Langkah Maju: Kiat Insinyur GE Buka Jalan Untuk Masa Depan Energi Terbarukan

Lima puluh tahun sejak Hari Bumi yang pertama, dunia sudah membuat banyak kemajuan dalam memahami bahaya perubahan iklim dan menemukan solusi yang dibutuhkan. Namun, kita masih belum selesai. Pergantian ke mobil listrik saja akan memaksa kita untuk memikirkan kembali cara produksi mobil listrik, serta cara mendistribusikannya.

Energi terbarukan jelas merupakan bagian dominan dari energi masa depan, sama halnya dengan gas alam, penyimpanan energi, tenaga air dan jaringan listrik digital. Berbagai industri lainnya, seperti penerbangan, harus juga melakukan dekarbonisasi untuk membantu mencegah pemanasan planet bumi.

Bagaimana cara kita menyongsong masa depan berkarbon rendah? Para ilmuwan di GE Research punya beberapa gagasan. Misalnya, satu tim kini mengembangkan sebuah generator dengan superkonduktor untuk turbin bertenaga angin guna meningkatkan efisiensinya dan membantu menurunkan biaya energi. Grup peneliti lainnya di LM Wind Power, yang merupakan anak perusahaan GE Renewable Energy, kini menggunakan teknologi 3-D printing untuk membuat ujung bilah turbin yang lebih kuat dan lebih ringan. Tim itu juga berupaya di masa depan untuk membuat bilah-bilah tersebut dapat didaur ulang sepenuhnya pada akhir masa aktifnya. Rekan-rekan mereka juga membuat komponen 3D-printing pada menara turbin. Di berbagai belahan bumi, para ilmuwan GE sedang menggunakan supercomputer untuk meningkatkan rancangan ladang angin dan mendorong turbin gas maju ke tahap berikutnya. Silakan lihat.

MEDAN MAGNET MASA DEPAN

Sebuah ‘3 Tesla MRI system’ dipasang di fasilitas laboratorim khusus MRI milik GE Research di kampus Niskayuna, New York. Tim penelitian MRI dan magnet superkonduktor mendukung pengembangan sub-sistem dan aplikasi MRI, termasuk rancangan magnet superkonduktor yang unik. Banyak di antara ilmuwan ini, yang mengembangkan magnet canggih pada teknologi pemindai (scanner) untuk perawatan kesehatan di atas, juga menjadi bagian dari tim proyek generator superkonduktor bertenaga angin. Kredit foto: GE Research.

Sebuah penemuan terjadi pada suhu terdingin lebih dari seabad yang lalu kini menggerakkan penelitian turbin angin GE. Pada tahun 1911, ilmuwan Belanda Heike Kamerlingh Onnes mendapati bahwa elektron, yang biasanya kehilangan energi ketika masuk pada sebuah konduktor listrik, ternyata tidak mendapatkan halangan pada kawat merkuri yang didinginkan hingga suhu hampir nol – yang merupakan suhu yang kemungkinan paling dingin, minus 459,67 derajat Fahrenheit.  Fenomena yang disebut superkonduktivitas ini dapat membantu chip komputer untuk bekerja dengan lebih cepat dan, antara lain, memungkinkan terjadinya proses MRI. Sekarang, superkonduktivitas dapat membuka jalan untuk munculnya generator yang lebih efisien untuk digunakan pada turbin angin lepas pantai yang kuat.

Ini baru keren: Didukung oleh kontrak senilai $20,3 juta dari Kementerian Energi, para peneliti GE sedang berupaya membuat generator superkonduktor dapat membantu menurunkan biaya energi, menyederhanakan rantai pasok dalam manufaktur turbin, dan mendukung tujuan DOE untuk meningkatkan hampir tiga kali lipat sumbangan tenaga angin dalam produksi energi sehingga mencapai 20% pada dasawarsa mendatang.

TUJUAN MULIA

Didukung dengan dana penelitian baru sebesar $4,8 juta dalam bentuk hibah dari divisi Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) di Kementerian Energi Amerika Serikat, satu tim di GE Research berupaya merancang suatu sistem propulsi listrik yang kuat dan cukup ringan untuk menerbangkan pesawat komersial seberat 87,5 ton (175.000 pounds) beserta 175 penumpangnya. Kredit gambar: Getty Images.

Dalam hal efisiensi bahan bakar, industri penerbangan komersial sudah maju: Jumlah bahan bakar yang digunakan per penumpang telah turun hingga 80% sejak 1960. Meski demikian, penghematan itu diikuti dengan meningkatnya pertumbuhan jumlah penumpang pesawat pada periode yang sama. Akibatnya, para perancang pesawat dan mesinnya berupaya mencari jalan lain untuk mengurangi dampak industri penerbangan pada lingkungan dalam beberapa dasawarsa mendatang. “Kami butuh sesuatu yang benar-benar berbeda agar bisa melakukan lompatan ke depan,” kata John Yagielski, senior principal engineer di Global Research Center GE di Niskayuna, New York. Yagielski dan rekan-rekannya sedang mengerjakan sesuatu yang benar-benar beda: sistem propulsi listrik yang sangat kuat dan cukup ringan untuk menerbangkan pesawat komersial sebesar 87,5 ton (175.000 pounds) beserta 175 penumpangnya.

Visi 2050: Target itu didukung oleh dana penelitian baru sebesar $4,8 juta dalam bentuk hibah dari divisi Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) di Kementerian Energi Amerika Serikat – dan itu bukan tugas yang mudah. Tantangannya adalah mencari tahu cara mengkonversi bahan bakar nabati yang lebih bersih menjadi listrik dalam ukuran megawatt, dan kemudian mengubah energi listrik itu menjadi dorongan yang cukup kuat untuk menerbangkan jet Boeing 737. Tapi tantangan itu juga menjadi sebuah ajakan kepada para insinyur GE untuk memikirkan kembali tampilan mesin pesawat, menggambarkan desain-desain baru yang mungkin lebih efisien untuk penerbangan dibandingkan  model mesin tradisional yang ada di bawah sayap pesawat. “Perlu dibuktikan kelayakan dari sejumlah teknologi ini dan meyakinkan ARPA-E untuk berinvestasi guna mengembangkan prototipe yang lengkap dan menguji cobanya,” kata Yagielski. “Ini untuk pesawat pada tahun 2050-an.

PAKAR PERBAIKAN