Pembukaan
Seiring dengan langkanya minyak bumi dan harganya yang terus meningkat. Manusia dipaksa untuk mencari solusi bahan bakar lain pengganti minyak bumi jika ingin terus bertahan hidup di Bumi yang sebenarnya sedang krisis energi minyak ini.
Banyak orang yang menciptakan energi alternatif sebagai solusi dari krisis minyak, seperti energi surya dihasilkan dari panel surya, energi air dari turbin air dan energi angin dari kincir angin. Namun, sebenarnya manusia tak usah repot - repot dan bersusah payah untuk mencari energi alternatif, karena ada cara yang kita kenal sejak dulu untuk mengurangi ketergantungan kita dengan minyak. Yaitu dengan memanfaatkan External Combustion Engine (Mesin Kalor Pembakaran Luar).
Apa Itu Mesin Kalor?
Mesin kalor adalah sebuah mesin yang memanfaatkan energi panas sebagai sumber penggeraknya. Hingga saati ini, hanya ada 2 jenis mesin kalor, yaitu Internal Combustion Engine (Mesin Pembakaran Dalam) dan External Combustion Engine (Mesin Pembakaran Luar).
Pertama kita bahas dulu apa itu Internal Combustion Engine. Internal Combustion Engine atau yang lebih kita kenal dengan Mesin Pembakaran Dalam adalah mesin yang bahan bakarnya bereaksi di dalam mesin. Contohnya dapat kita temui dalam kehidupan sehari - hari, yaitu mesin bensin pada motor dan mesin diesel pada truk.
Kekurangan mesin ini adalah karena reaksinya terjadi di dalam mesin, maka bahan bakar harus berbentuk cair maupun gas agar dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam ruangan reaksi. Dan tentunya bahan bakar mesin ini adalah turunan dari minyak bumi.
Sekarang mari kita bahas apa itu External Combustion Engine atau yang lebih kita kenal dengan Mesin Pembakaran Luar. Secara sederhana Mesin Pembakaran Luar dapat dijelaskan yaitu mesin yang reaksi pembakarannya terjadi di luar, sehingga bahan bakar tak perlu dimasukkan ke ruang reaksi dan hanya energi panas sajalah yang diambil oleh mesin sebagai sumber tenaga. Contoh mesin ini yang paling terkenal adalah mesin uap dan mesin stirling.
Penjelasan Mesin Uap
Mesin uap atau Rankine Cycle Engine adalah mesin yang bergerak karena tekanan uap dari fluida yang dipansakan oleh pembakaran di luar mesin. Kita bisa memilih jenis fluida yang dipanaskan, bisa itu air atau minyak organik dari tumbuhan. Cara kerja mesin uap adalah sebagai berikut :
1. Bahan bakar yang dibakar di luar mesin memanaskan fluida di dalam mesin.
2. Fluida di dalam mesin berubah dari cair menjadi gas.
3. Gas yang terbentuk meciptakan tekanan untuk menggerakkan turbin atau piston.
4. Gas yang terbentuk dididnginkan kembali melalui heat exchanger untuk dipanaskan dalam siklus berikutnya.
5. Turbin atau piston menggerakkan generator dan menghasilkan listrik atau energi yang diinginkan.
Mesin Stirling
Mesin Striling dinamakan sesuai penemunya Robert Stirling, adalah sebuah mesin yang bergerak karena perbedaan suhu antar ruangan dalam mesin. Ruangan dalam mesin ini diisi oleh gas, bisa udara biasa atau gas tertentu seperti helium, hidrogen dan lain - lain. Gas dipanaskan oleh bahan bakar di luar mesin. Cara kerja mesin stirling sebagai berikut :
Persamaan kedua mesin ini adalah mereka sama sama jenis Mesin Pembakaran Luar. Yang membedakan adalah pada mesin uap tenaganya diambil dari tekanan fluida cair yang dipanaskan menjadi gas. Sedangkan pada mesin Stirling tenaganya hanya diambil dari tekanan yang dihasilkan perubahan gas.
Apa Kelebihan Mesin Pembakaran Luar?
Mengapa Mesin Pembakaran Luar dapat menjadi solusi energi masa depan? Faktor keunggulan utama dari mesin ini adalah dalam bahan bakar. Mesin Pembakaran Luar bisa memakai bahan bakar apa saja yang penting bisa menghasilkan panas. Panas bisa dihasilkan dari penguapan air, pembakaran minyak bumi, minyak organik (tumbuhan), biomassa, serbuk gergaji, sekam padi, bahkan sampah yang dibakar. Bahan bakar mesin ini juga bisa berupa panas matahari yang dikonsentrasi, panas bumi, bahkan panas dari fisi atau fusi nuklir. Dalam kata lain, kita bisa memanfaatkan semua benda yang bisa menghasilkan panas untuk menggerakkan mesin ini.
Kelebihan lainnya adalah karena mesin ini reaksi pembakarannya terjadi di luar ruangan mesin, maka ruangan mesin menjadi lebih stabil sehingga mesin ini relatif lebih stabil dan tahan lama dibanding mesin pembakaran dalam. Dalam kata lain, biaya perawatan mesin akan menjadi sangat murah.
Mesin Pembakaran Luar pun relatif lebih sederhana dan gamoang dibuat. Kita bisa membuat mesin ini dengan bahan - bahan yang tersedia disekitar kita. Contoh mesin Stirling buatan sendiri :
Apa Kekurangan Mesin Pembakaran Luar?
Kekurangan utama mesin ini adalah masalah power to weight ratio. Maksudnya adalah untuk memberikan daya yang sama, mesin ini membutuhkan ukuran dan berat yang lebih besar daripada mesin bensin dan diesel. Mesin ini juga harus dipanaskan dahulu agar bisa bekerja. Sehingga lebih cocok untuk pembangkit listrik daripada pembangkit tenaga otomotif.
Tapi apakah itu benar? Ternyata tidak. Pada tahun 1900an ada sebuah mobil bertenaga uap yang bisa bersaing bahkan mengalahkan mobil bertenaga mesin pembakaran dalam dalam hal performa.
Perusahaan uap Doble pun sempat membuat pesawat bertenaga uap yang pernah terbang beberapa kali pada tahun 1993.
Sayang, entah kenapa mobil dan pesawat ini hilang dan Abner Doble sang pembuat mobil dan pesawat ini pun jatuh bangkrut.
Sedangkan mesin Striling benar - benar tidak populer. Hanya ada satu merek yang cukup dikenal dan mampu menggerakkan kapal kecil, serta pembangkit listrik kecil - kecilan, produk itu adalah Phillips MP1002CA Stirling Generator yang dibuat pada tahun 1951. Diproduksi secara kecil - kecilan dan setelah itu punah.
Peluang Membuka Kebebasan Energi
Entah karena faktor besar dan berat atau faktor lain Mesin Pembakaran Luar ditinggalkan dalam perang pasar energi masa kini. Ini adalah kesalahan besar, Mesin Pembakaran Luar memiliki kekurangan seperti diatas karena kurangnya pengembangan di bidang mesin ini. Pasti ada yang seseorang yang protes seperti ini "Mesin ini terlalu besar dan berat untuk kendaraan." seperti yang saya katakan tadi, itu karena kurangnya pengembangan pada mesin ini. Jaman sekarang jaman modern, teknologi sudah berkembang sangat pesat. Pasti memodifikasi mesin ini agar berukuran kecil adalah hal yang mudah.
Pasti ada juga yang protes, "Mesin ini terlalu kuno." maka dari itu perlu dikembangkan mengingat mesin ini memiliki keunggulan yang lebih dibanding mesin pembakaran dalam.
Untungnya dalam dekade terakhir sepertinya sudah mulai banyak yang ingin mengembalikan kejayaan Mesin Pembakaran Luar. Penelitian tentang mesin uap, mesin organik rankine, mesin stirling dan teman - temannya (mesin ericsson, thermacoustic stirling, mesin malone, dan lain - lain). sedang giat - giatnya dilakukan. Semoga perkembangan mesin - mesin ini dapat berjalan dengan lancar.
