Piezoelektrik, Mengubah Kemacetan Menjadi Energi

Kemacetan yang sering kita hadapi terutama di perkotaan sudah menjadi rutinitas biasa, hal ini mengindikasikan bahwa jumlah kendaraan umum dan pribadi semakin meningkat. Apalagi saat ini telah ada berbagai transportasi online yang menyebabkan banyaknya pengguna jalan raya sehingga kemacetanpun meningkat. Mobilitas kendaraan yang sangat tinggi bisa dimanfaatkan menjadi energi. Energi yang mungkin dimanfaatkan adalah energi kinetik. Tekanan ataupun gesekan antara berat kendaraan dengan jalan raya dapat menstimulasi hal tersebut diubah menjadi energi listrik.

Kebutuhan energi listrik diperkotaan lebih besar daripada di perdesaan. Karena jumlah penduduk yang lebih banyak dan segala sesuatu dibidang industri hampir semua menggunakan energi listrik sebagai penggerak utamanya. Pemerintah terus berupaya untuk meningkatkan ketersediaan akses listrik bagi tujuh juta rumah tangga yang belum pernah menikmati manfaat listrik salah satunya dengan menjalankan program subsidi listrik. Pemerintah mengambil kebijakan ini mengingat anggaran subsidi listrik yang dikeluarkan dari tahun ke tahun relatif besar. Pada tahun 2012 sampai tahun 2014 pemerintah mengeluarkan anggaran subsidi listrik sekitar Rp 100 Triliun per tahun.

 Pertumbuhan energi nasional dalam kurun waktu 10 tahun terakhir rata-rata mencapai 8,4 persen setahun. Namun angka tersebut belum mampu mendongkrak penggunaan listrik per kapita masyarakat Indonesia baru 910 kWh per kapita. Angka itu masih minim dibandingkan penggunaan listrik di beberapa negara di Asia Tenggara. 

Ketersediaan energi listrik di Indonesia masih sangat terbatas, padahal kebutuhan listrik nasionalmencapai 115 gigawatt pada 2025. Indonesia merupakan negara yang terboros dalam pemakaian listrik di ASEAN. Data ASEAN Centre for Energy (ACE) juga menyebutkan , Indonesia merupakan negara yang memiliki potensi paling besar untuk melakukan penghematan tenaga listrik yang relatif tinggi selama ini. Tingkat pemborosan energi tinggi ini memperparah pasokan tenaga listrik di Tanah Air yang kritis, khususnya untuk pasokan pulau Jawa-Bali dan Madura,dimana kapasitas cadangan listrik yang tersisa hanya 330 megawatt.(KOMPAS). 

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak. Energi ini menyangkut massa, tekanan, gesekan dan kecepatan. Energi kinetik dibagi menjadi 2 yaitu translasi dan rotasi. Energi kinetik translasi merupakan energi yang terkandung atau dimiliki suatu benda yang sedang mengalami gerak garis lurus. Sebagai contohnya kendaraan yang sedang berjalan di lintasan garis lurus. Kendaraan yang sedang berjalan meliputi komponen energi kinetik seperti tekanan, gesekan, dan kecepatan terhadap jalanan. Banyak kendaraan yang berlalu lalang sehingga terjadi energi kinetik antar kendaraan dan jalan. Seperti yang kita ketahui bahwa mobilitas kendaraan yang ada di jalan semakin meningkat setiap tahunya.

Sumber: Kepolisian Republik Indonesia

Berdasarkan data diatas terlihat bahwa jumlah kendaraan yang semakin meningkat mengindikasikan tingkat mobilitas yang tinggi di jalan. Dengan melihat potensi besarnya energi kinetik yang dihasilkan di jalan, hal tersebut dapat dikonversikan menjadi energi listrik.

Prinsip pengubahan energi kinetik menjadi energi listrik yang dapat digunakan salah satunya adalah Piezoelektrik. Pada tahun 1880, dua bersaudara, Jacques dan Pierre, menemukan bahwa tekanan menghasilkan muatan listrik di sejumlah kristal seperti kuarsa dan turmalin dan mereka menyebut fenomena ini efek piezoelektrik. 

Efek piezoelektrik dipahami sebagai interaksi elektromekanis linear antara mekanik dan listrik dalam bahan kristal tanpa inversi simetri. Efek piezoelektrik adalah proses reversibel dalam bahan yang menunjukkan efek piezoelektrik langsung. Sebuah sensor piezoelektrik adalah perangkat yang menggunakan efek piezoelektrik, untuk mengukur perubahan tekanan, percepatan, regangan atau kekuatan dengan mengubahnya ke muatan listrik.

Prinsip kerja yang dapat dilakukan dengan menyampurkan material jalan menggunakan bahan dasar piezoelektrik seperti BaTiO3, kristal dan olahan fibercomposite yang mana dapat menyimpan muatan listrik. Selanjutnya dibawah jalan tersebut terdapat sebuah lempengan konduktor listrik yang telah dirangkai tersambung dengan kabel. Kemudian muatan listrik disalurkan melalui sebuah kabel ke transformator step up. 

Transformator step up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh. Muatan listrik yang telah disimpan dalam transformator step up selanjutnya disalurkan melalui kabel tower yang kemudian dapat menuju ke para konsumen.

Pemanfaatan mobilitas kendaraan di jalan sebagai energi listrik dapat berguna untuk mengurangi anggaran negara dalam hal memasok listrik kepada para konsumen yang kian tahun bertambah. Di dalam anggaran pendapatan dan pembelanjaan negara (APBN-T) 2016, alokasi subsidi listrik mencapai Rp. 40,7 triliun. Namun realisasinya membengkak hingga mencapai Rp. 63,1 triliun.