Proses dan Perubahan Energi pada Kincir Air serta Penjelasannya

tirto.id - Proses perubahan energi pada kincir air merupakan contoh penerapan hukum fisika dalam kehidupan sehari-hari. Manfaat kincir air pun sudah banyak dirasakan oleh masyarakat Indonesia. Lalu, bagaimana perubahan energi yang terjadi pada kincir air?

Air termasuk salah satu sumber energi yang mudah didapat. Air juga menyimpan energi potensial dan kinetik yang dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia, contohnya kincir air dan teknologi pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

Untuk memahami perubahan energi yang terjadi pada PLTA, maka ada baiknya kita pahami dulu apa itu kincir air karena keduanya memiliki konsep yang serupa.

Kincir air adalah sebuah alat yang menggunakan aliran air untuk menghasilkan energi. Kincir air umumnya berbentuk roda dengan sudu di bagian tepinya dan bisa berputar pada poros atau sumbunya.

Ketika sudu atau bilah ini terkena dorongan air, maka kincir akan bergerak searah dengan aliran air. Di sini mulai terjadi perubahan energi dan perputaran kincir inilah yang dimanfaatkan manusia untuk banyak hal, termasuk menghasilkan energi listrik.

Bagaimana Perubahan Energi yang Terjadi pada Kincir Air?

Guna mengetahui perubahan energi pada kincir air, maka kita juga harus memahami cara kerja kincir air terlebih dahulu. Kincir air bekerja dengan memanfaatkan hydropower atau energi aliran air untuk menghasilkan energi mekanik yang nantinya digunakan untuk berbagai keperluan.

Air menjadi sumber energi utama yang biasanya berasal dari air sungai, bendungan, atau air terjun. Aliran ini diketahui memiliki energi potensial dan energi kinetik.

Aliran air akan mengenai sudu-sudu atau bilah pada kincir sehingga menyebabkan kincir bergerak memutar. Di sini terjadi perubahan energi dari energi potensial atau kinetik dari aliran air menjadi energi mekanik.

Energi mekanik dari putaran kincir inilah yang kemudian dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai hal, misalnya menggiling biji-bijian, memompa air, hingga menghasilkan listrik seperti pada PLTA. Lalu, bagaimana cara kerja kincir air menghasilkan energi listrik?

PLTA memiliki beberapa komponen penting di dalamnya, dua di antaranya adalah turbin dan generator. PLTA menggunakan turbin yang ukurannya lebih besar dan lebih kompleks dari kincir air, tapi memiliki konsep yang sama, yaitu untuk mengubah energi air menjadi energi mekanik.

Dikutip dari Repository Universitas Islam Riau, proses kerja turbin atau kincir air pada PLTA hingga menghasilkan listrik akan menyebabkan beberapa perubahan energi.

Pertama adalah perubahan energi potensial dari aliran air menjadi energi gerak (mekanik) pada turbin. Aliran air akan mendorong bilah turbin sehingga turbin akan bergerak memutar.

Perubahan energi yang kedua adalah perubahan energi mekanik menjadi energi listrik. Turbin pada PLTA dihubungkan dengan komponen lain bernama generator. Turbin yang berputar otomatis akan ikut menggerakkan generator.

Generator inilah yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Perputaran generator menyebabkan lompatan elektron sehingga menghasilkan arus listrik yang nantinya dapat didistribusikan untuk berbagai perangkat elektronik.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa terdapat beberapa macam perubahan energi pada kincir air dalam pembangkit listrik, yaitu perubahan energi potensial maupun energi kinetik menjadi energi mekanik, kemudian perubahan energi mekanik menjadi energi listrik.

Manfaat Kincir Air dalam Kehidupan Sehari-hari

Kincir air merupakan teknologi yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan dan memiliki banyak kelebihan.

Salah satunya karena teknologi ini memanfaatkan air sebagai sumber energinya, sedangkan air termasuk salah satu energi terbarukan. Di sisi lain, kincir air juga sangat cocok diterapkan di berbagai wilayah yang memiliki banyak sumber air seperti Indonesia.

Mulai dari pembangkit listrik hingga keperluan irigasi, berikut manfaat kincir air yang patut diketahui:

1. PLTA

PLTA merupakan teknologi yang memanfaatkan kincir air untuk menghasilkan listrik dengan bantuan aliran air. Menurut laman Teach Engineering, PLTA yang pertama kali beroperasi di dunia adalah PLTA yang dibangun di Sungai Fox, Appleton, Wisconsin, pada tahun 1882.

Sampai saat ini, PLTA masih banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik di dunia. Keuntungan PLTA adalah menggunakan air yang merupakan sumber daya energi terbarukan, mengurangi ketergantungan manusia terhadap bahan bakar fosil, serta ramah lingkungan.

2. Distribusi Air Bersih

Manfaat kincir air lainnya adalah untuk menggerakan pompa air. Teknologi ini bisa sangat berguna jika diterapkan di wilayah-wilayah yang permukaan tanahnya lebih tinggi dari aliran sumber air atau pemukiman yang jauh dari mata air.

Kincir air dirancang sedemikian rupa agar bisa mengambil air dari sumbernya, misalnya dari sungai. Kincir yang berputar akan mengambil air dari sungai, lalu menumpahkannya di penampung air yang disiapkan di bagian atas.

Air yang terkumpul di penampungan ini kemudian akan dialirkan ke pemukiman penduduk melalui saluran pipa. Dengan demikian, penduduk yang jauh dari sumber air pun tetap bisa menikmati air bersih.

3. Pengolahan Hasil Pertanian dan Kayu

Menggunakan kincir air sederhana untuk mengolah hasil pertanian sudah dilakukan sejak lama. Para petani kerap memanfaatkan kincir air untuk menggiling biji-bijian seperti gandum yang diolah menjadi tepung.

Kincir air dihubungkan dengan alat penggiling tradisional. Energi mekanik dari kincir air pun dapat menggerakkan alat penggiling dan petani tidak perlu lagi mengolah biji-bijian secara manual.

Tak hanya mengolah bahan pangan, kincir air juga kerap dipakai untuk memotong kayu. Kincir air dihubungkan dengan peralatan gergaji sehingga alat tersebut dapat bergerak memotong kayu secara otomatis.

4. Irigasi

Manfaat kincir air lainnya yang juga sangat berguna di bidang pertanian adalah untuk irigasi atau pengairan sawah. Konsepnya hampir sama seperti kincir air yang digunakan untuk menyalurkan air bersih ke pemukiman warga.

Dalam hal irigasi, kincir air akan menaikkan air dari sungai dan mengalirkannya ke lahan pertanian yang lokasi lahannya lebih tinggi dari sumber air. Dengan teknologi ini, sawah-sawah tetap akan mendapatkan pasokan air yang cukup dan petani pun dapat meningkatkan hasil produksi pertaniannya.

Sebagai salah satu teknologi ramah lingkungan, kincir air menjadi contoh nyata pemanfaatan energi alam yang efisien dan berkelanjutan. Proses konversi energi yang terjadi pada kincir air tidak hanya mendukung kebutuhan energi manusia, tetapi juga memberikan dampak positif terhadap pelestarian lingkungan.

Dengan memahami mekanisme kerjanya, kita dapat lebih menghargai inovasi sederhana yang memiliki manfaat besar ini sekaligus menginspirasi pengembangan teknologi berbasis energi terbarukan lainnya.