaga dalam Industri

Kecekapan tenaga juga boleh dilakukan di

sektor industri. Satu daripadanya ialah

menggunakan biojisim untuk bahan api,

sistem fotovoltaik, pemanas suria, sistem

pengeringan atau pemanas berbantukan

tenaga suria dan sebagainya.

Alat-alat, mesin dan jentera yang cekap

tenaga terdapat di pasaran. Teknologi dan

reka bentuk baru yang cekap tenaga sentiasa

diperbaiki dan diuji oleh para penyelidik dan

pengusaha. Penjelasan lebih perinci

mengenai teknologi kecekapan tenaga dalam

industri adalah di luar skop bab ini.

6.7 Rumusan

Tenaga daripada matahari yang

memanaskan permukaan bumi. Tenaga suria

ini dapat digunakan untuk menjanakan

tenaga elektrik, memanas dan membekalkan

cahaya. Pada masa ini, kita menggunakan

bahan api fosil seperti arangbatu, minyak

dan gas untuk keperluan tenaga kita. Kita

tidak boleh bergantung semata-mata pada

sumber-sumber tenaga ini kerana sumbernya

kian mengurang dan tidak berganti. Kita

mesti mencari sumber-sumber lain untuk

keperluan tenaga kita. Tenaga suria adalah

salah satu sumber tersebut. Mengamalkan

kecekapan tenaga ialah satu cara untuk

Kecekapan Tenaga


melanjutkan bekalan tenaga kita ataupun

melambatkan proses pelupusan sumber

tenaga lazim.

Kecekapan tenaga tidak semestinya

menurunkan kualiti hidup atau melambatkan

pembangunan negara. Kecekapan tenaga

bermakna amalan menjimatkan sumber-

sumber terhad, pembangunan mapan,

pemeliharaan alam sekitar di samping

menjamin kualiti dan keselesaan hidup.

6.8 Rujukan

Renewable Energy World, 4(2), James and

James. March-April 2001.

Statistik Industri Bekalan Elektrk Malaysia,

Jabatan Bakelan Elektrk dan Gas Malaysia.

Edisi Tahun 2000.

Kementerian Tenaga, Telekom dan Pos.

National Energy Balance Malaysia. 1980 –

1995.

Kecekapan tenaga.

URL: http://electricpower.about.com

Projek Sains.

URL: http://kidscience.about.com

Kecekapan tenaga dan alam sekitar.

URL: http://environment.about.com

Kecekapan Tenaga dan Tenaga

Diperbaharui

URL:http://solstice.crest.org

Tenaga

URL:http://www.energy.ca.gov

http://electricpower.about.com/

http://kidscience.about.com/

http://environment.about.com/

http://solstice.crest.org/

Kecekapan Tenaga


LAMPIRAN

Uji kaji 1

Tujuan : Menjelaskan Kesan "Rumah

Hijau"

Bahan-bahan

Pepejal CO2

Sumber cahaya (100 watt)

Jam Randik

2 biji botol kaca dengan penutup

2 batang termometer yang boleh

dimuatkan dalam botol kaca.

Kaedah

1. Sediakan jadual data untuk mencatat

suhu di dalam kedua-dua botol setiap

10 minit.

2. Lekatkan label pada botol. Satu label

ditulis "udara" dan satu lagi "CO2".

3. Letakkan sebatang termometer dalam

setiap botol.

4. Letakkan seketul pepejal CO2 dalam

botol berlabel "CO2".

5. Apabila suhu dalam botol telah stabil,

catatkan suhu dalam setiap botol.

6. Letakkan botol lebih kurang 0.5m

daripada sumber cahaya 100 watt.

7. Baca dan catitkan suhu dalam setiap

botol setiap 10 minit selama 1 jam.

Soalan

Adakah suhu dalam setiap botol itu

berbeza? Jika tidak, tulis mengapa.

Peringatan :

Sila gunakan sarung tangan getah apabila

memegang pepejal CO2.

Jadual data :

Masa

(min)

Suhu dalam

Botol "udara"

(oC)

Suhu dalam

Botol "CO2"

(oC)

10

20

30

40

50

60

Kecekapan Tenaga


Ujikaji 2

Tujuan : Pemanas suria

Bahan-bahan :

Beberapa kepingan biskut rangup

Kertas pembakar kek

Cawan aluminium

Tin pembakar

250g cokelat susu, dipotong dadu

Kaedah

1. Atur kertas pembakar kek dan cawan

aluminium di atas tin pembakar.

2. Letakkan sekeping biskut dalam setiap

kertas pembakar dan cawan aluminium.

3. Susun sekeping keping cokelat di atas

biskut tersebut.

4. Dedahkan biskut-biskut pada sinaran

matahari.

5. Catatkan apa yang berlaku terhadap

cokelat.

Soalan

Adakah kepingan-kepingan cokelat cair

pada kadar yang sama? Jika tidak,

mengapa?

Ujikaji 3

Tujuan: Kecekapan tenaga

1. Pada akhir awal bulan, lihat bil

elektrik rumah anda yang terkini.

Pada awal bulan pertama mulakan

amalan kecekapan tenaga dalam

rumah anda.

2. Tutup semua suis apabila alat-alat

elektrik tidak digunakan seperti

lampu, televisyen dan radio.

3. Tutup suis pendingin udara apabila

tiada orang di dalam bilik. Apabila

alat pendingin sedang dipasang,

tutup pintu dan tingkap dengan rapat

supaya udara sejuk tidak keluar.

4. Pada akhir bulan kedua, lihat bil

elektrik anda.

5. Adakah jumlah yang kena dibayar

berkurang? Jika jawapannya adalah

ya, maka anda telah menggunakan

tenaga secara bercermat dan bijak.

Sumber Maklumat Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga Dalam Pendidikan


1. Sumber Maklumat Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga Dalam Pendidikan

Abdul Malik Abdul Shukor

7.1 Pendahuluan

Bahan-bahan untuk kegunaan guru dalam

persiapan untuk mengajar Tenaga Diperbaharui

dan Kecekapan Tenaga dalam Bahasa Malaysia

amat kurang. Bab ini merupakan suatu usaha

awal untuk mengumpulkan sebanyak mungkin

bahan-bahan yang telah diterbitkan dan mudah

difahami oleh para guru.

Malah, bahan-bahan penyelidikan telah banyak

ditulis dan diterbitkan oleh pakar-pakar Tenaga

Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga tempatan

dalam Bahasa Malaysia. Akibatnya, topik-topik

Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga

lebih terserlah diperbincangkan pada peringkat

Universiti berbanding dengan peringkat sekolah

dan masyarakat umum. Tren ini tidak seimbang

dan usaha perlu ditumpukan kepada peluasan

perbincangan isu-isu Tenaga Diperbaharui dan

Kecekapan Tenaga di peringkat sekolah

khasnya.

Dengan adanya senarai bahan yang bersesuaian,

guru dapat meningkatkan kefahaman dan

pembacaan mengenai Tenaga Diperbaharui dan

Kecekapan Tenaga. Pengajaran dan

pembelajaran mengenai topik tersebut akan

lebih menarik dan berkesan. Seterusnya, pelajar

selaku generasi muda akan mendapat

pendedahan awal dan demi masa masyarakat

Malaysia akan lebih sensitif terhadap kegunaan

tenaga harian. Suatu hari nanti, isu-isu tenaga

dan Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan

Tenaga akan menjadi isu penting dalam

kehidupan seharian masyarakat Malaysia.

Bahan-bahan yang disenaraikan boleh juga

digunakan oleh guru dan pelajar bukan sains

untuk meningkatkan kesedaran dan kefahaman

tentang Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan

Tenaga. Malah beberapa aktiviti pelajar aliran

bukan sains boleh bertemakan tenaga. Terdapat

satu bab dalam Jilid 4 Siri Pendidikan CETREE

ini yang mencadangkan dengan lebih terperinci

aktiviti yang relevan. Hemat dan cermat semasa

menggunakan tenaga tentunya merupakan satu

akhlak mulia yang disanjung oleh semua agama

dan budaya.

Masyarakat Malaysia yang mengamalkan

Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga

dalam kehidupan seharian akan disanjung

seantero dunia.

7.1.1 Susunan Bahan-Bahan

Bahan-bahan disusun mengikut topik-topik

berikut :

1) Tenaga Diperbaharui dan

Kecekapan Tenaga (Umum)

2) Tenaga Terma Suria

3) Tenaga Biojisim

4) Tenaga Angin

5) Tenaga Fotovolta

6) Kecekapan Tenaga

Bahan untuk tiap-tiap topik pula disusun saperti

berikut :-

1) Buku

2) Buku Kecil

3) Poster

4) Video

5) Ensiklopedia

6) Ucapan

Halaman web yang terdapat di hujung bab ini,

meliputi kesemua topik-topik Tenaga

Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga.

7.2 Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan

Tenaga

▪ Buku

1. Tenaga Yang Boleh Diperbaharui

dan Kecekapan Tenaga -:

Himpunan 6 Kertas-kerja yang

dibentangkan dalam Bengkel

Pembangunan Kurikulum Tenaga

Bagi Sekolah Menengah.

Mengandungi maklumat asas

tentang Tenaga dan alam sekitar,

Tenaga Terma Suria, Tenaga

Elektrik Suria, Biojisim, Tenaga


Angin dan Kecekapan Tenaga.

Konsep Tenaga Boleh

Diperbaharui Dalam Kurikulum

Sains Sekolah juga dibincangkan.

76 mukasurat. Terbitan CETREE.

2. Eksperimen Sains untuk Sekolah

Menengah – Tenaga Yang Boleh

Diperbaharui. Mengandungi

beberapa eksperimen menarik yang

boleh dijalankan di sekolah. 30

mukasurat. CETREE.

3. Energy for Malaysians.

Penerangan umum tentang

keperluan dan sumber tenaga di

Malaysia dan kebimbangan tentang

kestabilan sumber pada masa

depan.

EPSM.

▪ Buku Kecil

1. Renewable Energy For You -:

Penerangan ringkas tentang

pelbagai Sumber Tenaga

Diperbaharui..14 muka-surat.

Terbitan Kerajaan India. Hubungi

CETREE.

2. Scenarios for a Clean Energy

Future : Interlaboratory Working

Group on Energy Efficient and

Clean Energy Technologies.

Menerangkan cabaran alam

persekitaran termasuk pertukaran

cuaca, pencemaran air,

pertumpahan minyak dan

ketidakkecekapan ketika

penggunaan tenaga. Perpustakaan

USM.

▪ Poster

1. Koleksi Poster RE & EE 2000

Poster-poster dari Pertandingan

Melukis Poster bertemakan Tenaga

Diperbaharui dan Kecekapan

Tenaga Peringkat Sekolah

Menengah Malaysia 2000.

PTM.Terhad

▪ Video

1. Menanti Masa.

Gambaran ringkas tentang apa yang

akan berlaku apabila sumber tenaga

fossil mulai berkurangan. 10 minit.

CETREE.

▪ Ensiklopedia

1. Ensiklopedia Malaysiana

Jilid 13 Perhatikan ‘Tenaga’

(m.s.3)

Penerangan ringkas mengenai

tenaga, tenaga angin, laut, hidro,

geoterma dan suria. Semak di

bahagian Rujukan di Perpustakaan

Universiti atau Negeri.

▪ Ucapan

1. Alternative Energy Options :

Challenges and Opportunities

YAB Dato’Seri Dr. Mahathir

Mohamad semasa merasmikan

‘The World Renewable Energy

Congress 1999’ di Kuala Lumpur.

Makluman dasar serta inisiatif

Malaysia dalam meluaskan

penggunaan Tenaga Diperbaharui

dan Kecekapan Tenaga.

Pejabat Perdana Menteri. Percuma.

Layari www.smpke.jpm.my

7.3 Kecekapan Tenaga

▪ Buku

1. Electrical Energy Efficiency :-

Bagaimana peralatan elektrik dapat

dispesifikasikan untuk optima

kecekapan tenaganya dan

memaksimum penjimatan tenaga.

JBEG.

▪ Buku Kecil

1. Panduan Kecekapan Tenaga – :

Kepentingan, Sumber dan

Memahami Tenaga Elektrik, Kesan

Penggunaan yang tidak Cekap serta

Sumber Maklumat Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga Dalam Pendidikan


Panduan Mengamalkan Kecekapan

Tenaga. 11 muka-surat.

JBEG. Percuma.

2. A Guide to Electricity Saving -:

Panduan menjimat tenaga elektrik

untuk Lampu, Pendingin udara dan

Peti-ais.

Untuk pengguna domestik. 24

mukasurat. Bahasa Inggeris.

TNRD. Percuma

3. Tips on Ways to save Electrical

Energy in the Home.

Contoh praktikal petua-petua

menjimatkan penggunaan tenaga

untuk alatan elektrik di rumah.

FOMCA. Percuma.

7.4 Biojisim

▪ Buku kecil

1. Nota Berjisim.

Makluman yang mudah difahami

mengenai biojisim.

Institut Penyelidikan Perhutanan

Malaysia (FRIM).

Hubungi CETREE.

▪ Ensiklopedia

1. The World Book.

Jilid 2. Perhatikan ‘Biomass’ (m.s.

310).

Semak di bahagian Rujukan di

Perpustakaan Universiti atau

Negeri.

7.5 Tenaga Terma Suria

▪ Buku Kecil

1. Solar Energy -:

Menerangkan dengan serba ringkas

mengenai Terma Suria, Fotovolta,

Tenaga Angin dll. Mudah difahami

kerana diterbitkan untuk bacaan

umum.

49 muka-surat Terbitan ERDA

(USA). Hubungi ERDA-Technical

Information Center, Amerika

Syarikat. Hubungi CETREE.

2. The Solar Energy Notebook -:

Panduan yang mudah diikuti untuk

peminat Tenaga Terma Suria

namun memerlukan pengetahuan

teknikal yang asas. 56 muka-surat.

Hubungi CETREE.

▪ Ensiklopedia

1. The World Book.

Jilid 18. Perhatikan ‘Solar

energy’(m.s. 23)


Perpustakaan Universiti atau

Negeri.

7.6 Tenaga Angin

▪ Ensiklopedia

1. The World Book.

Jilid 21. Perhatikan ‘Water

wheel’(m.s.92)


Perpustakaan Universiti atau Negeri.

7.7 Fotovolta

▪ Buku Kecil

1. Sistem Photovoltaik Suria ‘solar home

kits’

Panduan untuk memasang beberapa

sistem fotovolta.

PTM. Percuma

▪ Ensiklopedia

1. The World Book.

Jilid 6. Perhatikan ‘Electric

eye’(m.s.144) dan

‘Electricity’(Solar cells)(m.s.168)

Jilid 15. Perhatikan ‘Photoelectric

effect’(m.s. 435)


Perpustakaan Universiti atau Negeri.

7.8 Halaman Web

Terdapat banyak halaman web , sebagai

contoh:-

▪ www.greenenergy.org.uk

http://www.greenenergy.org.uk/


o Halaman ini mempunyai petunjuk

kepada pemilik rumah yang ingin

memasang sistem tenaga diperbaharui.

▪ www.create.org.uk

o Terdapat satu watak yang menarik,

bernama Joules, yang akan membantu

anda mencari pelbagai maklumat yang

berguna tentang tenaga dalam bangunan

dan alam sekitar serta sumber-sumber

tenaga. Ia merupakan sebuah pusat

aktiviti, yang mempunyai perkara-

perkara yang “seronok” dilakukan. Nota-

nota guru juga disediakan.

▪ www.school4energy.net

o Halaman web ini merupakan fokus

utama Forum Pendidikan Tenaga di

Eropah (EEEF) dan ia merupakan

pangkalan data tentang bahan pendidikan

tenaga diperbaharui dan butir-butir

mengenai tempat untuk dilawati.

▪ www.schoolsenergywise.com

o Satu halaman yang menggalakkan

pelajar melibatkan diri dalam pengurusan

penggunaan tenaga di sekolah. Yippee,

kucing sekolah dan Thermite, tikus

sekolah akan memberi petua-petua dan

berjenaka, sambil belajar cara membina

“Pasukan E” (E Team).

▪ www.funergy.org.uk

o Kanak-kanak boleh membantu Lolly

menghalang monyet-monyet Tenaga

yang mencuri tenaga di sekeliling

rumahnya dan melibatkan diri dalam

pertunjukan kuiz pantas, “Watt’s the

Answer”, dengan hadiah-hadiah untuk

dimenangi. Halaman ini khususnya

untuk pelajar (orang dewasa juga boleh

bermain), mengenalpasti cara

menjimatkan tenaga di rumah.

7.9 Alamat Penerbit/Agensi

1. TNRD

Tenaga Nasional Research and

Development

Lot No. 3, Jalan 241/243, Section

51A, 46100 Petaling Jaya,

Selangor D.E.

Tel : 03-7776410 Fax : 03-

7772921

2. JBEG

Jabatan Bekalan Elektrik dan Gas

Malaysia

Aras 19-20, Menara Dato’ Onn,

Pusat Dagangan Dunia Putra,

41, Jalan Tun Ismail, 50480 Kuala

Lumpur.

Tel : 03-40475400 Fax : 03-

40455776

3. CETREE

Centre for Education and Training

in Renewable Energy and Energy

Efficiency

Universiti Sains Malaysia, 11800

USM, Pulau Pinang.

Tel/Fax : 04-6575444

4. EPSM

Environmental Protection Society

of Malaysia

P.O. Box 382, Jalan Sultan,

Petaling Jaya, Selangor D.E.

5. Perpustakaan USM

Universiti Sains Malaysia, 11800

USM, Pulau Pinang.

Tel : 04-6577888 samb

6. PTM

Pusat Tenaga Malaysia.

Block C, Kompleks Petronas

Research and scientific Services

(PRSS), Lot 3288 & 3289,

Off Jalan Ayer Itam, Kawasan

Institusi Bangi,

43000 Kajang, Selangor D.E.

Tel : 03-89252233

Fax : 89252806

7. FOMCA

Federation of Malaysia Consumer

Associations

8, Jln SS1/22A, 47300 Petaling

Jaya, Selangor D.E.

Tel : 03-7762009/7774741 Fax :

03-7771076

http://www.create.org.uk/

http://www.school4energy.net/

http://www.schoolsenergywise.com/

http://www.funergy.org.uk/

BIODATA RINGKAS PENGARANG

Dr. Mohd. Yusof b. Hj. Othman ialah seorang Profesor di Fakulti

Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi,

Selangor. Beliau juga merupakan Timbalan Dekan di Pusat Pengajian

Fizik Gunaan.

E-mail beliau ialah [email protected]

Dr. Fauziah bt. Sulaiman ialah seorang Profesor Madya di Pusat

Pengajian Sains Fizik , Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.

Beliau juga merupakan Pengurus CETREE.


Dr. Hj. Kamarulazizi b. Ibrahim ialah seorang Profesor di Pusat

Pengajian Sains Fizik , Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.

Beliau juga merupakan Pengarah CETREE. .


Dr. Baharuddin b. Yatim ialah seorang Profesor di Fakulti Sains dan

Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Selangor. Beliau

juga merupakan Pengerusi, Pusat Pengajian Fizik Gunaan di Fakulti

tersebut.


Dr. Masjuki b. Hassan ialah seorang Profesor di Fakulti

Kejuruteraan, Universiti Malaya, Kuala Lumpur. Beliau juga

merupakan Timbalan Dekan (Pembangunan) di Fakulti tersebut.


Dr. Azni bt. Zain Ahmed ialah seorang Profesor dan juga merupakan

Dekan, Fakulti Sains, Universiti Teknologi Mara (UiTM), Shah Alam,

Selangor.


Dr. Hj. Abdul Malik b. Abdul Shukor ialah seorang Perunding dan

juga bekas Pensyarah di Pusat Pengajian Sains Fizik, Universiti

Sains Malaysia, Pulau Pinang.


mailto:[email protected]







Cetakan Pertama - Universiti Sains Malaysia

Documents

Transcript of Cetakan Pertama - Universiti Sains Malaysia