Berjalan kaki merupakan aktivitas yang dilakukan manusia untuk mencapai tempat tujuan dalam kehidupan sehari-hari. Berjalan kaki juga merupakan olahraga yang paling murah yang dapat dilakukan. Dengan berjalan kaki, sistem imun akan meningkat dikarenakan meningkatnya jumlah sel kekebalan tubuh.
Sehingga dengan berjalan kaki, manusia secara langsung dapat menjaga kesehatan tubuhnya dan mengurangi risiko penyakit. Selain itu, seiring perkembangan teknologi yang semakin maju, manusia juga dapat memanfaatkan aktivitas berjalan kaki untuk menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan alat yang bernama Piezoelelctric Floor Tiles atau dalam Bahasa Indonesia berarti Lantai Piezoelektrik.
Lantai Piezoelektrik adalah inovasi teknologi yang memanfaatkan prinsip piezoelektrik untuk menghasilkan energi listrik. Lantai Piezoelektrik menghasilkan energi listrik dari tekanan yang terjadi saat seseorang berjalan di atasnya.
Prinsip Lantai Piezoelektrik bekerja dengan mengubah energi mekanik yang dihasilkan oleh langkah kaki menjadi energi listrik. Energi Lantai Piezoelektrik berasal dari efek bahan piezoelektrik atau material tertentu.
Struktur pada Lantai Piezoelektrik terdiri dari bahan piezoelektrik dan sensor yang dengan didukung oleh 2 lempeng besi, dimana di antara lempeng akan menciptakan dipole yang terinduksi molekul dari berbagai struktur kristal tergantung bahan yang dipakai.
Saat sebuah Lantai Piezoelektrik diberi tekanan, maka bidang piezo akan menghasilkan gaya listrik sehingga menghasilkan tegangan listrik sesuai dengan besarnya tekanan yang diberikan. Prinsip piezoelektrik sendiri sudah lama ditemukan namun baru dikembangkan beberapa tahun terakhir.
Piezoelektrik adalah fenomena yang ditemukan oleh Curie bersaudara pada tahun 1880 di mana dihasilkan listrik dari kristal yang mendapat tekanan mekanis. Kata piezo dari penggalan piezoelektrik sendiri merupakan bahasa Yunani yang berarti tekanan.
Efek piezoelektrik dihasilkan dari interaksi elektromekanik linear antara bagian mekanik dan listrik yang ada di dalam kristal. Bahan piezoelektrik ketika belum terpolarisasi, arah arusnya masih acak, saling bertabrakan arahnya, dan tidak ada keteraturan, karena tidak ada tekanan yang diberikan, akibatnya, meskipun ada muatan listrik di dalam material, jumlahnya saling meniadakan sehingga tidak menghasilkan listrik.
Sementara, setelah piezoelektrik mendapatkan tekanan, piezoelektrik akan mengalami polarisasi, arah arusnya menjadi seragam, semuanya menghadap ke arah yang sama, karena keteraturan ini, muatan positif terkumpul di satu sisi, sedangkan muatan negatif terkumpul di sisi lainnya, perbedaan muatan inilah yang menimbulkan tegangan listrik.
Piezoelektrik dalam sekali tekan dan dilepaskan akan menghasilkan arus listrik bolak-balik. Sehingga untuk mendapatkan energi listrik yang maksimal dan dapat disimpan dalam baterai maka perlu disearahkan dengan rectifier atau penyearah gelombang. Karena energi listrik yang dihasilkan piezoelektrik sangat kecil, energi listrik disimpan terlebih dahulu dalam baterai atau kapasitor sebelum digunakan pada beban.
Dengan adanya proses penyearahan dan penyimpanan ini energi listrik yang awalnya kecil dan tidak stabil dapat diubah menjadi lebih berguna. Lantai Piezoelektrik harus memiliki desain yang baik untuk menghasilkan energi listrik yang optimal namun tetap efisien.
Baca juga: Water Heater Listrik Hemat Energi, Mungkinkah? Ini Faktanya!
Piezoelektrik dapat didesain secara paralel untuk meningkatkan energi yang dihasilkan. Piezoelektrik yang didesain paralel menghasilkan arus yang tetap dengan tegangan yang bertambah. Desain lantai dibuat dengan memberikan benda berbahan keras seperti kayu atau akrilik.
Piezoelektrik yang telah didesain parallel, kemudian dialasi dengan benda berbahan karet atau benda elastis lainnya. Bagian yang terinjak oleh kaki manusia adalah bagian atas yang keras, sehingga tekanan dapat merata di seluruh elemen piezoelektrik.
Kabel penghubung kemudian dihubungkan dengan rangkaian pembangkit untuk kemudian diolah dan disimpan sebagai energi siap pakai. Dengan rancangan desain ini, diharapkan dalam penerapannya lantai ini mempu mengeluarkan potensi terbesarnya sebagai alternatif untuk pembangkit energi.
Potensi penerapan lantai piezoelektrik di ruang publik sangat besar karena area tersebut memiliki lalu lintas manusia yang padat setiap hari. Potensi ini dapat dilihat dari ribuan langkah yang terjadi di stasiun, terminal, bandara, maupun pusat perbelanjaan.
Potensi energi yang terkumpul kemudian bisa dimanfaatkan untuk penerangan jalan, layar informasi digital, hingga fasilitas pengisian daya. Selain itu, potensi penerapan teknologi ini juga berfungsi sebagai sarana edukasi masyarakat mengenai energi ramah lingkungan.
Dengan demikian, potensi lantai piezoelektrik di ruang publik tidak hanya memberikan manfaat praktis, tetapi juga mendukung kesadaran akan pentingnya energi terbarukan.
Lantai piezoelektrik memiliki manfaat besar dalam mendukung keberlanjutan lingkungan. Diantara manfaat itu adalah teknologi ini mampu mengurangi ketergantungan pada energi fosil yang selama ini menjadi penyumbang utama polusi udara dan emisi karbon.
Dengan penerapan yang lebih luas, manfaat lain seperti kualitas udara dapat meningkat dan dampak perubahan iklim dapat ditekan. Selain itu, pemanfaatan energi terbarukan ini sejalan dengan agenda pembangunan berkelanjutan yang dicanangkan secara global. Tentu saja dibalik manfaat yang ditawarkan, terdapat tantangan dalam pengembangannya.
Tantangan yang paling terlihat adalah biaya produksi dan pemasangan relatif lebih tinggi dibandingkan dengan lantai konvensional. Tantangan lain seperti efisiensi konversi energi dari piezoelektrik belum maksimal dan daya tahannya masih perlu ditingkatkan.
Selain secara teknis, terdapat tantangan dalam penerapan di lingkungan. Terutama di Indonesia yang merupakan negara dengan masyarakat yang paling malas untuk jalan kaki menjadikan tantangan tersendiri bagi pemerintah. Namun dibalik tantangan yang ada, terdapat harapan untuk mewujudkan lingkungan yang lebih baik dengan pengembangan teknologi yang ada.
Secara keseluruhan, lantai piezoelektrik merupakan inovasi yang memberikan harapan baru dalam penyediaan energi terbarukan. Teknologi ini menghadirkan harapan bahwa aktivitas sederhana seperti berjalan kaki dapat diubah menjadi energi yang bermanfaat.
Dengan penelitian yang berkelanjutan, ada harapan besar bahwa efisiensi dan biaya produksi akan semakin baik. Selain itu, harapan masyarakat terhadap solusi energi ramah lingkungan dapat diwujudkan melalui penerapan teknologi ini secara lebih luas. Pada akhirnya, lantai piezoelektrik menyimpan harapan untuk menjadi bagian penting dari infrastruktur cerdas yang mendukung kehidupan modern dan berkelanjutan.
Penulis: Haidar Abdullah
Mahasiswa Teknik Elektro, Universitas Tidar
Dosen Pengampu: Dr. Drs. Hari Wahyono, M.Pd
Editor: Salwa Alifah Yusrina
Bahasa: Rahmat Al Kafi
⚡ Baca Lebih Cepat Artikel MMI di Ponsel Anda!
Ikuti Channel WhatsApp
Media Mahasiswa Indonesia (MMI):
KLIK DI SINI
