Menangkap Energi Listrik dari Lingkungan Kosong (Frekuensi Radio)

Tanpa kita sadari, setiap detiknya tubuh kita terpapar oleh berbagai macam frequency radio
Tanpa kita sadari, setiap detiknya tubuh kita terpapar oleh berbagai macam gelombang radio

Energi yang berasal dari lingkungan contohnya adalah energi angin, energi matahari, energi frekuensi radio, energi panas tubuh, energi getaran tubuh, dll. Diantara banyaknya sumber energi tersebut, sumber energi yang saat ini berpotensi besar untuk dimanfatkan adalah frekuensi radio dengan rentang frekuensi 3 Hz hingga 300 GHz yang berarti mencakup frekuensi TV, GSM, CDMA, 3G,  WiFi, dll. Gelombang radio merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik yang terdiri dari gelombang magnet dan gelombang listrik. Gelombang radio membawa informasi dengan memvariasikan kombinasi dari amplitudo, frekuensi, dan fase pada gelombang.  Naiknya intensitas energi frekuensi radio didorong oleh teknologi wireless yang semakin hari semakin berkembang. Gelombang radio terdapat dimana-mana sejak pengaplikasiannya pada transmisi sinyal radio, radar, hand phone, modem, dan lain-lain.

Dengan mengambil prinsip dasar Hukum Faraday yang mengatakan bahwa perubahan medan magnet akan menghasilkan medan listrik dan sebaliknya, menjadi suatu prinsip untuk menciptakan alat yang dapat mengubah gelombang elektromagnetik di udara menjadi listrik sebagai solusi energi alternatif. Alat yang kemudian disebut dengan radio frequency harvester/radiasi frequency scavenger memungkinkan kita untuk memanen energi listrik dari lingkungan kosong, lingkungan kosong yang kaya dengan radiasi frekuensi radio.

Tim peneliti dari London, Manuel Pinuela, dkk (2013) membuat alat tersebut, pemanen energi listrik dari frekuensi radio yang tersedia melimpah dilingkungan (radio frequency harvester). Alat yang mereka buat mampu menangkap gelombang radio yang ada di lingkungan, tanpa pemancar khusus, jadi murni berasal dari frekuensi radio yang ada di lingkungan. Bayangkan, jika energi listrik dapat berasal dari lingkungan, maka sumber energi tersebut akan tersedia setiap saat, terbarukan, dan gratis.

Sebelum membuat alat radio frequency harvester, Manuel Pinuela dan tim mengukur intensitas berbagai jenis jalur gelombang radio pada setiap wilayah dengan frequency spectrum analyzer, didapatkan daerah stasiun bawah tanah adalah wilayah yang memiliki intensitas radio tertinggi. Berikut adalah hasil pengukuran intensitas setiap jenis gelombang radio pada 270 stasiun yang ada di London. Didapatkan jalur DTV, GSM 900, GSM 1800, 3G dan WiFi.

Hasil Pengukuran Intensitas Frequensi Radio di 270 Stasiun Bawah Tanah London
Hasil Pengukuran Intensitas Frequensi Radio di 270 Stasiun Bawah Tanah London

Didapatkan hasil bahwa jalur frekuensi radio yang paling besar intensitasnya adalah frekuensi GSM. Hal tersebut dikarenakan frekuensi GSM dipakai pada Handphone. Kita tahu bahwa Handphone sangat banyak digunakan, bahkan 1 orang dapat memiliki lebih dari 1 handphone. Jadi dapat disimpulkan bahwa jalur frekuensi radio yang paling efektif dan efisien untuk dimanfaatkan adalah jalur frekuensi GSM.

Kemudian setelah mengetahui jalur-jalur efektif untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik, maka dibuatlah alat radio frequency harvester. Alat tersebut terdiri dari antenna, rangkaian pencocok-impedansi (impedance-matching network), penyearah (rectifier) yang dalam hal ini dioda, maksimum power point tracking, dan unit penyimpan daya. Berikut adalah tampilan alat pemanen listrik ciptaan Manuel Pinuela dan timnya,

Rangkaian yang menggunakan antenna bentuk pita
Rangkaian Radio Frequency Harvester yang menggunakan antenna bentuk pita

Digunakan 4 macam antenna yakni yang berbentuk pita (tape) dan kawat (wire), jadi terdapat 8 rangkaian, untuk dapat menangkap frekuensi radio pada jalur GSM 900, GSM 1800, 3G, dan Digital Television. Daya yang dihasilkan dari masing-masing alat tersebut adalah :

Daya yang dihasilkan dalam mikrowatt
Daya yang dihasilkan dalam mikrowatt

Dapat dilihat pada grafik diatas bahwa daya maksimum yang dihasilkan adalah 7.4 mikrowatt/cm3 menggunakan antenna bentuk pita pada jalur GSM 900. Jika dibandingkan dengan teknologi pembangkit listrik yang berasal dari lingkungan yang lain, maka hasilnya sebagai berikut.

5

Manuel Pinuela dan tim untuk pertama kalinya membuktikan bahwa alat yang mereka buat dapat bersaing dengan teknologi energy terbarukan lain yang mampu menghasilkan energi listrik, seperti pemanfatan panas tubuh, getaran tubuh dan lain sebagainya, juga menunjukkan bahwa frequensi radio potensial untuk digunakan sebagai sumber energi listrik.

Sumber:

Manuel Piñuela, Ambient RF Energy Harvesting in Urban and Semi-Urban Environments. IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 61, NO. 7, JULY 2013

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Nur Abdillah Siddiq

Nur Abdillah Siddiq

Mahasiswa S3 Fisika ITS, menekuni bidang Optoelektronik dan Elektromagnetika Terapan. Sangat mencintai aktivitas membaca dan mendesain. Profil lebih lengkap dapat dilihat di www.facebook.com/fisrek

10 tanggapan untuk “Menangkap Energi Listrik dari Lingkungan Kosong (Frekuensi Radio)

  • 23 Agustus 2015 pada 20:41
    Permalink

    Rumusan mengenai gelombang elektromanektik bukan dari Faraday, melainkan Maxwell. Faraday hanya menemukan fenomena efek listrik pada sebuah penghantar listrik akibat di bawah pengaruh perubahan medan magnet.

    Balas
    • 02 September 2015 pada 18:40
      Permalink

      Iya benar sekali Pak Bambang Purwono, Faraday yang menemukan fenomena elektromagnetik namun tidak mampu merumuskannya. Maxwell lah yang merumuskan teori elektromagnetik yang terdiri dari 4 rumus utama elektromagnetik

      Balas
  • 29 Agustus 2015 pada 09:39
    Permalink

    Bagaimana dengan alat pemanen energi aerial yang digunakan untuk sumber tenaga pengisi batere mobil listrik rakitan Ismael Aviso dari Philipina…? nyata atau harapan…?

    Balas
    • 02 September 2015 pada 18:46
      Permalink

      Mau kami pelajari dulu ya Bu, stay tuned di website ini, kami akan membahasnya di tulisan kami selanjutnya .

      Balas
  • 18 September 2015 pada 08:32
    Permalink

    Saya tertarik dengan tulisan anda mengenai Energi Alternatif, menurut saya tenaga alternatif merupakan trobosan yang
    menarik juga banyak hal yang bisa dipelajari di dalam pembuatan tenaga alternatif.
    Saya juga mempunyai tulisan yang sejenis mengenai tenaga alternatif
    yang bisa anda kunjungi di Tenaga Surya

    Balas
  • 18 September 2015 pada 15:11
    Permalink

    Saya tertarik dengan tulisan anda. Saya juga mempunyai tulisan yang sejenis yang bisa anda kunjungi di sini

    Balas
  • 04 April 2016 pada 10:12
    Permalink

    Mas kalo alat serap listrik ini dapat diwujudkan misalkan hingga dapat menghasilkan 1300 watt saja per unit, maka pasti akan laku keras, PLN bangkrut, oil kompani bangkrut. Rakyat bisa sejahtera kalo memang alat tsb bisa dibuat, ayo para mas mbak ilmuwan gua dukung anda sepenuhnya..

    Balas
    • 02 Desember 2016 pada 22:51
      Permalink

      Amiiin mas, semoga penelitian ini terus berkembang mas 😀
      Tapi nggak bisa ngasilin daya listrik sebesar itu mas, 13oo watt, hehe

      Balas

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar