Penggerak magnetohidrodinamika

Penggerak magnetohidrodinamika adalah alat yang mengubah energi listrik yang hanya memanfaatkan temperatur tinggi pada proses pembakaran dan tidak melibatkan kerja secara mekanik. Turbin uap konvensional menggunakan magnetohidrodinamika sebagai penggerak mula atau sebagai generator pada proses tumpang. Pada magnetohidrodinamika, medan magnetik yang ditimbulkan melalui proses elektromagnetik digantikan dengan sistem saluran gas panas berkecepatan tinggi.

Prinsip kerja

Siklus terbuka

Magnetohidrodinamika dapat diterapkan pada turbin gas siklus terbuka. Ruang pembakaran diisi dengan bahan bakar berupa batu bara halus yang bercampur dengan udara panas yang bertekanan. Peningkatan daya hantar gas dihasilkan melalui penambahan partikel-partikel kecil berupa sesium atau kalium. Melalui pembakaran, suhu ruang pembakaran meningkat hingga 2.500 °C sehingga terjadi pengaliran gas berkecepatan tinggi melalui saluran gas. Sekeliling saluran dipasangi dengan magnet superkonduktor. Gas yang melintasi saluran menjadi sebuah armatur karena berperan sebagai penghantar listrik. Gaya gerak listrik terjadi akibat adanya induksi elektromagnetik pada saluran gas sehingga elektron-elektron pada atom-atom melepaskan diri dan mengalir bebas. Pada sisi kanal, arus elektron ini diapit oleh beberapa elektrode yang dalam keadaan rangkaian tertutup dapat menghasilkan energi listrik. Gas yang telah melewati medan magnet telah berakhir fungsinya, tetapi masih memiliki partikel-partikel sisa yang dapat digunakan kembali. Gas ini dibersihkan dan dapat digunakan kembali melalui siklus kombinasi pada turbin gas sebelum dibuang ke udara.

Siklus tertutup

Magnetohidrodinamika dapat diterapkan pada turbin gas siklus tertutup. Pada siklus ini, gas buangan digunakan kembali dan tidak dibuang ke udara. Jenis bahan bakarnya menggunakan gas mulia berupa neon, argon atau helium yang dicampur dengan partikel-partikel logam. Pemanasan gas mencapai 1.500 °C sehingga melaju pada saluran yang terinduksi dengan medan magnet pada kecepatan tinggi sehingga menghasilkan energi listrik. Setelah itu, gas didinginkan melalui proses kondensasi dan dipompa kembali ke ruang pemanasan untuk mengulang proses yang sama. Siklus tertutup dapat diterapkan pada suhu yang lebih rendah, tetapi hanya sedikit bahan yang mampu mencapai suhu yang lebih rendah selama proses magnetohidrodinamika.

Pemanfaatan

Pembangkitan energi listrik

Magnetohidrodinamika dapat dijadikan sebagai pembangkit listrik dengan daya guna yang tinggi. Rendemen termis yang dihasilkan oleh magnetohidrodinamika dapat mencapai 60% dari seluruh total daya yang digunakan. Nilai ini lebih tinggi dibandingkan dengan rendemen termis oleh energi nuklir (32%) dan mesin uap (≤40%). Penggunaan magnetohidrodinamika tidak memberikan gaya gesek mekanis pada peralatan, kecuali pada kompresor dan pompa. Pada turbin gas siklus kombinasi, penggunaan magnetohidrodinamika menghilangkan fungsi air pendingin. Selain itu, bahan bakar yang digunakan dapat berupa minyak, gas, batu bara, atau hidrogen. Magnetohidrodinamika juga dapat digunakan pada beban listrik puncak maupun beban listrik besar karena kecepatan putaran awalnya sangat cepat.

Daftar pustaka

• Kadir, Abdul (2010). Energi: Sumberdaya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi Ekonomi (edisi ke-3). Jakarta: UI Press. ISBN 979-456-036-7.  Pemeliharaan CS1: Tanggal dan tahun (link)
• Pudjanarsa, A., dan Nursuhud, D. (2013). Mesin Konversi Energi (edisi ke-3). Yogyakarta: Penerbit ANDI. ISBN 978-979-29-3452-6.  Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link) Pemeliharaan CS1: Tanggal dan tahun (link)