“Saat ini teknologi baterai tidak hanya digunakan untuk perangkat-perangkat elektronik portabel saja. Tesla salah satunya adalah perusahaan yang mengembangkan teknologi baterai agar bisa digunakan sebagai sumber daya utama di dalam mobil dan bahkan sumber listrik utama di dalam rumah. Harapannya adalah agar baterai bisa menjadi penutup celah dari kekurangan yang dimiliki oleh sumber daya yang bisa diperbaharui dan mengurangi ketergantungan kepada sumber daya yang tidak dapat diperbaharui”

– catatan editor –

Artikel asli dalam Bahasa Inggris oleh: Nick Stockton

Ditranslasikan ke dalam Bahasa Indonesia oleh: Edy Kesuma

Dicek dan ditinjau ulang oleh: Reopan editor


 

Menemukan sumber energi sebenarnya tidaklah sulit. Dia dapat datang dari angin, dari air, dari matahari, dari energi panas bumi yang berasal dari dalam planet ini sendiri. Triknya adalah dengan menahan energi tersebut dan menggerakkannya, menyimpannya dan menyalurkannya kepada orang-orang yang membutuhkannya. Itulah mengapa sumber energi karbon seperti minyak sangat bagus. Mereka dapat didistribusikan dan memiliki sifat yang stabil.

Jadi bagaimana orang-orang akan menyimpan dan menyalurkan energi dari sumber daya yang dapat diperbarui? Baterai.

Beberapa waktu sebelumnya, Elon Musk menguraikan rencana tentang menghadirkan baterai dari Tesla ke rumah-rumah dan perkantoran, secara umum sebagai tambahan pada panel solar – berdasarkan permintaan akan energi ramah lingkungan. CEO miliarder ini memperkenalkan Powerwall, sebuah baterai dengan ukuran 7 atau 10 kWh. Untuk penggunaan lebih, terdapat juga unit ukuran 100 kWh yang disebut dengan Powerpack. Powerwall tidak hanya membuat anda menyimpan energi matahari untuk penggunaan acara pesta di malam hari: anda juga dapat mengatur penggunaaan listrik dari jaringan listrik konvensional pada jam-jam tidak padat. Dan untuk dapat menggunakannya anda perlu menyiapkan uang sekitar $3.500.

Teknologi baterai sudah cukup bagus, namun belum mampu mencapai titik dimana bisa dihargai dengan sesuai. “Tantangannya adalah mengembangkan sebuah sistem penyimpanan energi yang ekonomis, dengan bayaran periode yang masuk akal bagi para konsumen,” kata Ping Liu, direktur program ARPA-E, instansi pemerintah yang bertugas untuk mengembangkan sumber daya energi baru. Periode biaya merupakan penghematan anda pada lama waktu penggunaan, dengan memotong penggunaan listrik dari layanan jaringan listrik besar komersial.

Baterai tidak menyimpan listrik, mereka menyimpan energi. Sistem kerjanya dengan memisahkan dua bahan yang berbeda – sebuah katoda bermuatan positif dan sebuah anoda bermuatan negatif – dipisahkan dengan bahan non-penghantar, yang disebut kategori elektrolit. Elektrolit menjaga katoda dan anoda saling bersentuhan, namun membiarkan molekul-molekul melewatinya. Ketika bagian terminal (yang dilabelkan dengan tanda + dan – ) terhubung dalam sirkuit elektrik, sebuah reaksi kimia yang terjadi di dalam memaksa molekul-molekul dari katoda melewati elektrolit dan menuju ke anoda. Anoda kemudian merespon dengan menembakkan elektron-elektron melalui terminal negatif, dan kabel apapun sampai sistem sirkuit mendapatkan energi.

Baterai berhenti membuat energi ketika tidak ada lagi molekul volatil yang lewat diantara dua bahan. Inilah penyebab mengapa baterai AA dalam perangkat Sony Discman lama anda akan mati. Namun bahan-bahan dalam baterai yang bisa diisi ulang, dapat melewatkan molekul volatil kembali dari anoda ke katoda dengan sedikit dorongan external. Aksi ini mengembalikan ketidakseimbangan untuk penggunaan kembali.

Saat ini, baterai Litium-ion adalah industri standar dalam baterai yang bisa diisi ulang. Mereka ada di ponsel anda, di laptop anda, dan jika anda meminum resep pertolongan dari Musk, mereka akan hadir di rumah anda. Di awal masa ponsel seluler, baterai Li-ion mengalahkan jenis baterai isi ulang lainnya karena mereka mempu menyimpan energi lebih lama, dimana ketersia-siannya energinya sedikit, tanpa perlu menjadi berat. Dan mereka bisa diisi ulang berkali-kali – hingga ribuan kali – tanpa mengalami penurunan kinerja. Jadi semakin populernya ponsel dan perangkat-perangkat elektronik lainnya yang berubah menjadi bentuk portabel, baterai Litium-ion telah tersedia.

Namun Litium-ion memiliki kekurangan. Baterai cenderung lama dan mahal untuk dibuat, dan beban biayanya ditanggung oleh para konsumen. Baterai Litium-ion juga dikenal sering mengalami overheat, meleleh, atau memercikan api – kadang disebabkan oleh kecacatan pada baterai yang membuat katoda dan anoda bersentuhan, dan kadang disebabkan karena baterai menghasilkan panas ketika mereka sedang diisi atau tidak diisi ulang, membuatnya sulit menempatkan terlalu banyak inti baterai berada saling berdekatan. Itulah mengapa anda tidak bisa menempatkan baterai li-ion super besar di dalam dasar setiap turbin angin untuk menghasilkan energi.

Memperkirakan sebuah solusi tentang masalah ini menjadikannya sebagai gerakan pengenalan energi ramah lingkungan dari Tesla. Dibandingkan mencoba menggunakan satu buah baterai besar, Model S menghubungkan ribuan unit yang seukuran ibu jari. Resiko overheat bisa ditekan kecil karena tidak ada satupun baterai yang menghasilkan sejumlah besar energi. Dan untuk berjaga-jaga, baterai-baterai diselimuti dengan sebuah sistem cairan pendingin, dan terbagi-bagi dalam beberapa bagian sehingga setiap percikan api yang terjadi tidak akan menyebar ke bagian lain. Tesla juga meningkatkan kemampuan kapasitor, inverter, dan bagian lain dalam arsitektur yang diperlukan untuk memindahkan elektrisitas dari satu tempat/bagian ke tempat yang lain.

Masalah dari sumber energi terbarukan adalah mereka bekerja berdasarkan jadwal – tidak tentu kapan dan dimana orang-orang membutuhkan energi. Baterai, bagaimanapun juga memiliki potensi untuk mengurangi celah ini. Sistem yang diperkenalkan Musk sebagian besar tampak seperti memecahkan masalah dari kejauhan. Jika rumah anda menyerap banyak energi ketika matahari sedang bersinar atau angin sedang berhembus, energi akan melewati baterai. Dan jika baterai dalam keadaan penuh ketika sumber energi terbarukan mengalir, sistem rumah anda tetap bisa dipasang kembali ke dalam jaringan listrik biasa. Perangkat baterai ini adalah sumber daya agnostik, yang berarti anda bisa menyimpan energi dari jaringan listrik biasa, mengisinya selama jam-jam tidak sibuk (lebih murah). Dan seperti yang ada pada mobil-mobil Tesla, Powerwall akan terkoneksi dengan pusat data via internet untuk peningkatan perangkat lunak.

Baterai dari tesla

Ilustrasi Baterai Tesla di Dalam Rumah

Inti litium-ion yang mengisi Powerwall bukanlah satu-satunya cara untuk menyimpan energi. Teknik kimia yang berbeda – berbicara tentang bahan-bahan untuk membuat susunan baterai – suatu saat nanti masih mampu menghadirkan penyimpanan yang lebih baik dan dengan ukuran lebih kecil, baterai yang lebih ringan. ARPA-E sedang mencari seluruh kemungkinan dari pilihan-pilihan lain, termasuk beberapa yang menggunakan elektrolit berbasis air. “Bukan hanya murah, namun juga ramah terhadap lingkungan,” kata Liu, mengetahui beberapa jenis baterai lain dikenal karena mudah bocor dan menyebarkan zat asam. Beberapa teori memberikan gambaran yang menjanjikan dibandingkan baterai Litium-ion sebagai penyimpan energi dalam rumah, dan hanya tertahan karena mereka masih baru. “Litium-ion telah berada kurva pembelajaran yang stabil dalam beberapa waktu, dan itu sebagian besar dikarenakan dikendalikan oleh perannya dalam industri,” kata Liu.

Dan terdapat cukup banyak area penelitian lain yang mampu meningkatkan kemampuan penyimpanan baterai. Salah satu yang sedang menjadi area penelitian yang sedang banyak diperbincangkan adalah celah pita lebar bahan-bahan semikonduktor, seperti karbit silikon dan galium nitrida, yang mampu mengurangi energi yang terbuang ketika listrik dikonversikan dari DC ke AC, sebagaimana listrik dari penyimpanan baterai harus dirubah sebelum dikeluarkan dari dinding anda.

Dan seperti yang sedang diusahakan oleh Musk untuk menjalankan intervensinya pada ketergantungan sumber energi minyak agar bisa diterapkan dalam rumah, dia perlu menggunakan setiap cara yang bisa dia lakukan.

NB: Bahan pita celah lebar dapat menangani voltase yang lebih tinggi, sekitar 10 kali lebih besar dari bahan silikon, sebelum mencapai kerusakan.

 

Print Friendly, PDF & Email