Meningkatkan Kemampanan dan Kecekapan: Bagaimana Pertanian Dalaman Membentuk Semula Pertanian

Pertanian dalaman di dalam rumah hijau (greenhouse), merupakan teknologi pertanian yang semakin penting. 

Teknologi rumah hijau telah lama berada di barisan hadapan dalam kemajuan amalan pertanian, dan pengaruhnya terus membentuk evolusi pertanian dalaman. Dengan keupayaannya untuk mencipta persekitaran terkawal untuk pertumbuhan tumbuhan, teknologi rumah hijau telah merevolusikan kaedah pertanian tradisional dan membuka jalan untuk pendekatan inovatif seperti pertanian menegak dan pertanian persekitaran terkawal. Dengan memanfaatkan kuasa teknologi, rumah hijau menawarkan pelbagai ciri yang telah mendorong pertanian ke era baharu.

Salah satu faedah utama teknologi rumah hijau ialah keupayaan untuk mengekalkan kawalan yang tepat terhadap keadaan persekitaran. Suhu, kelembapan, keamatan cahaya dan tahap nutrien boleh dikawal dengan teliti, memastikan keadaan pertumbuhan yang optimum tanpa mengira faktor luaran. Tahap kawalan ini membolehkan penanaman sepanjang tahun, menghapuskan pergantungan pada variasi bermusim, dan meningkatkan hasil tanaman dengan ketara. Dengan menyediakan persekitaran yang stabil, rumah hijau mengurangkan risiko yang berkaitan dengan kejadian cuaca ekstrem, perosak dan penyakit, menawarkan bekalan makanan yang boleh dipercayai dan konsisten.

Selain itu, integrasi teknologi canggih telah mendorong pertanian rumah hijau ke tahap yang lebih tinggi. Kemunculan sistem pencahayaan LED yang cekap tenaga telah merevolusikan pertanian dalaman dengan menawarkan spektrum pencahayaan yang disesuaikan dan kawalan tepat ke atas fotokala (photoperiods). Ini bermakna tumbuhan boleh menerima jumlah dan kualiti cahaya yang ideal pada setiap peringkat pertumbuhan, mengoptimumkan fotosintesis dan mempercepatkan kadar pertumbuhan. Pencahayaan LED juga membolehkan pertanian menegak, di mana tanaman disusun dalam berbilang lapisan, memaksimumkan penggunaan ruang dan pengeluaran setiap kaki persegi.

Pertanian dalaman menggunakan cahaya pada spektrum yang membantu meningkatkan kadar fotosintesis di mana ianya lebih menjimatkan.

Pengenalan kaedah penanaman tanpa tanah, seperti hidroponik dan aeroponik, menunjukkan lagi inovasi yang dipacu oleh teknologi rumah hijau. Dengan menghantar air atau kabus yang kaya dengan nutrien terus ke akar tumbuhan, teknik ini menjimatkan air, mencegah penyakit bawaan tanah dan meningkatkan kecekapan pengambilan nutrien. Selain itu, penyepaduan automasi, robotik dan kecerdasan buatan telah menyelaraskan operasi pertanian. Robot boleh mengendalikan tugas intensif buruh, manakala penderia dan algoritma AI memantau dan mengoptimumkan keadaan persekitaran, kesihatan tanaman dan penggunaan sumber. Penyepaduan ini bukan sahaja meningkatkan kecekapan dan ketepatan tetapi juga membolehkan skalabiliti dan pengurangan kos yang berpotensi.

Faedah teknologi rumah hijau melangkaui peningkatan produktiviti. Dengan memudahkan pengeluaran makanan tempatan dan bandar, rumah hijau mengurangkan pergantungan pada pengangkutan jarak jauh, menghasilkan hasil yang lebih segar dan pelepasan karbon yang lebih rendah. Pertanian rumah hijau juga menggalakkan kemampanan dengan meminimumkan penggunaan air, penggunaan baja dan aplikasi racun perosak. Teknik seperti sistem gelung tertutup dan kitar semula air menyumbang kepada kecekapan sumber dan penjagaan alam sekitar.

Kesimpulannya, teknologi rumah hijau telah merevolusikan amalan pertanian, menawarkan kawalan tepat ke atas keadaan persekitaran, meningkatkan produktiviti, dan memudahkan kemunculan pendekatan inovatif seperti pertanian menegak dan pertanian persekitaran terkawal. Dengan memanfaatkan teknologi, rumah hijau telah menjadi tulang belakang pertanian dalaman, membolehkan penanaman sepanjang tahun, skalabiliti, dan pengeluaran makanan yang cekap sumber. Dalam masa kita bergerak ke arah sistem pertanian yang lebih mampan dan berdaya tahan, teknologi rumah hijau kekal di barisan hadapan dalam transformasi, menyediakan penyelesaian untuk menangani keselamatan makanan, kebimbangan alam sekitar dan permintaan yang semakin meningkat untuk hasil sumber tempatan.

Sejarah pembangunan teknologi rumah hijau

Rumah hijau moden mula dibina beberapa ratus tahun dahulu untuk membolehkan penanaman di musim sejuk.

Sejarah rumah hijau boleh dikesan kembali beribu-ribu tahun, dan mereka telah memainkan peranan penting dalam pembangunan pertanian dalaman. Berikut adalah gambaran ringkas tentang sejarah rumah hijau dan hubungannya dengan pertanian dalaman:

Zaman Purba: Bentuk rumah hijau terawal boleh ditemui dalam tamadun purba seperti Rom Purba dan Parsi. Struktur ini, yang dikenali sebagai rumah taman Rom dan jejambat Parsi, digunakan untuk melindungi tumbuhan daripada keadaan cuaca yang teruk dan memanjangkan musim tumbuh.

Abad ke-16: Rumah hijau gaya moden pertama, dikenali sebagai Orangerie, dibina di taman-taman Istana Versailles di Perancis. Ia digunakan terutamanya untuk menanam pokok sitrus semasa musim sejuk.

Abad ke-17: Pengenalan teknik pembuatan kaca, seperti penciptaan anak tetingkap kaca yang lebih besar dan lebih telus, membenarkan pembinaan rumah hijau yang lebih besar dan lebih cekap.

Antara rumah hijau terbesar dibina di Kew Gardens, England.

Abad ke-18: Revolusi Perindustrian membawa kemajuan dalam pengeluaran besi dan keluli, membolehkan pembinaan struktur rumah hijau yang lebih besar dan lebih rumit. Perkembangan ini memungkinkan untuk mengawal suhu dan kelembapan dengan lebih berkesan.

Abad ke-19: Perkembangan besi tuang dan kemudian besi tempa, bersama-sama dengan peningkatan ketersediaan kaca, membawa kepada pembinaan rumah hijau komersial berskala besar. Ini memudahkan pengeluaran besar-besaran bunga, buah-buahan, dan sayur-sayuran, terutamanya di Eropah.

Abad ke-20: Inovasi dalam sistem pemanasan, seperti wap dan air panas, meningkatkan lagi fungsi rumah hijau dan membenarkan untuk penanaman sepanjang tahun. Pengenalan sistem pengudaraan automatik, teknik teduhan, dan bahan penebat yang lebih baik turut meningkatkan kecekapan rumah hijau.

teknologi rumah hijau merupakan teknologi tanaman yang terus bekembang di negara-negara yang menghasilkan sumber pertanian.

Kemajuan dalam teknologi dan reka bentuk rumah hijau telah banyak mempengaruhi kemunculan dan perkembangan pertanian dalaman. Rumah hijau menyediakan persekitaran terkawal di mana suhu, kelembapan dan cahaya boleh dikawal, mewujudkan keadaan optimum untuk pertumbuhan tumbuhan. Rumah hijau menawarkan perlindungan daripada keadaan cuaca buruk, perosak dan penyakit, membolehkan penanaman sepanjang tahun dan meningkatkan hasil tanaman.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, prinsip pertanian rumah hijau telah digunakan untuk pertanian menegak dan lain-lain bentuk pertanian dalaman. Ladang menegak selalunya menggunakan struktur tertutup dengan pencahayaan buatan, sistem kawalan iklim, dan kaedah penanaman hidroponik atau aeroponik. Sistem ini bertujuan untuk memaksimumkan penggunaan ruang, mengoptimumkan kecekapan sumber, dan menyediakan keadaan pertumbuhan yang ideal untuk tumbuhan. Pengetahuan dan teknik yang diperoleh daripada pertanian rumah hijau tradisional telah memainkan peranan penting dalam membentuk dan memajukan bidang pertanian dalaman.

Garis masa pembangunan teknologi pertanian dalaman

Pertanian moden adalah di dalam bangunan yang dilengkapi sistem komputer yang canggih dan dikendalikan oleh juruteknik pakar dalam pelbagai bidang.

Pertanian dalaman, juga dikenali sebagai pertanian menegak atau pertanian persekitaran terkawal, mempunyai sejarah sejak beberapa dekad lalu. Berikut ialah garis masa yang menonjolkan beberapa peristiwa penting dan perkembangan dalam bidang ini:

1929: Konsep pertanian dalaman diperkenalkan oleh Profesor William Frederick Gericke di Universiti California, yang berjaya menanam tumbuhan secara hidroponik tanpa tanah.

1950-an-1960-an: NASA menjalankan penyelidikan mengenai sistem hidroponik untuk menyediakan makanan segar untuk angkasawan semasa misi angkasa lepas.

1999: Dickson Despommier, seorang profesor di Universiti Columbia, mempopularkan konsep pertanian menegak sebagai satu cara untuk menangani cabaran keselamatan makanan dan kemampanan. Beliau mencadangkan penggunaan bangunan bandar terbiar untuk pertanian dalaman berskala besar.

2000-an: Kemajuan dalam pencahayaan LED, sistem kawalan iklim dan teknologi automasi membuka jalan untuk kaedah pertanian dalaman yang lebih cekap dan produktif.

2006: Projek Ladang Menegak, yang dimulakan oleh Dr. Despommier, mendapat perhatian dan sokongan, merangsang minat selanjutnya dalam pertanian menegak.

2010: AeroFarms, sebuah syarikat pengkhususan dalam pertanian menegak, diasaskan. Mereka memberi tumpuan kepada menggunakan sistem aeroponik untuk menanam tanaman tanpa tanah dan dengan penggunaan air yang minimum.

2013: Persatuan Pertanian Menegak (AVF) ditubuhkan untuk mempromosikan dan menyokong pembangunan pertanian menegak di seluruh dunia.

2015: Plenty, sebuah syarikat pertanian menegak yang berpangkalan di San Francisco, diasaskan. Mereka memberi tumpuan kepada penggunaan hidroponik menegak untuk menanam pelbagai tanaman.

Penanaman menegak menggabungkan teknik rumah hijau dan teknologi-teknologi moden lain bagi meningkatkan pengeluaran bagi setiap kaki persegi luas kawasan tanaman.

2017: Ladang menegak automatik sepenuhnya pertama, Spread Co., mula beroperasi di Jepun. Ladang ini menggunakan sistem robotik untuk mengendalikan penanaman, penanaman dan penuaian.

2018: Bowery Farming, sebuah syarikat pertanian menegak, membuka ladang tertutup berskala komersial di New Jersey, Amerika Syarikat. Mereka menggunakan automasi lanjutan, pembelajaran mesin (machine learning) dan analisis data untuk mengoptimumkan pertumbuhan tanaman.

2020: Pandemik COVID-19 menyerlahkan kepentingan sistem pengeluaran makanan tempatan dan berdaya tahan, yang membawa kepada peningkatan minat dalam pertanian dalaman sebagai satu cara untuk memastikan bekalan makanan yang konsisten.

2021: Banyak syarikat dan syarikat pemula pertanian dalaman terus muncul di seluruh dunia, menggabungkan teknologi seperti AI, IoT dan robotik untuk meningkatkan kecekapan dan kemampanan.

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa garis masa ini memberikan gambaran umum tentang perkembangan pertanian dalaman, dan kemajuan dan sumbangan tertentu mungkin berbeza-beza. Bidang ini masih berkembang, dan penyelidikan dan inovasi yang berterusan terus membentuk masa depan pertanian dalaman.

Ciri utama yang membezakan pertanian dalaman terkini daripada yang lain

Pertanian dalaman membolehkan pemantauan yang lebih terperinci kepada pertumbuhan tumbuh-tumbuhan terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhannya.

Kemajuan terkini dalam pertanian dalaman telah membawa beberapa ciri utama yang membezakannya daripada kaedah pertanian tradisional dan bahkan lelaran pertanian dalaman yang lebih awal. Berikut adalah beberapa ciri utama yang membezakan amalan pertanian dalaman terkini:

1. Pertanian Menegak: Pertanian menegak melibatkan penanaman tanaman dalam lapisan bertindan atau menara menegak, memaksimumkan penggunaan ruang menegak. Pendekatan ini meningkatkan hasil tanaman setiap kaki persegi dengan ketara berbanding pertanian mendatar tradisional. Sistem pertanian menegak selalunya menggabungkan teknologi canggih seperti pencahayaan LED, hidroponik dan automasi untuk mewujudkan keadaan pertumbuhan yang optimum.

2. Persekitaran Terkawal: Pertanian dalaman menyediakan kawalan sepenuhnya ke atas faktor persekitaran seperti suhu, kelembapan, spektrum cahaya dan paras CO2. Parameter ini boleh dilaraskan dan dioptimumkan dengan tepat untuk memenuhi keperluan khusus tanaman yang berbeza, menghasilkan pertumbuhan yang dipercepatkan, hasil yang lebih tinggi dan kualiti yang konsisten.

3. Pencahayaan LED: Teknologi diod pemancar cahaya (LED) telah merevolusikan pertanian dalaman dengan menawarkan spektrum cahaya yang boleh disesuaikan dan penyelesaian pencahayaan yang cekap tenaga. Lampu LED boleh disesuaikan untuk menyediakan panjang gelombang tertentu yang sesuai untuk setiap peringkat pertumbuhan tumbuhan, meningkatkan fotosintesis dan mengurangkan penggunaan tenaga berbanding sistem pencahayaan tradisional.

Teknologi pertanian dalaman akan terus diperbaiki bagi mengoptimumkan pengeluaran dan kos pertanian.

4. Hidroponik dan Aeroponik: Sistem hidroponik dan aeroponik biasanya digunakan dalam pertanian dalaman moden. Hidroponik melibatkan penanaman tumbuhan dalam larutan air yang kaya dengan nutrien tanpa tanah, manakala aeroponik menggantung akar tumbuhan dalam persekitaran kabus. Kaedah penanaman tanpa tanah ini menawarkan kawalan yang tepat ke atas penghantaran nutrien, penggunaan air, dan membolehkan penyerapan nutrien tumbuhan yang lebih cekap, menghasilkan pertumbuhan yang lebih cepat dan hasil yang lebih tinggi.

5. Automasi dan Robotik: Sistem pertanian dalaman terkini sering menggunakan automasi dan robotik untuk menyelaraskan operasi. Sistem robotik boleh mengendalikan tugas seperti menanam, menuai dan memantau kesihatan tanaman. Sistem kawalan automatik mengawal selia parameter alam sekitar, penghantaran nutrien, dan pengairan, mengurangkan tenaga kerja manusia dan memastikan keadaan optimum untuk pertumbuhan tumbuhan.

6. Pendekatan Dipacu Data: Penternakan dalaman menggabungkan pengumpulan dan analisis data untuk mengoptimumkan pengeluaran tanaman. Sensor dan sistem pemantauan sentiasa menjejaki keadaan persekitaran, kesihatan tumbuhan dan parameter pertumbuhan. Data yang dikumpul dianalisis menggunakan algoritma pembelajaran mesin, membolehkan penanam membuat keputusan berdasarkan data dan memperhalusi amalan penanaman untuk prestasi tanaman dan pengurusan sumber yang lebih baik.

7. Kemampanan dan Kecekapan: Pertanian dalaman bertujuan untuk meminimumkan penggunaan sumber dan kesan alam sekitar. Dengan beroperasi dalam persekitaran terkawal, ladang dalaman boleh mengurangkan penggunaan air, menghapuskan penggunaan racun perosak dan mengoptimumkan kecekapan tenaga. Kedudukan ladang dalaman dengan kawasan bandar juga mengurangkan pengangkutan dan pelepasan karbon yang berkaitan dengan rantaian bekalan makanan jarak jauh.

Belanda merupakan negara yang menggunakan teknologi rumah hijau untuk tujuan pertanian secara meluas.

Ciri-ciri ini secara kolektif menyumbang kepada keupayaan amalan pertanian dalaman terkini untuk menyediakan bekalan hasil segar yang konsisten dan mampan, tanpa mengira faktor luaran. Penyepaduan teknologi canggih, analisis data dan amalan cekap sumber membantu mengoptimumkan pertumbuhan tanaman, memaksimumkan hasil dan menangani cabaran keselamatan makanan dan kelestarian alam sekitar.

Walaupun kemajuan pembangunan teknologi pertanian dalaman semakin canggih, namun ianya masih di peringkat yang masih awal berbanding dengan kaedah pertanian yang telah lama diamalkan oleh manusia sejak ribuan tahun dahulu. Maka dengan itu banyak lagi kemajuan yang akan kita lihat dalam lapangan teknologi pertanian ini di masa hadapan. Ia bermakna banyak perkara yang boleh diperbaiki untuk mengoptimumkan teknologi ini yang merangkumi pelbagai kriteria termasuk pengurusan tenaga, kadar pertumbuhan tanaman, penjimatan sumber air, rekabentuk dan tatacara penanaman, penggunaan sistem automasi dan sebagainya. Maka dengan itu teknologi pertanian dalaman perlu diberikan penekanan penting kerana ia merupakan teknik pertanian di masa hadapan.

Jenis-jenis Kincir Angin Untuk Kegunaan Rumah

Penjanaan angin dan solar dapat menghasilkan tenaga yang lebih untuk rumah.

Masih lagi berkisar mengenai penghasilan tenaga elektrik untuk rumah secara individu. Kali ini kita ingin melihat jenis-jenis penjanaan tenaga elektrik menggunakan kincir angin untuk kegunaan domestik yang boleh didapati. Walaupun seperti yang kita sedia maklum, kincir angin (penjana kuasa angin) biasa berbentuk kipas, namun terdapat banyak bentuk-bentuk lain yang telah diolah oleh pereka-pereka kreatif dengan kelebihan-kelebihan tertentu. Tajuk kali ini adalah lebih menarik kerana kita akan melihat bagaimana bentuk-bentuk penjanaan kuasa menggunakan angin moden begitu berbeza daripada bentuk asalnya.

Sumber kuasa amat penting bagi membolehkan peralatan-peralatan tertentu berfungsi. Antara peralatan paling asas yang memerlukan kuasa elektrik adalah lampu. Ia membolehkan, kita meneruskan aktiviti apabila hari mulai gelap menjelang malam hari. Penggunaan bahanapi tidak lagi sesuai, selain harganya juga adalah lebih mahal pada hari ini. Malah dalam keadaan tertentu, penggunaan cahaya (pelita atau lilin) menggunakan bahanapi boleh mendatangkan bahaya kebakaran serta keracunan (sekiranya tertelan). Dengan kemajuan teknologi, teknik penghasilan tenaga boleh dihasilkan dengan lebih mudah daripada sumber-sumber seperti air, angin, cahaya matahari, bahan kimia (bateri), biogas, ombak dan lain-lain lagi (di sini kita menumpukan untuk penghasilan tenaga berskala kecil).

Tenaga angin berskala kecil jarang digunakan walaupun, penjanaan tenaga angin secara besar-besaran bukanlah satu perkara yang asing lagi. Sehubungan itu, penjanaan kuasa angin perlu dilihat sebagai satu potensi yang sesuai untuk digunakan bagi memenuhi keperluan tenaga bagi mereka yang tinggal jauh dari punca bekalan tenaga elektrik. Selain penjanaan kuasa secara individu (sumber angin sahaja), penjanaan kuasa angin ini boleh digabungkan dengan sistem-sistem penjanaan kuasa lain bagi memastikan sumber kuasa yang berterusan. 

Untuk memahami topik ini dengan lebih lanjut anda boleh merujuk kepada video ini yang menerangkan topik-topik berkaitan dengan kincir angin dengan ih terperinci.

Bentuk-bentuk Kincir Angin 

Bentuk kincir angin amat penting bagi memastikan ianya mampu menghasilkan pusingan yang maksimum dengan jumlah angin yang minima. Bentuk-bentuk kincir angin kini tidak lagi hanya menggunakan reka bentuk klasik dengan paksi mendatar (seperti kincir-kincir angin lama), malah kincir angin paksi menegak lebih banyak digunakan bagi kincir angin kecil, kerana ia berfungsi dengan lebih baik untuk kekuatan angin yang rendah. Walaubagaimanapun, bagi keseluruhan prestasi, kincir angin paksi menegak adalah lebih efektif dalam menukarkan tenaga angin kepada tenaga kenetik (putaran bilah kincir angin). Ini bermakna kincir angin dengan paksi mendatar menerima tolakan angin yang lebih kuat dan memerlukan sokongan tiang yang lebih kuat, kerana tiupan angin yang kuat boleh merosakkan kincir angin paksi mendatar dengan lebih mudah.

1. Kincir Angin Dengan Paksi Mendatar (Horizontal)

Kincir angin mendatar adalah reka bentuk yang paling popular.

Kincir angin dengan paksi mendatar adalah merujuk kepada paksi pusingan yang selari dengan permukaan bumi. Ia adalah bentuk asal rekaan kincir angin sepertimana yang biasa kita lihat semenjak dahulu lagi. Untuk memastikan kincir angin jenis ini boleh berfungsi dengan baik, ia juga memerlukan kincir angin menghadap kepada arah angin bagi membolehkan ia berputar dengan berkesan. Ini memerlukan mekanisma yang memutarkan kincir untuk sentiasa menghadap ke arah yang berlawanan dengan tiupan angin. Selain itu, bahagian ekor juga adalah penting untuk memandu arah kincir ini untuk berada pada arah yang betul.

Kemajuan sistem rekabentuk moden banyak membantu untuk menghasilkan rekaan kincir angin yang lebih baik selain bahan yang juga ringan dan tahan dengan tekanan angin yang kuat. Berbanding kincir-kincir angin mendatar klasik, kini rekaan-rekaan baru adalah jauh lebih baik dengan reka bentuk bilah yang efisyen dan bilangan bilah yang turut memberi kesan kepada prestasi kincir-kincir angin ini.

2. Kincir Angin Dengan Paksi Menegak (Vertical)

Kincir angin menegak dapat berfungsi dengan baik dengan kekuatan angin yang sederhana.

Kincir angin dengan paksi menegak merujuk kepada paksi putaran kipas yang berkedudukan menegak dengan permukaan tanah/bumi. Ia juga dikenali sebagai vertical-axis wind turbine (VAWT). Walaupun dari segi efisyensinya kincir jenis menegak tidaklah sebaik kincir angin mendatar, namun ia mempunyai kelebihan tersendiri. Ia lebih efektif bagi kincir angin bersaiz kecil, dan mampu menghasilkan tenaga elektrik pada kelajuan angin yang lebih rendah.

Terdapat banyak rekaan kincir angin jenis menegak. Malah dengan keupayaan teknologi reka bentuk digital, betuk rekaan ini menjadi semakin meluas menerokai bentuk-bentuk yang sebelum ini sukar untuk dihasilkan. Kincir angin menegak, walaupun tidak digunakan secara komersial, namun ia digunakan semakin meluas kerana faedah-faedahnya yang tidak terdapat pada kincir angin jenis mendatar.

i) Savonius - Mempunyai reka bentuk dengan bilah-bilah yang berbeza dan aci (shaft) yang juga berbeza.

ii) Darrieus - Mempunyai bilah-bilah yang melengkung dan berputar pada paksinya.

iii) Mixed turbine - Mempunyai reka bentuk gabungan daripada kedua-dua jenis rekaan di atas.

iii) Giromill - Mempunyai lelengan mendatar dengan bilah-bilah menegak yang bersambung ke aci (shaft).

Bentuk-bentuk asas kincir angin menegak.

Reka bentuk gabungan Savonius dan Darrieus pada satu kincir.

Banyak lagi pengkelasan bagi kincir-kincir angin yang menghasilkan tenaga elektrik secara komersial. Ini kerana penghasilan tenaga secara komersial perlu mengambil kira banyak faktor dari segi efisyensi, ekonomi, penyelenggaraan, keselamatan, geo politik, alam sekitar dan sebagainya.

Berbalik kepada tujuan kita iaitu melihat potensi penggunaan kincir angin dalam menghasilkan tenaga elektrik di kawasan-kawasan terpencil, faktor yang paling utama adalah menentukan kaedah yang paling mudah bagi kegunaan kecil (untuk sebuah atau beberapa buah rumah sahaja). Maka dengan itu, apa sahaja kaedah yang boleh menghasilkan elektrik dengan kos yang mampu dimiliki merupakan kaedah yang berguna.

Perlu diingatkan penghasillan tenaga menggunakan angin secara komersial adalah jauh berbeza berbanding penghasilan tenaga untuk kegunaan individu. Namun kita perlu sentiasa melihat teknologi-teknologi baru yang berkaitan bagi mendapatkan hasil yang terbaik. Terdapat banyak sumbeer-sumber rujukan yang boleh kita rujuk bagi memahami perkara ini dengan lebih lanjut.

Penghasilan tenaga merupakan satu perkara penting bagi membolehkan peralatan-peralatan penting boleh digunakan di kawasan-kawasan pendalaman. Peralatan-peralatan penting yang boleh membolehkan peralatan komunikasi, atau peralatan keperluan asas untuk berfungsi merupakan satu kepentingan yang perlu dinikmati oleh semua tidak kira di mana kita berada.

Memandangkan teknologi-teknologi lain juga kini boleh dinikmati di kawasan-kawasan pendalaman seperti internet satelit (Starlink dan operator-operator lain), maka keperluan tenaga di kawasan pendalaman juga merupakan keperluan asas yang perlu diusahakan. 

Unit Generator Kuasa Kecil Untuk Keperluan Persendirian

Penjanaan tenaga kecil dapat menjimatkan kos disamping menjaga ekosistem.

Keperluan tenaga elektrik merupakan keperluan penting untuk kehidupan hari ini. Ini kerana peralatan yang digunakan banyak menggunakan tenaga elektrik untuk memastikan ianya dapat berfungsi. Kebergantungan ini menjadi masalah kepada mereka yang tinggal jauh daripada kemudahan sumber tenaga atau kawasan-kawasan yang mempunyai kemudahan sumber tenaga ini - seperti kawasan-kawasan yang berhampiran dengan bandar.

Selain daripada itu, penjanaan tenaga elektrik dan kerja-kerja penyediaan kemudahan tenaga ini memerlukan perbelanjaan yang banyak (sekiranya ingin di salurkan ke kawasan yang jauh di pendalaman). Sehubungan itu, kaedah penjanaan tenaga persendirian adalah merupakan kaedah yang lebih praktikal untuk digunakan. Ia juga boleh disediakan dalam unit yang kecil, untuk keperluan beberapa biji rumah misalnya. Dengan ini, ia bukan sahaja menjimatkan malah dapat mengelakkan sumber alam lain dalam kerja-kerja penyediaan talian sumber kuasa dari bandar.

Walaupun mampu menjana kuasa pada kapasiti tinggi, empangan hidro seperti memberi banyak impak kepada manusia dan alam sekitar. Ia perlu dikaji semula untuk kebaikan jangka panjang.

Perbincangan kita pada kali ini adalah untuk melihat sejauh manakah kita boleh mengelakkan daripada bergantung sumber kuasa yang dihasilkan secara besar-besaran (menggunakan tenaga hidro elektrik, arang batu, nuklear dan sebagainya), yang sememangnya memberikan impak kepada alam sekitar (hanya berbeza dari segi jenis pencemaran atau kerosakan yang diakibatkannya). Melalui penggunaan unit tenaga kecil, kita dapat menikmati sumber kuasa elektrik bagi kawasan yang jauh dari sumber kuasa tanpa mengakibatkan kerosakan yang ketara.

Melalui penjanaan tenaga kecil-kecilan ini, impak-impak lain dapat dikurangkan seperti kerosakan alam sekitar dalam menyediakan talian sumber kuasa ke kawasan pendalaman, pengendalian sumber secara lokal - tidak menyebabkan putus bekalan di kawasan lain, sekiranya satu janakuasa kecil bermasalah. Kemudahan pengurusan, kerana sistem yang kecil lebih mudah untuk dikendalikan. Kos yang lebih murah, kerana ia hanya memerlukan kos pembinaan dan kos penyelenggaraan, tidak memerlukan bayaran bulanan yang tinggi.

Kaedah Penjanaan Hidro Kecil

Penjanaan hydro lebih stabil selagi terdapatnya bekalan air.

Penjanaan hidro kecil boleh dilakukan di kawasan dengan sumber air yang berterusan seperti punca sungai kecil. Selain daripada punca air tersebut digunakan untuk penjanaan tenaga, ia juga boleh digunakan untuk pengairan sawah atau tanaman juga sebagai bekalan air biasa. Apa yang penting penjanaan tenaga hidro kecil tidak memerlukan pemindahan haiwan dan penduduk atau kerosakan kepada ekosistem semulajadi. Malah dalam membina sistem tadahan kecil (sekiranya perlu) mungkin membolehkan takungan untuk pembiakan hidupan akuatik serta sumber air berterusan untuk keperluan flora dan fauna di persekitaran kawasan penjanaan. Ini seperti juga kolam-kolam kecil yang dibina oleh memerang (beaver) yang juga memberikan banyak impak positif kepada ekosistem.

Penjanaan tenaga kaedah ini bukan sahaja memanfaatkan sumber sedia ada. Ia juga meningkatkan semula kesedaran mengenai penjagaan sumber alam bagi memastikan punca air terpelihara. Pembukaan hutan dan pembakaran terbuka boleh menyebabkan terganggunya sumber mata air. Begitu juga dengan pembuangan sampah ke dalam sungai yang boleh menyebabkan pencemaran sumber air minuman. 

Terdapat banyak contoh projek penjanaan tenaga kecil hidro yang dibangunkan di seluruh dunia oleh syarikat-syarikat kecil mahupun individu. Apa yang berbeza adalah dari segi pembangunan peralatan yang lebih efisyen bagi peralatan yang dihasilkan oleh syarikat-syarikat yang dapat menjalankan pembangunan yang terperinci. Namun begitu, potensi penjanaan tenaga seperti ini perlu diberikan penekanan terutamanya bagi pembangunan kawasan-kawasan yang jauh daripada bekalan sumber elektrik bagi memastikan kawasan-kawasan ini juga dapat menikmati pembangunan teknologi, terutamanya bagi tujuan pendidikan.

Tiada rekaan khusus bagi menghasilkan kaedah penjanaan hydro. Rekaan adalah mengikut kesesuaian punca air dan persekitaran.

Antara syarikat yang terkenal dengan pembangunan pembinaan hidro kecil ini adalah Turbulent dari Belgium. Syarikat yang membangunkan sistem hidro ini bukan sahaja terkenal di negara asalnya malah, turut membangunkan sistem ini di seluruh dunia, di mana kepakarannya diperlukan. Untuk mengenali lebih dekat mengenai Turbulent, anda bolehlah mengikuti pautan lawan syarikatnya di sini.

Namun begitu terdapat juga sistem-sistem hidro kecil yang dibina secara persendirian, dan ianya juga dapat berfungsi dalam membekalkan kuasa dengan baik. Antaranya adalah seperti sistem yang dibina oleh pereka seperti yang ditunjukkan di dalam video ini. Dengan kemudahan teknologi hari ini, sistem-sistem seperti ini lebih mudah dibangunkan. Ia juga boleh dipadankan dengan sumber-sumber kuasa lain seperti solar dan bateri. Anda juga mungkin berminat untuk mengikuti sitem yang diabangunkan oleh Jonesville dari Wisconsin, US di sini.

Penjanaan Menggunakan Sumber Angin

Penjanaan kuasa angin persendirian boleh dipasang berhampiran rumah.

Walaupun sistem penjanaan sumber angin kecil jarang dibangunkan dengan berjaya. Ia tidak bermakna sistem ini tidak boleh digunakan. Apa yang berbeza adalah kaedah bagaimana ianya dikendalikan. Bagi sistem yang tidak dapat membekalkan tenaga yang sekata kaedah penyimpanan kuasa boleh digunakan sebelum ianya diagihkan semula sebelum digunakan. Ini bermakna, tenaga yang dihasilkan perlu dikumpulkan terlebih dahulu, sebelum digunakan untuk kegunaan.

Penjanaan tenaga angin secara kecil-kecilan tidak mendatangkan impak yang tinggi kepada persekitaran seperti kecederaan kepada burung-burung, kesan bunyi kipas yang boleh mengganggu atau penyediaan kawasan yang memerlukan pembersihan tumbuh-tumbuhan asal di kawasan tersebut. 

Kini lebih banyak penjanaan kuasa angin kecil yang dibina untuk kegunaan persendirian. Sistem penjanaan kuasa angin ini, kini boleh dibeli dengan lebih mudah. Antara contoh yang paling mudah boleh dilihat melalui video di pautan ini. Seperti juga penghasilan tenaga solar, penghasilan tenaga angin menjadi lebih efektif dengan penggunaan magnet yang lebih baik iaitu neodymium. Penggunaan magnet ini meningkatkan kadar penghasilan tenaga elektrik bagi tenaga angin yang digunakan.

Rekaan unik PowerPods meningkatkan kuasa yang dihasilkan.

Selain itu terdapat juga penjana angin yang dihasilkan dengan reka bentuk baru bagi meningkatkan lagi efisyensi selain ciri-ciri keselamatan dan mudah digunakan. Ini bermakna, banyak lagi ruang untuk diperbaiki bagi menjadikan teknologi penghasilan tenaga menggunakan angin untuk kegunaan persendirian bagi memenuhi keperluan pengguna. Antara rekaan unik penjana kuasa angin ini adalah seperti yang dihasilkan oleh Halcium Energy dari Salt Lake City, Utah dengan rekaan yang dikenali sebagai PowerPods. Ia merupakan datu lagi rekaan yang digunakan di serata dunia termasuk di Eropah dan Asia.

Kini, kincir-kincir angin moden juga tidak lagi terhad kepada penjana berbentuk kipas malah ia memanfaatkan pelbagai bentuk termasuk menegak, mendatar, berbentuk skru, helix dan sebagainya. Dengan kemajuan sistem komputer, AI (Artificial Intelligence), kejuruteraan bahan dan teknik pencetakan 3D, pembangunan teknologi-teknologi seperti ini dapat berkembang dengan lebih pantas. Maka dengan itu jurang pembangunan antara kawasan bandar dan luar bandar dapat dikurangkan.

Penggunaan Tenaga Solar

Penghasilan elektrik menggunakan kuasa solar merupakan kaedah paling mudah pada masa ini.

Penjanaan tenaga solar adalah lebih efisien berbanding beberapa dekat lalu. Ini menjadikan penjanaan tenaga solar juga adalah merupakan kaedah yang sesuai untuk dimanfaatkan untuk penjanaan tenaga secara kecil-kecilan. Penggunaan kaedah ini adalah sesuai bagi kawasan-kawasan yang memperoleh sumber tenaga cahaya matahari yang banyak untuk sepanjang tahun. 

Seperti juga tenaga yang dihasilkan oleh angin, tenaga solar mungkin memerlukan kaedah penyimpanan tenaga sebelum ianya boleh digunakan bagi menghasilkan tenaga yang lebih stabil. Namun sistem ini adalah kaedah yang biasa digunakan untuk sistem tenaga solar yang dibangunkan.

Penggunaan solar amat berkesan di kawasan yang menerima jumlah cahaya matahari yang banyak sepanjang tahun. Ia juga digunakan di mana kawasan yang tidak mempunyai sumber air yang mengalir untuk pembinaan janakuasa hidro kecil seperti di atas. Pembinaan sistem tenaga solar adalah lebih mudah, namun ia memerlukan sel-sel suria yang dihasilkan secara industri. Manakala untuk penghasilan tenaga yang efisyen juga, penggunaan sel solar dengan efisyensi yang tinggi juga perlu digunakan.

Penghasilan tenaga menggunakan sel suria ini digunakan lebih meluas hari ini. Daripada yang bersaiz mini, sehinggalah untuk keperluan bagi seluruh isi rumah. Ini menjadikan penggunaan tenaga di kawasan pendalam lebih mudah untuk dihasilkan. Faktor yang menentukan ianya boleh digunakan hanyalah jenis dan kos yang diperlukan. Modul-modul tenaga solar kecil lebih mudah untuk didapati hari ini. Bagi kegunaan yang lebih efisyen pastikan modul tenaga solar yang digunakan sesuai untuk kegunaan jangka panjang. Anda perlu meneliti spesifikasi peralatan ini dengan lebih terperinci atau dapatkan nasihat mereka yang lebih arif mengenai penjanaan tenaga solar ini.

Sistem Bekalan Kuasa Mudah Alih

Sistem penjanaan kuasa mudah alih memudahkan pelbagai aktiviti luar dijalankan.

Sistem bekalan kuasa mudah alih ini juga adakalanya amat membantu, terutamanya bagi mereka yang memerlukan bekalan kuasa untuk lokasi-lokasi berbeza seperti peniaga, aktiviti perkelahan atau aktivi luar yang lain yang memerlukan sumber kuasa semasa berada jauh di kawasan pendalaman.

Dengan adanya sumber kuasa, peralatan-peralatan elektronik dan komunikasi dapat digunakan. Ini membolehkan banyak perkara dilakukan, di mana pada suatu masa dahulu agak sukar ataupun mustahil untuk dilakukan. Kemudahan-kemudahan seperti ini juga banyak membantu para penyelidik, petani, peniaga, pengembara dan juga orang persendirian dalam memperoleh manfaat daripada teknologi ini. Apa yang penting adalah, penggunaan teknologi yang turut memberi impak kepada alam yang minima. Ini kerana penggunaan teknologi tidak semestinya mengorbankan apa yang lebih penting, iaitu kehidupan itu sendiri.

Sistem bekalan kuasa mudah alih in juga boleh didapati dengan mudah pada hari ini. Apa yang penting adalah memastikan keperluan anda, iaitu sejauh manakah bekalan kuasa yang diperlukan. Bagi pengembara ke kawasan pendalaman contohnya, anda mungkin tidak mampu untuk membawa unit kuasa yang terlalu besar, namun cukup untuk membekalkan kuasa untuk peralatan-peralatan penting serta mengecas peralatan, komunikasi dan kecemasan.

Buruk dan Baik Penjanaan Persendirian

Peralatan penjanaan kecil seperti ini semakin mudah untuk didapati. Apa yang penting adalah mengenalpasti keperluan sebenar sebelum anda membelinya. 

Walaupun ianya praktikal namun pembangunan dan penyelengaraan penjana ini memerlukan kemahiran yang mungkin tidak dimiliki oleh semua orang. Bukanlah bermakna ianya mustahil, seperti juga pengenalan teknologi-teknologi lain, ianya memakan masa untuk pengguna menyesuaikan diri sebelum dapat menggunakannya dengan baik.

Terdapat banyak modul-modul untuk penjanaan tenaga kecil ini di pasaran. Penggunaannya adalah penting bagi membolehkan mereka yang tinggal di kawasan pendalaman atau yang jauh dari sumber kuasa masih boleh mendapat kemudahan penggunaan sumber tenaga, bagi memanfaatkan kemudahan teknologi - seperti penggunaan mesin, atau teknologi untuk tujuan komunikasi. Ini menjadikan kawasan yang jauh di pendalaman lebih selesa untuk didiami tanpa memutuskan hubungan dengan dunia moden. Ia juga memudahkan kawasan di pendalam untuk memberikan sumbangan lebih banyak kepada masyarakat luar.

Sudah tiba masanya untuk kita memanfaatkan teknologi bagi mengelakkan kerosakan alam sekitar yang serius. Sebagai pengguna yang bertanggungjawab, perkara ini perlulah diberikan perhatian sama juga dengan kemudahan yang ingin digunakan. Manakala, perkara ini tidak akan menjadi kenyataan selagi kita tidak memulakan nya.

Teknik Peyimpanan Makanan Melalui "Freeze Drying"

Makanan yang telah dikeringkan mudah disimpan.

 

Topik mengenai makanan merupakan antara topik yang sentiasa mendapat perhatian daripada artikel-artikel kami. Ini kerana, ia merupakan faktor penting di dalam kehidupan. Tiada hidupan yang akan menghuni sesuatu kawasan yang tidak mampu membekalkan nya sumber makanan untuk meneruskan kehidupan. Berbeza dengan manusia, kita merancang dan mencipta kaedah yang mampu menjamin sumber makanan sentiasa terjamin.
 
Antara teknik-teknik penyimpanan makanan, teknik yang dikenali sebagai “freeze-drying”, merupakan antara kaedah termoden yang kian popular. Ia juga adalah jauh lebih baik dari segi mengekalkan rasa, zat pemakanan, tempoh penyimpanan, keboleh harapan, teknik yang mudah, kos efektif dan beberapa lagi kebaikan mengikut keadaan. Sekiranya sebelum ini kita membincangkan mengenai teknik pengeringan biasa, maka teknik ini merupakan satu lagi kaedah pengeringan yang sedikit berbeza (memerlukan kos yang lebih tinggi daripada pengeringan biasa).
 
Sejarah Teknik
 
Walaupun teknik yang sempurna kaedah ‘freeze-drying’ hanya popular pada pertengahan 1900, teknik ini secara kasar digunakan oleh puak Inca dalam mengeringkan kentang pada abad ke-13. Proses yang melalui beberapa peringkat dengan mendedahkan kentang-kentang kepada suhu sejuk beku di puncak Andes pada waktu malam dan pengeringan air melalui pendedahan kepada cahaya matahari pada waktu siang. Kaedah ini digunakan untuk menghasilkan chuño, iaitu kentang kering yang boleh disimpan untuk tempoh yang lama sehingga puluhan tahun. Ia turut popular di kalangan orang-orang Quechua dan Aymara yang mendiami Bolivia dan Peru.

 
Penggunaan kaedah moden bermula sejak 1890 oleh Richard Altmann, yang mereka kaedah untuk melakukan teknik ‘freeze-dry’ ke atas tisu (tumbuhan atau haiwan). Kaedah ini tidak diketahui ramai sehingga tahun 1930-an. Kaedah ‘freeze drying’ dipatentkan oleh Tival pada 1027 dan Elser pada 1934 dengan system menggunakan kondensor yang diperbaiki.
 
Penggunaan kaedah ini menjadi sangat penting semasa peperangan dunia kedua dalam memastikan bekalan plasma darah dan penicillin dapat dihantar kepada askar-askar yang cedera di lapangan. Menjelang 1950-an - 1960-an kaedah ini mula diterima sebagai kaedah pelbagai guna untuk tujuan Farmaseutikal dan pemprosesan makanan.
 
Penggunaan Awal
 
Teknik ‘freeze drying’, merupakan teknik yang agak mahal lebih-lebih lagi pada peringkat permulaan ianya mula diperkenalkan. Ia hanya digunakan oleh setengah badan seperti NASA dan tentera dalam menyediakan makanan untuk para angkasawan dan juga askar yang perlu bertugas di lapangan. Teknik ini terus diperbaiki bagi meningkatkan mutu keselamatan makanan disamping memastikan ianya lebih menyelerakan apabila dimakan. Sebelum teknik ini digunakan, makanan yang digunakan untuk para tentera mudah rosak dan mempunyai nutrient yang rendah berbanding makanan yang segar.

Ais krim adalah antara makanan yang boleh dikeringkan menggunakan teknik 'free drying'.

 
Freeze Drying di Rumah
 
Hari ini teknik ini boleh dilakukan di rumah dengan mesin yang sesuai. Walaubagaimanapun, kos mesin untuk ‘freeze drying’ masih lagi jauh lebih mahal berbanding mesin untuk proses ‘dehydration’ (pengeringan). Sebelum anda membelanjakan sejumlah wang yang besar untuk melabur bagi membeli mesin ini, anda perlulah membuat perangkaan yang tepat mengenai penggunaan nya. Walaupun teknik ini amat baik dan mempunyai kebaikan, namun bagi penggunaan yang kecil ia mungkin hanya akan menjadi satu pembaziran.

 
Bagaimana Teknik Ini Bekerja
 
Dalam teknik ‘freeze drying’, makanan akan dibekukan dibawah suhu 0℃. Apabila makanan telah dibekukan, ruang penyejukan akan divakumkan dan ini menyebabkan air yang beku bertukar menjadi wap dan turut dikeluarkan dari ruangan penyejukan. Proses ini menyebabkan makanan menjadi kering, namun mengekalkan bentuk dan lain-lain elemen yang terdapat di dalam makanan yang dibekukan. Hasilnya makanan yang dikeringkan tidak mengecut atau bertukar warna terlalu jauh berbeza seperti mana asalnya sebelum ia dikeringkan.
 
Proses pengeringan melalui teknik ini mengambil masa yang lebih lama berbanding teknik pengeringan biasa. Namun ia bergantung kepada kecekapan mesin yang digunakan. Ia mungkin akan diperbaiki pada masa-masa akan datang, memandangkan teknik ini masih lagi baru diperkenalkan kepada penguna-pengguna domestik.

Proses memasukkan makanan ke dalam mesin pengering.

Mesin kecil yang sesuai untuk kegunaan domestik dan industri kecil.

 
Hasil pengeringan melalui teknik ini boleh disimpan dengan mudah, iaitu samada di dalam plastik ataupun balang-balang penyimpanan makanan. Bagi memanjangkan lagi tempoh penyimpanan, anda boleh meletakkan penyerap oksigen di dalam bekas penyimpanan bagi memastikan pertumbuhan mikroorganisma dapat dielakkan (namun bakteria-bakteria anaerobik masih boleh berkembang). Selain itu, penyimpanan juga perlu disimpan dalam keadaan suhu yang tidak terlalu panas dan tidak terdedah kepada cahaya. Penyimpanan yang baik boleh mengekalkan makanan untuk terus disimpan bertahun-tahun lamanya.
 
Adakah Teknik Ini Lebih Baik
 
Dari segi kualiti makanan yang dikeringkan ianya adalah lebih baik berbanding dengan teknik-teknik lain sedia ada. Namun begitu teknik ini adalah jauh lebih mahal berbanding teknik-teknik pengawetan makanan yang lain. Ia mungkin berguna apabila adanya keperluan yang sememangnya tidak dapat disediakan dengan teknik-teknik yang lain, seperti mengekalkan fizikal makanan untuk tempoh yang lama. Bagi kebanyakan kita yang hanya melakukan penyimpanan stok makanan untuk beberapa hari ke bulan sahaja, maka teknik-teknik lain masih lagi sesuai digunakan, selagi ia diuruskan dengan baik - seperti memastikan bahan-bahan dikeringkan digunakan sebelum tempoh ia menjadi rosak (mengamalkan FIFO - first on, first out).

 

Mesin bagi teknik ini adalah lebih besar dan mempunyai komponen-komponen yang lebih kompleks (walaupun ia masih lagi di kira ringkas bagi mereka yang berpengalaman mengenai komponen-komponen ini). Kerosakan pada mesin ini mungkin memerlukan tempoh yang agak lama untuk diperbaiki, terutamanya bagi mereka yang perlu mengimport mesin ini dari luar negara. Adalah lebih baik sekiranya faktor ini diberikan perhatian sekiranya penggunaan mesin ini menjadi kepentingan harian (penggunaan yang kerap).

Mesin 'freeze drying', untuk kegunaan industri bersaiz jauh lebih besar.

 
Apa pun kaedah ini merupakan satu kelebihan penting kepada teknik pemprosesan makanan. Adalah diharap ia akan terus dimajukan dan mesin-mesin yang lebih ringkas dan murah dapat dihasilkan pada masa-masa akan datang. Bagi yang mempunyai sebarang input mengenai teknik ini bolehlah berkongsi pengalaman dan pengetahuan anda untuk kebaikan bersama.