Piezoelektrik Alternatif Sumber Energi Listrik Masa Depan

Latar Belakang

G23-Tri. Krisis energi adalah masalah yang sangat fundamental di Indonesia, khususnya masalah energi listrik. Energi listrik merupakan energi yang sangat diperlukan bagi manusia modern. Bahkan sebagian besar aktivitas manusia ditunjang dengan sebuah peralatan dan teknologi yang menggunakan listrik sebagai sumber energi. Hal ini menjadikan bahwa listrik menjadi sebuah bagian yang tidak dapat terpisahkan dalam aktivitas manusia (Fauzi, 2009).

Sumber pembangkit listrik utama sekarang ini adalah dengan bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil adalah sumberdaya alam yang tidak dapat diperbarui, dan apabila dipakai terus menerus akan habis. Selain itu bahan bakar fosil juga menghasilkan karbondioksida yang menyebabkan efek rumah kaca.

 Energi altenatif diperlukan  untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil sebagai pembangkit listrik. Salah satunya yaitu piezoelektrik. Piezoelektrik mempunyai kemampuan untuk membangkitkan tegangan listrik bila diberikan gaya mekanik (Wasito, 1997:692).

Definisi Piezoelektrik

Menurut Abi Royen (2016), Piezoelektrik merupakan pembangkit listrik yang dihasilkan dari gaya mekanik, efek Piezoelektrik akan timbul akibat gaya tekanan mekanik pada medan listrik, kata Piezoelektrik sendiri diambil dari dua gabungan kata yang berasal dari bahasa Latin. Yakni Piezein yang artinya ditekan dan Electric yang artinya energi listrik.

Penerapan Piezoelektrik

Penerapan Piezoelektrik diantaranya adalah Piezoelektrik pada rel kereta api. Menurut Engineering Physics ITS (2012), rancangan alat memanfaatkan dasar rel kereta api dan piezolektrik. Piezoelektrik yang akan digunakan sebagai generator listrik akan ditanamkan pada rail base atau tumpuan rel. Alasannya adalah tekanan yang akan diterima sangat besar karena ditimbulkan oleh beban kereta. Selain itu dalam satu rangkaian kereta terdapat beberapa gerbong, sehingga satu kristal piezoelektrik yang terpasang nantinya akan menghasilkan listrik tidak hanya sekali dalam waktu singkat namun beberapa kali dalam waktu yang agak lama sesuai banyaknya gerbong kereta yang melintas. Akibatnya total jumlah energi listrik yang dihasilkan akan semakin besar. Bahan yang akan digunakan sebagai piezoelektrik adalah kristal kuarsa (SiO2). Kuarsa dipakai sebagai material elektrik disebabkan karena modulus elastisitasnya tinggi, frekuensi resonansinya tinggi mulai dari 0,25 sampai 0,50 MHz, dan sensitivitasnya relatif tinggi. Karena piezoelektrik juga sensitif terhadap perubahan temperatur selain sensitif terhadap tekanan, maka dari itu perlu ditambah rangkaian jembatan wheatstone agar tidak mempengaruhi tegangan listrik yang dihasilkan. Keluaran dari rangkaian tersebut dihubungkan ke device penyimpan seperti aki, sebelum digunakan.

Cara Kerja Piezoelektrik

Menurut Abi Royen (2016), Pada percobaan menggunakan pemantik korek api tertekan akan menyebabkan palu pada pegas secara otomatis memukul kristal Piezoelektrik yang berbahan dielektrik. Jadi saat Anda memberikan tekanan pada bahan dielektrik, maka  akan terbentuk medan listrik.Ketika medan listrik melewati bagian material, molekul yang dipolarisasi akan segera menyesuaikan dengan medan listriknya, menghasilkan dipole yang ter-induksi molekul dan struktur kristal materi. Penyesuaian molekul ini akan merubah material dimensi. Dan inilah yang disebut efek piezoelektrik. Gaya listrik yang dihasilkan medan listrik dari suatu muatan dan usaha gerak mekanis adalah gaya kekal. Karena energi potensial listrik sifatnya berbanding lurus dengan tegangan, maka akan timbul tegangan ketika Anda menekan bahan dielektriknya.

Kesimpulan

Menurut Bbi Royen (2016), Piezoelektrik merupakan efek dari gabungan perilaku listrik dari bahan, dan pengaruh muatan bebas yang merupakan hasil dari medan listrik luar yang dinyatakan oleh perpindahan (D). Besaran ini masih berhubungan dengan kekuatan medan listrik pada dielektrik (E). Sehingga Piezoelektrik dapat dijadikan alternatif penghasil tenaga listrik yang ramah lingkungan dan tidak membutuhkan bahan bakar.

Banyak negara-negara maju yang telah memproduksi beberapa alat yang di adaptasi dari teknologi Piezoelektrik. Seperti pada penerapan Piezoelektrik untuk sepatu olah raga, printer injeksi, dan lain sebagainya.

Daftar Pustaka

Engineering Physics ITS . 2012. Piezoelektrik Pemanen Energi Listrik Masa Depan. Dalam : http://tf-holic.blogspot.co.id/2012/08/apsifest-2012-ajang-bergengsi-untuk.html (Diakses pada tanggal 16 September 2017)

Wahiddahh Nurrul . 2014. Makalah Piezoelektrik. Dalam : http://nurrulwahiddahh.blogspot.co.id/2014/06/makalah-piezoelektrisitas.html ( diakses pada tanggal 16 September 2017)

Fisika Listrik . 2014. Piezoelektrik. Dalam : http://fisika-so.blogspot.co.id/p/piezoe.html (Diakses pada tanggal 16 September 2017)

Royen Abi . 2016. Cara Kerja Piezoelektrik Dan Pengertiannya. Dalam : http://abi-blog.com/cara-kerja-piezoelektrik/ (Diakses pada tanggal 16 september 2017)