Nota Asas Kelestarian Tingkatan 4 Bab 3: Sumber Tenaga
RINGKASAN
Ringkasan Mudah (Nota Asas Kelestarian Tingkatan 4 Bab 3: Sumber Tenaga)
Bab ini membincangkan konsep tenaga, sumber-sumbernya, serta proses penjanaan, penghantaran, dan pengagihan tenaga elektrik.
1. Konsep Asas Tenaga: Tenaga didefinisikan sebagai keupayaan untuk melakukan kerja. Ia diperlukan oleh semua benda hidup untuk proses seperti bernafas dan bergerak, serta oleh benda bukan hidup untuk berfungsi (cth: peralatan elektrik). Tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan, tetapi boleh berubah bentuk (cth: tenaga kimia kepada tenaga elektrik).
2. Jenis Sumber Tenaga: Sumber tenaga terbahagi kepada dua kategori utama:
• Sumber Tenaga Tidak Boleh Diperbaharui: Sumber yang terhad dan akan habis jika digunakan secara berterusan. Contohnya termasuk petroleum, gas asli, arang batu, dan tenaga nuklear. Penggunaannya boleh memberi kesan negatif kepada ekonomi dan alam sekitar (pencemaran).
• Sumber Tenaga Boleh Diperbaharui (Lestari): Sumber yang boleh dijana semula secara berterusan. Contohnya termasuk tenaga hidro (air), suria (matahari), angin, ombak, dan biojisim. Sumber ini lebih mesra alam, menjimatkan kos dalam jangka panjang, dan meningkatkan kualiti hidup.
3. Penjanaan Tenaga Elektrik:
• Kaedah Kemagnetan: Kebanyakan stesen jana kuasa (termal, nuklear, hidro, angin) menggunakan kaedah ini. Bahan api (arang batu, gas) atau sumber semula jadi (air, angin) digunakan untuk memutarkan turbin. Turbin ini disambungkan kepada penjana, yang menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik melalui aruhan elektromagnet.
• Kaedah Tindak Balas Kimia: Stesen jana kuasa solar PV (Photo Voltaic) menggunakan kaedah ini. Panel solar yang diperbuat daripada bahan separa pengalir (seperti silikon) menukarkan tenaga cahaya matahari secara terus kepada tenaga elektrik dalam bentuk arus terus (AT).
4. Penjana Elektrik: Penjana ialah peranti yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Terdapat dua jenis utama:
• Penjana Arus Terus (AT): Menggunakan penukar tertib (komutator) untuk menghasilkan voltan keluaran dalam satu arah sahaja.
• Penjana Arus Ulang-alik (AU): Menggunakan gelang gelincir untuk menghasilkan voltan yang arah arusnya sentiasa berubah-ubah. Penjana AU lebih cekap dan digunakan secara meluas dalam penjanaan kuasa berskala besar.
5. Penghantaran dan Pengagihan Elektrik: Proses ini melibatkan tiga peringkat:
1. Penjanaan: Tenaga elektrik dihasilkan di stesen jana kuasa pada voltan seperti 11kV atau 22kV.
2. Penghantaran: Voltan dinaikkan (injak naik) ke tahap yang sangat tinggi (132kV, 275kV) untuk dihantar melalui jarak jauh melalui rangkaian Grid Nasional. Ini mengurangkan kehilangan kuasa.
3. Pengagihan: Voltan diturunkan (injak turun) secara berperingkat di pencawang. Industri berat mungkin menerima 33kV, manakala pengguna domestik dan industri kecil menerima bekalan 3 fasa (400V) atau 1 fasa (230V).
6. Sistem Pendawaian Pengguna: Unit kawalan pengguna 1 fasa di rumah berfungsi untuk keselamatan. Komponen utamanya termasuk:
• Fius Perkhidmatan: Perlindungan arus lebihan utama.
• Meter kWj: Menyukat penggunaan tenaga.
• Suis Utama: Memutus dan menyambung bekalan utama ke rumah.
• RCCB (Pemutus Litar Arus Baki): Melindungi daripada renjatan elektrik akibat kebocoran arus.
• MCB (Pemutus Litar Miniatur): Melindungi litar akhir (lampu, soket) daripada arus berlebihan atau litar pintas.
7. Aksesori Elektrik Lestari: Untuk memastikan kelestarian dan keselamatan, pengguna domestik digalakkan memilih aksesori elektrik yang mempunyai:
• Label Pengesahan SIRIM: Menjamin produk mematuhi piawaian keselamatan.
• Label Tenaga: Memberi maklumat tentang tahap kecekapan tenaga sesuatu peralatan (lebih banyak bintang, lebih jimat tenaga).
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Angker | Kepingan logam ferus berlapis yang bertebat berbentuk silinder yang mempunyai lubang alur untuk menempatkan belitan dalam penjana. |
| Arus Terus (AT) | Arus elektrik yang mengalir dalam satu arah sahaja. Dihasilkan oleh penjana AT. |
| Arus Ulang-alik (AU) | Arus elektrik yang arah alirannya sentiasa berubah-ubah secara berkala. Dihasilkan oleh penjana AU. |
| Biojisim | Kaedah memproses bahan buangan sisa pepejal pertanian dan industri melalui proses pembakaran untuk menjana tenaga elektrik. |
| Faktor Kepelbagaian | Faktor yang diambil kira dalam pengiraan reka bentuk pendawaian, berdasarkan andaian bahawa tidak semua kelengkapan elektrik digunakan serentak. |
| Fius Perkhidmatan | Komponen dalam unit kawalan pengguna yang berfungsi sebagai perlindungan arus lebihan untuk beban dan unit pemotongan elektrik oleh pihak berkuasa. |
| Gelang Gelincir | Komponen dalam penjana AU yang berfungsi sebagai punca tamatan bagi belitan pengalir angker untuk menghasilkan voltan arus ulang-alik. |
| Grid Nasional | Rangkaian yang menyambungkan semua talian penghantaran daripada setiap stesen jana kuasa elektrik utama di Malaysia. |
| Hidroelektrik | Penjanaan tenaga elektrik menggunakan tenaga keupayaan dan kinetik air untuk memutarkan turbin. |
| Lestari | Penggunaan tenaga yang cekap, menjimatkan, dan berterusan dalam jangka masa panjang tanpa menjejaskan generasi akan datang. |
| MCB (Pemutus Litar Miniatur) | Peranti yang memutuskan bekalan secara automatik apabila berlaku arus elektrik yang tinggi (litar pintas/beban lebih) pada litar akhir. |
| Penjana | Peranti yang berfungsi menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik melalui aruhan elektromagnet. |
| Penukar Tertib (Komutator) | Komponen dalam penjana AT yang berfungsi menukarkan voltan AU yang terjana di dalam angker kepada voltan keluaran AT. |
| Penyongsang (Inverter) | Peranti yang digunakan dalam sistem solar PV dan sistem jana kuasa angin untuk menukar arus terus (AT) kepada arus ulang-alik (AU). |
| RCCB (Pemutus Litar Arus Baki) | Peranti keselamatan yang memutuskan bekalan secara automatik apabila berlaku kebocoran arus, melindungi pengguna daripada renjatan elektrik. |
| Sistem 1 Fasa | Sistem bekalan tenaga elektrik yang mempunyai satu talian fasa dan satu talian neutral (cth: 230V), biasa digunakan untuk pengguna domestik kecil. |
| Sistem 3 Fasa | Sistem bekalan tenaga elektrik yang mempunyai tiga talian fasa dan satu talian neutral (cth: 400V), digunakan untuk industri atau pengguna domestik dengan beban tinggi. |
| Solar PV (Photo Voltaic) | Teknologi yang menukarkan tenaga cahaya matahari secara terus kepada tenaga elektrik melalui tindak balas kimia pada bahan separa pengalir. |
| Stesen Jana Kuasa Termal | Stesen jana kuasa yang menggunakan bahan api seperti gas asli, petroleum, atau arang batu untuk memanaskan air, menghasilkan stim bagi memutarkan turbin. |
| Sumber Tenaga Boleh Diperbaharui | Tenaga yang dihasilkan melalui sumber-sumber yang boleh diperbaharui sentiasa, seperti cahaya matahari, air, dan angin. |
| Sumber Tenaga Tidak Boleh Diperbaharui | Tenaga yang dihasilkan melalui sumber yang terhad dan akan habis, seperti petroleum, gas asli, dan arang batu. |
| Suis Utama | Komponen dalam unit kawalan pengguna yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan bekalan elektrik utama serta mengawal arus berlebihan. |
| Unit Kawalan Pengguna | Alat kawalan litar pengguna yang terdiri daripada beberapa komponen perlindungan untuk memastikan keselamatan penggunaan elektrik di premis. |