Peneliti Jepang Kembangkan Giroskop untuk Ubah Gelombang Jadi Listrik

GELOMBANG laut merupakan sumber energi terbarukan yang melimpah dan stabil, namun upaya menangkap kekuatannya secara efisien telah lama menjadi tantangan besar bagi para insinyur. Menjawab tantangan tersebut, seorang peneliti dari Universitas Osaka mengeksplorasi pendekatan baru yang berani, konverter energi gelombang berbasis giroskop.

Sistem ini menggunakan roda gila (flywheel) yang berputar di dalam struktur terapung untuk mengubah gerak gelombang menjadi listrik. Dengan memanfaatkan presesi giroskopik, gerakan goyangan halus benda berputar saat terkena gaya, sistem ini dapat disesuaikan untuk menyerap energi di berbagai kondisi gelombang laut yang berubah-ubah.

Solusi untuk Ketidakpastian Kondisi Laut

Selama ini, sebagian besar perangkat energi gelombang hanya bekerja optimal pada kondisi laut tertentu. Hal ini membatasi efektivitasnya di lingkungan laut lepas yang dinamis. Melalui studi yang diterbitkan bulan ini dalam Journal of Fluid Mechanics, peneliti mengevaluasi apakah desain Gyroscopic Wave Energy Converter (GWEC) dapat mendukung pembangkitan listrik skala besar secara realistis.

Baca juga : Perovskite: “Material Ajaib” yang Dapat Mengubah Masa Depan Energi Surya

Berbeda dengan sistem tradisional, GWEC mengandalkan roda gila yang ditempatkan di dalam platform terapung. Saat platform bergerak mengikuti ombak, roda gila yang berputar mengonversi gerakan tersebut menjadi daya listrik. Karena roda gila beroperasi sebagai giroskop, perilakunya dapat disesuaikan untuk menangkap energi secara efisien di berbagai frekuensi gelombang.

Cara Kerja Presesi Giroskopik

Sistem ini bekerja dengan memanfaatkan presesi giroskopik yang terjadi saat benda berputar bereaksi terhadap gaya luar. Ketika ombak menyebabkan platform terapung miring (gerak pitching), roda gila yang berputar akan menggeser orientasinya melalui presesi. Gerakan inilah yang dihubungkan ke generator untuk memproduksi listrik.

"Perangkat energi gelombang sering kali kesulitan karena kondisi laut yang terus berubah," kata Takahito Iida, penulis studi tersebut. "Namun, sistem giroskopik dapat dikendalikan sedemikian rupa untuk mempertahankan penyerapan energi yang tinggi, bahkan ketika frekuensi gelombang bervariasi."

Baca juga : Aksi Iklim Butuh Perubahan Perilaku, Bukan Sekadar Kebijakan

Mencapai Efisiensi Maksimum

Menggunakan teori gelombang linier, peneliti memodelkan interaksi antara gelombang laut, struktur terapung, dan giroskop. Analisis menunjukkan bahwa jika diatur dengan tepat, GWEC dapat mencapai batas teoretis efisiensi penyerapan energi maksimum sebesar satu per dua pada frekuensi gelombang apa pun.

"Batas efisiensi ini adalah batasan mendasar dalam teori energi gelombang," jelas Iida. "Yang menarik adalah kita sekarang tahu bahwa batas tersebut dapat dicapai di berbagai frekuensi pita lebar (broadband), bukan hanya pada satu kondisi resonansi saja."

Penelitian ini memberikan panduan praktis untuk membangun sistem energi gelombang yang lebih fleksibel dan efisien. Di tengah upaya dunia mencari solusi energi terbarukan yang andal untuk mencapai target iklim, inovasi seperti ini berpotensi membuka potensi besar energi laut yang selama ini belum terjamah. (Science Daily/Z-2)