Runut Waktu Sejarah Evolusi Energi Terbarukan: Hydropower

 

10 Besar Negara Pengguna PLTA di Dunia / sumber: comparethemarket.com.au

Dari sekian banyak ulasan mengenai sejarah energi terbarukan, tulisan Matthew Keogh yang berjudul “The History of Renewable Energy: A timeline of five common renewable energy sources” merupakan satu diantara artikel ringkas yang paling komplit penjelasannya.

Ceritanya diawali dengan penggambaran tentang bagaimana orang Yunani kuno pada era Sebelum Masehi (lebih dari 2000 tahun silam) sudah menggunakan kincir air sebagai sumber energi pemutar penggilingan gandum.

Saat ini, konsep kincir air tersebut sudah berevolusi menjadi PLTA, PLTM, dan PLTMH yang dapat menghasilkan listrik dari ukuran kilo-Watt (kW) yang cukup untuk satu desa hingga ukuran ribuan Mega-Watt (MW) yang memadai untuk menerangi sebuah ibukota Negara.

Selama ribuan tahun, manusia telah berusaha memanfaatkan berbagai jenis elemen bumi untuk dijadikan sebagai sumber energi. Hanya saja, perdagangan sumber energi dimasa lalu masih sangat terisolir dalam skala lokal saja.

Era dimana skala komersialisasi sumber energi menjadi komoditas global baru terjadi ketika tarikh dunia sudah memasuki abad ke-20. Pun kemudian karena telah menyaksikan dampak polusi udara dari pembakaran batubara dan minyak bumi maka banyak orang kemudian menjadi lebih sadar akan kelestarian lingkungan. Kerinduan akan energi terbarukan pun menjadi sebuah keniscayaan bagi masyarakat dunia saat ini.

Energi Air (Hydropower) adalah sumber energi terbarukan pertama yang akan kita lihat bagaimana runut waktu sejarah evolusinya.

Sesuai dengan namanya, Energi Air menggunakan air yang mengalir untuk menggerakkan mesin dan membangkitkan listrik. Misalnya, mesin penggiling biji-bijian di pertanian dan pembangkit listrik tenaga air untuk penerangan kota. Bahan bakar yang digunakan dalam mesin/pembangkit listrik tenaga air adalah: air, yang tidak menjadi susut/berkurang dalam prosesnya.

Butuh waktu hingga berabad-abad lamanya barulah mesin penggiling gandum Yunani kuno berevolusi menjadi turbin tenaga air yang bisa berputar sangat kencang hingga menjadi energi mekanik yang kemudian dikonversikan oleh generator menjadi energi listrik.

PLTA (Hydropower Electric), juga dikenal sebagai 'batubara putih', karena sumbangsihnya secara global mampu menandingi posisi energi listrik yang dibangkitkan dari batubara.

Secara runut waktu, perkembangan PLTA dapat dibentangkan sebagaimana berikut ini.

Periode Sebelum Masehi

Tercatat bahwa penduduk di wilayah kekuasaan Dinasti Han, Tiongkok, sudah memanfaatkan energi mekanik dari kincir air dalam kesehariannya. Sama halnya seperti orang Yunani Kuno yang menggunakan kincir air untuk membantu mereka dalam membuat tepung gandum. Teknologi kincir air ketika itu menjadi terobosan teknologi yang paling hebat, mengantarkan bangsa penemunya menjadi pemimpin peradaban pada masanya.

Periode 500 – 1500 Masehi

Pada tahun 500 Masehi, kincir air sudah menjadi simbol kemajuan peradaban di seluruh dunia. Puncaknya ada pada abad ke-13 dimana setiap negara adidaya dunia ketika itu, seperti: Kekaisaran Tiongkok, Kekaisaran Jerman-Prancis, dan tentu saja juga Kesultanan Ottoman Turki, sudah berhasil memanfaatkan kincir air sebagai sumber energi bagi industri militer mereka. Ketiga negara super power pada abad ke-13 tersebut berhasil mengintegrasikan kincir air dengan fasilitas pabrik mesiu dan pabrik baja mereka.

Periode 1700-an (Abad 18)

Kali ini teknologi kincir air semakin kompleks perkembangannya karena sudah didukung dengan penemuan berbagai jenis roda gigi yang terhubung antara satu sama lain melalui sabuk pemutar (berfungsi seperti rantai pada sepeda). Pekerjaan berat di pabrik penggergajian, pabrik tekstil, pabrik kertas, dan pabrik tepung sejak saat itu tidaklah lagi dilakukan oleh manusia. Sejarah pun mencatat bahwa pada masa inilah terjadi revolusi industri di Eropa dan Amerika Serikat dimana output per labor dari sektor manufaktur meningkat pesat hingga ratusan kali lipat.

Tahun 1827

Seorang insinyur berkebangsaan Perancis, Benoît Fourneyron, membuat sebuah model purwarupa (prototype) turbin air pertama. Kemudian dia terus menerus berusaha untuk menyempurnakan model pertamanya tersebut hingga pada pertengahan 1850-an, negara-negara di luar Perancis ikut mengadopsi turbin gaya Fourneyron yang dipakai untuk menggerakkan mesin industri mereka.

Tahun 1831

Fisikawan Inggris, Michael Faraday, menemukan fenomena induksi elektromagnetik. Kemudian dia berhasil mengembangkan trafo dan generator listrik untuk pertama kalinya. Kedua teknologi ini nanti akan memainkan peran yang paling mendasar dalam pengembangan PLTA di dunia.

Tahun 1849

Insinyur sipil berkebanggsaan Inggris-Amerika, James Francis, mengadopsi turbin gaya Fourneyron yang kemudian dikembangkan menjadi jenis turbin tersendiri yang dinamakannya sebagai Turbin Francis. Pada turbin jenis baru tersebut, James Francis, menerapkan metode ilmiah dan metode pengujian untuk merancang produk yang lebih efisien.

Tahun 1879

Pada tahun 1879, insinyur Amerika Lester Pelton mengembangkan turbin Pelton yang telah dipatenkannya setahun kemudian. Jenis turbin ini menggunakan energi kinetik air untuk menghasilkan energi listrik. Turbin Pelton merupakan sebuah turbin air pertama yang mampu menggantikan peran mesin uap dengan ukuran besar.

Tahun 1882

PLTA pertama di dunia yang terletak di sepanjang Sungai Fox, Appleton, Wisconsin, mulai beroperasi.

Tahun 1891

Jerman mulai memproduksi sistem hidroelektrik tiga fase pertama di Frankfurt. Ternyata sistem jaringan transmisi tiga fasa temuan ilmuan Polandia-Rusia, Mikhail Dolivo-Dobrovolsky, kemudian terbukti lebih unggul daripada jaringan DC temuan Thomas Edison atau sistem dua fasa besutan Nikola Tesla.

Tahun 1912

Profesor Austria, Victor Kaplan, menemukan turbin Kaplan, sebuah turbin dengan tipe baling-baling dengan bilah yang dapat disesuaikan. Sebuah evolusi dari turbin Francis, yang lebih efisien dan bisa dimanfaatkan pada berbagai level ketinggian dan debit aliran air.

Tahun 1937

“The Hoover Dam” di Amerika Serikat selesai dibangun dan mulai difungsikan sebagai PLTA. Sebagai bendungan terbesar di dunia pada saat masanya, PLTA Hoover Dam mampu menyuplai listrik bagi tiga negara bagian sekaligus yaitu: Nevada, Arizona, dan California.

Tahun 1966

Pembangkit listrik tenaga pasang surut pertama di dunia, La Rance, Prancis, resmi dioperasikan. Energi pasang surut dikenal juga dengan istilah energi tidal, merupakan tenaga pasang surut yang kuat dan mampu memutar turbin.

Tahun 2012

“The Three Gorges Dam” (Bendungan Tiga Ngarai) di Cina selesai dibangun. Memiliki kapasitas 11 kali lebih besar dari “The Hoover Dam”. Merupakan PLTA terbesar di dunia yang mengalahkan Bendungan Itaipu yang terletak di antara perbatasan Brasil dan Paraguay.

PLTA diprediksikan tetap akan menjadi sumber listrik EBT terbesar di dunia selama beberapa dekade kedepan karena faktor keterjangkauan, keandalan, dan keberlanjutannya.