tugas plh

Bab I
Pengertian Energi

Energi adalah suatu besaran turunan dengan satuan N.m atau Joule. Energi dan kerja mempunyai satuan yang sama. Energi didefinikan sebagai tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu, yang secara umum didefinisikan sebagai kemampuan melakukan suatu pekerjaan. Sedangkan kerja bisa didefinisikan sebagai usaha untuk memindahkan benda sejauh S (m) dengan gaya F (Newton).
A. Bentuk Energi

Energi terdapat dalam berbagai bentuk, pada pemabahasan ini disajikan bentuk energi yaitu energi mekanis, thermis, kinetik, potensial, matahari, dan kimia.
1. Energi mekanis

adalah energi total yaitu penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potesial. Secara matematis ditunjukkan dalam persamaan Em = Ek + Ep. Adapun energi atau kerja mekanik pada mesin mesin panas, adalah kerja yang dihasilkan dari proses ekspansi atau kerja yang dibutuhkan proses kompresi. Kerja mekanik (dW) tersebut sebanding dengan perubahan volume (dV) pada tekanan (p) tertentu dan ditunjukkan oleh persamaan ∆W = p.∆V. sebagai contoh energi ini secara sederhana adalah pergerakan piston, putaran poros enkol, dan lain lain.
Gambar 1 : Kerja pada piston

Energi mekanik pada benda-benda yang berputar misalnya poros mesin mesin fluida ( turbin, pompa ,atau kompresor) adalah dinamakanTorsi yaitu energi yang dibutuhkan atau dihasilkan benda untuk berputar dengan gaya sentrifugal F dimana energi tersebut pada r tertentu dari pusat putaran dan ditunjukkan oleh persamaan T = F.r. Bab I
Pengertian Energi

2. Energi thermal

Energi termal merupakan bentuk energi dasar dimana semua energi dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi Panas. Energi tersimpan dapat berupa kalor” laten’ atau kalor “sensibel’ yang berupa entalpi.
3. Energi kinetik

energi suatu benda karena bergerak dengan kecepatan V, sebagai contoh ,
mobil yang bergerak, benda jatuh dan lain-lain yang ditunjukkan oleh
persamaan Ek = ½ mV2
4.Energi Potensial

adalah energi yang tersimpan pada benda karena kedudukannya. Sebagai contoh, energi potensial air adalah energi yang yang dimiliki air karena ketinggihannya dari permukaan, yang ditunjukkan oleh persamaan Ep = mgh. Sedang untuk energi potesial pegas adalah energi yang dimiliki oleh benda yang dihubungkan dengan pegas untuk berada pada kedudukan tertentu karena penarikan pegas, ditunjukkan oleh persamaan Ep = ½ KX2.
5.Energi Matahari

adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Matahari pada dasanya merupakan satu buah reaktor fusi raksasa yang mengkonversikan bagian dari massa hidrogen menjadi energi panas dan radiasi. Hal ini dinyakan dengan persamaan E = mc2. Dimana m merupakan massa yang dikonversikan (kg) dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa (3 x 108 m/s), sedangkan E merupakan energi yang dibebaskan.
6.Energi Kimia

Energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron dimana dua atau lebih atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Merupakan bentuk energi yang tersimpan. Dalam energi kimia terdapat reaksi eksothermis dan reaksi endothermis. Reaksi eksotermis adalah jika energi dilepas dalam suatu reaksi, biasa juga disebut reaksi pembakaran yang melibatkan oksidasi dari bahan bakar fosil. Sedangkan reaksi endotermis adalah bila dalam reaksi kimia energinya terserap.
B. Sifat Energi
1.Transformasi energi, energi bisa diubah dalam bentuk lain. Sebagai
conohnya energi panas pembakaran menjadi energi mekanik mesin.

2.Transfer energi, energi panas dari suatu material atau tempat dapat di transferkan ke tempat atau metrial lain. Sebgai contoh pemanasan air pada panci, dengan energi panas yang berasal di api ditransferkan melalui material panci sehingga memanaskan air dan setelah melalui titik didih air, maka air akan menguap.

3.Energi dapat dipindahkan, dari benda lain oleh suatu gaya yang menyebabkan pergeseran. Dalam hal ini sering disebut dengan energi mekanik.
4.Energi adalah kekal, energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.

Referensi
[1] Basyirun, Winarno, Karnowo, 2008, Mesin Konversi Energi, Universitas Negeri
Semarang
[2] Pujanarsa, A., Nursuhud, D.,2006, Mesin Konversi Energi, Andi, Yogjakarta



Pembangkit Listrik Tenaga Surya: Memecah Kebuntuan Kebutuhan Energi Nasional dan Dampak Pencemaran Lingkungan
Kata Kunci: batubara, energi, energi alternatif, energi matahari, karbondioksida, listrik, minyak bumi
Ditulis oleh Teguh Priyambodo pada 12-10-2007

Beberapa tahun belakangan ini Perusahaan Listrik Negara (PLN) kita gencar mensosialisasikan program hemat listrik dari pukul 17.00 hingga 22.00. Alasan PLN melakukan ini adalah untuk efisiensi energi terutama dalam menghadapi beban puncak pada jam tersebut. Oleh karena itu masalah peningkatan konsumsi energi nasional ini harus segera dipecahkan. Perlu kita pahami, kebutuhan energi global dalam 30 tahun ke depan akan meningkat dua kali lipat per tahunnya. Pada 40 tahun mendatang, kebutuhan meningkat lagi menjadi tiga kali lipat atau setara dengan energi 20 miliar ton minyak bumi. Memang selama ini menurut Energy Information Administration (EIA) memperkirakan pemakaian energi hingga tahun 2025 masih didominasi bahan bakar fosil, yakni minyak bumi, gas alam, dan batubara. Permasalahannya yaitu menurut data Departemen ESDM juga menyebutkan, cadangan minyak bumi di Indonesia hanya cukup untuk 18 tahun kedepan, sedangkan gas bumi masih bisa mencukupi hingga 61 tahun lagi. Kemudian cadangan batubara diperkirakan habis dalam waktu 147 tahun lagi.

Energi alternatif

Salah satu langkah konkrit PLN yang akan diwujudkan hingga tahun 2009 adalah dengan membangun proyek PLTU 10.000 MW. Mungkin beberapa alasan memilih solusi ini karena selama ini kebutuhan listrik Negara 30 % disumbang oleh PLTU Suralaya yang berbahan baku batubara dan seperti yang dikemukakan diatas bahwa cadangan batubara nasional cukup tinggi. Permasalahannya adalah sumber utama penghasil emisi karbondioksida secara global, yaitu pembangkit listrik bertenaga batubara. Pembangkit listrik ini membuang energi dua kali lipat dari energi yang dihasilkan. Semisal, energi yang digunakan 100 unit, sementara energi yang dihasilkan 35 unit. Maka, energi yang terbuang adalah 65 unit! Setiap 1000 megawatt yang dihasilkan dari pembangkit listrik bertenaga batubara akan mengemisikan 5,6 juta ton karbondioksida per tahun yang merupakan salah satu gas rumah kaca penyebab global warming.

Selanjutnya apabila kita menggunakan bahan bakar gas, memang relatif murah dan ramah lingkungan. Namun cadangan gas bumi kita terbatas. Belum lagi persaingan dengan konsumsi publik karena PT. Pertamina saat ini melakukan program konversi minyak tanah ke bahan bakar gas. Jelas hal ini merupakan dua hal yang kompetitif.

Selain itu ada juga pemanfaatan energi panas bumi bisa menjadi alternatif yang murah dan ramah lingkungan. Tetapi pemanfaatan energi panas bumi tidak bisa maksimal karena persediaannya sangat terbatas dan teknologi untuk mengelolanya dianggap mahal. Bagaimana dengan energi tenaga air? Energi ini termasuk yang paling murah untuk dimanfaatkan. Namun, kendala yang kerap terjadi adalah ketika musim kemarau tiba. Sumber-sumber air yang digunakan sebagai pembangkit seringkali menyurut dan jauh berkurang sehingga tidak dapat beroperasi secara optimal.

Selanjutnya bagaimana dengan teknologi nuklir? Mungkin secara teknologi bangsa kita sudah bisa mampu. Namun sejarah mengenai kasus teknologi ini di Uni Soviet maupun tragedi Hiroshima dan Nagasaki menjadi trauma bagi dunia pada umumnya. Tentunya permasalahannya adalah waktu sosialisasi yang cukup lama terhadap penanganan resiko dari teknologi ini.

Sebagai salah satu solusi masalah energi diatas yaitu energi matahari atau tenaga surya. Energi matahari yang dipancarkan ke planet bumi adalah 15.000 kali lebih besar dibandingkan dengan penggunaan energi global dan 100 kali lebih besar dibandingkan dengan cadangan batubara, gas, dan minyak bumi. Permasalahan energi matahari ini mungkin sedikit banyak mirip dengan energi nuklir. Sebenarnya secara teknologi bangsa Indonesia sudah mampu mengelolanya. Bahkan teknologi mutakhir telah mampu mengubah 10-20 % pancaran sinar matahari menjadi tenaga surya. Secara teoritis untuk mencukupi kebutuhan energi global, penempatan peralatan tersebut hanya memerlukan kurang dari satu persen permukaan bumi, bukankah suatu hal yang efisien!

Namun sebagai negara yang terletak di garis khatulistiwa bumi sehingga memiliki energi sinar matahari berlimpah tidak dapat memanfaatkannya secara baik. Pemanfaatan energi matahari selama ini baru digunakan sebagai pemanas air di rumah-rumah mewah maupun hotel, itupun masih produk impor. Padahal, di negara-negara Eropa utara yang relatif miskin sinar matahari, justru banyak memanfaatkan energi matahari sebagai energi terbaharukan, ramah lingkungan, dan murah. Bagaimana dengan bangsa Indonesia?

Pertimbangan Ekonomi

Mungkin kita pernah kaget karena harga minyak bumi yang terus melambung sempat menembus angkan US$ 76 per barel sehingga menyebabkan pembengkakan anggaran dan menekan nilai tukar rupiah. Oleh karena itu pemanfaatan energi matahari merupakan solusi yang ekonomis. Jika ada pendapat bahwa pemanfaatan energi matahari memerlukan biaya tinggi, itu merupakan pendapat yang perlu dipertanyakan. Perlu diakui bahwa untuk investasi awal cukup mahal. Namun dalam biaya operasionalnya terbilang murah ketimbang pemanfaatan energi gas bumi maupun batubara. Justru kita mendapatkan bahan bakunya secara gratis!

Negara kita setiap tahunnya menadapat energi matahari sebesar 2.500 kW per jam-nya (sumber lainnya mengatakan bumi secara tak henti disinari energi sebesar 17 triliun kW). Jelas ini merupakan potensi. Mengutip tulisan dari Ivan A. Hadar dari Infid, energi matahari dapat dimanfaatkan secara solar thermal dan photogalvanic. Pada prinsipnya solar thermal yaitu sinar matahari diperkuat cermin yang mengalihkan ke alat penyerap berisi cairan. Cairan ini kemudian memanas dan menghasilkan uap yang membangkitkan generator turbo pembangkit tenaga listrik. Di California, AS, alat ini telah mampu menghasilkan listrik sebesar 354 MW. Dengan memproduksinya secara massal, harga satuan energi matahari ini di AS, hanya sekitar Rp 100.000 per kW per jam-nya. Hal ini tentu lebih murah ketimbang energi nuklir dan sama dengan energi dari pembangkit listrik berbahan baku fosil.

Sedangkan pembangkit listrik photogalvanic, pengunaannya menggunakan sel-sel photogalvanic. Sebagai akibat sengatan sinar matahari, sel-sel tersebut melepaskan elektron yang dipaksa berputar dengan dampak terjadinya aliran listrik. Sel-sel tersebut dikemas dan dijual dalam bentuk modul dan dapat digunakan pada teknologi tegangan tinggi. Memang untuk saat ini modulnya terbilang cukup mahal. Namun perkembangan kedepannya diperkirakan harga akan menurun. Sebab salah satu pasarnya adalah mobil tenaga listrik yang diramalkan akan menjadi mobil masa depan.

Lalu apa solusinya?

Berdasarkan uraian diatas, hendaknya pemerintah lebih proaktif untuk mencari sumber energi baru dan terbaharukan. Ada beberapa langkah yang dapat menjadi bahan pemikiran kita bersama. Pertama, diversifikasi penelitian dan pengembangan energi matahari. Dana untuk penelitian dan pengembangan energi alternatif perlu ditingkatkan tiap tahunnya. Kedua, dengan perkembangan teknologi, khususnya biaya produksi energi surya dapat bersaing dengan energi fosil. Ketiga, kemauan politik dari semua pihak harus tinggi. Sehingga apabila dilakukan produksi energi matahari secara masal, maka sumber energi ini tereksplorasi sebagai energi utama di masa depan.

Yang pasti, kedepannya kita tidak akan meninggalkan krisis energi bagi anak cucu bangsa Indonesia. Justru mewariskan teknolgi masa depan yang mutakhir. Teknologi yang murah, ramah lingkungan dan efisien.


Solusi Energi Masa Depan: Energi Angin (1)

news_682Netsains.com – Saat ini negara – negara maju di Asia, Eropa dan Amerika utara sudah mulai merancang dan mengembangkan pembangkit listrik alternatif. Kebijakan ini dilakukan dalam rangka mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil (minyak, gas dan batubara) serta untuk mengurasi emisi dan pencemaran yang dapat mengurangi kualitas lingkungan. Energi angin, surya dan panas bumi makin intensif digunakan untuk menjawab kebutuhan energi masa depan. Untuk tulisan kali ini, penulis akan mulai membahas dengan energi angin.

Pembangkit listrik tenaga angin (turbin angin) mengkonversi energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Turbin yang digerakkan oleh angin dapat berbentuk horizontal ataupun vertikal, tetapi yang umum digunakan adalah yang berbentuk horizontal. Angin memutar turbin sehingga rotor pada generator dibagian belakang turbin angin berputar dan menimbulkan elektromagnet. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.

Amerika Serikat, Jerman, Spanyol, Inggris, Belanda, India, dan belakangan China merupakan daftar negara yang sudah dikenal dalam penggunaan energi angin. Jerman menargetkan peningkatan penggunaan trubin angin dari 5% (2000) menjadi sekitar 25% (10% di daratan dan 15% di laut) pada tahun 2030. Lebih intensifnya pembangunan pembangkit listrik di daerah lepas pantai (offshore) disebabkan oleh rendahnya akibat sosial yang ditimbulkan serta kekuatan angin yang lebih besar. Beberapa pembangkit listrik besar dunia berada di daerah offshore, seperti pantai timur Amerika Serikat, Laut Baltik dan Laut Atlantik. Pembangkit listrik tenaga angin diharapkan akan menghasilkan listrik sebesar20.000 – 25.000 MW. Sebuah turbin angin sendiri dapat membangkitkan listrik sebesar 2 MW.

Walaupun demikian, sebuah studi yang dilakukan oleh Greenpeace (2000) menunjukkan bahwa pembangkit listrik tenaga angin mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan sekitar. Studi kasus yang dilakukan pada turbin angin di Laut Utara (North Sea) menunjukkan bahwa konstruksi yang ada menyebabkan kematian burung yang bermigrasi pada musim dingin karena menabrak trubin. Konstruksi juga mengganggu jalur niaga kapal dagang dan nelayan. Hal ini kemudian disiasati dengan menyesuaikan konstruksi serta lokasi instalasi turbin angin serta menurunkan ketinggiannya.

Untuk pembangkit listrik yang dipasang di daratan, gangguan yang paling terasa adalah suara bising yang ditimbulkan. Masyarakat yang tinggal di dekat bangunan tersebut sangat merasakan gangguan yang disebabkan oleh kerja mekanik turbin angin. Perencanaan tata ruang yang matang pun sangat dibutuhkan bagi penyesuaian penggunaan lahan untuk konstruksi pembangkit listrik.

Penyesuaian teknis pembangkit listrik tenaga angin sudah dikembangkan oleh negara – negara tersebut di atas untuk menghasilkan energi secara maksimal dan ramah lingkungan. Selain menjadi energi alternatif, penggunaannya juga memperkuat ekonomi lokal dan mudah dalam penerapannya karena tidak mengimpor/tergantung pada bahan mentah serta menciptakan lapangan kerja baru.

Bagaimana dengan Indonesia?

Kecepatan angin yang rendah menyebabkan turbin angin membutuhkan menara yang tinggi untuk menghasilkan energi yang besar. Akibatnya, industri ini tidak begitu berkembang karena kalah bersaing secara ekonomi dengan energi fosil. Pengalaman negara – negara tersebut di atas yang membutuhkan waktu sekitar 30 tahun untuk mematangkan penggunaan pembangkit listrik dari segi teknis, lingkungan, sosial dan ekonomi perlu menjadi bahan pemikiran. Pemetaan detail daerah yang memiliki potensi energi angin perlu dilakukan dengan segera. Beberapa daerah yang memiliki potensi seperti Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi Selatan, dan Pantai Selatan Jawa dapat dijadikan pilot project untuk mematangkan konstruksi yang paling sesuai untuk kondisi di Indonesia. Semoga kita belum terlambat untuk bergerak untuk menjawab kebutuhan energi masa depan.

Referensi:

Greenpeace, 2000, North Sea Offshore Wind – A Powerhouse for Europe, Technical Possibilities and Ecological Considerations Study, Greenpeace

BSH, 2007. Standard: Konstruktive Ausführung von Offshore-Windenergieanlagen Herausgegeben vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) http://www.bsh.de/de/Produkte/Buecher/Standards_Windenergie/7005.pdf

foto:.technologyindonesia.com







Cara Sederhana Menghemat Energi

Di bawah ini adalah cara-cara sederhana yang efektif untuk menghemat energi, jika dilakukan dengan baik dan benar dapat mengurangi lebih lanjut pengeluaran biaya air, listrik dan kendaraan.

1. Ketika TV, DVD dan perangkat komunikasi lain tidak digunakan hendaknya sumber daya listrik dimatikan (TV dan DVD pada posisi STAND BY masih mengonsumsi beberapa watt daya listrik)

2. Pada saat tidak dipergunakan, matikan komputer dan monitornya. Banyak yang beranggapan bahwa save mode dari monitor adalah untuk menghemat listrik, sebenarnya merupakan rancangan untuk mengurangi keausan monitor. Yang benar-benar dapat mengurangi pemakaian daya listrik adalah hibernate mode. Pada saat komputer berada dalam hibernate mode pemakaian daya listrik akan berkurang sampai dengan 80%.

3. Pergunakan angin alami untuk mengeringkan piring ataupun pakaian, jangan dikeringkan dengan mesin pencuci piring.

4. Bila hendak memakai mesin cuci pakaian ataupun mesin cuci piring, tunggulah sampai jumlah piring dan pakaian yang mau dicuci sudah cukup banyak. Selain itu usahakanlah untuk mengoperasikan mesin-mesin itu di luar jam-jam saat beban listrik pada puncaknya.

5. Gantikan mandi berendam dengan mandi di siram.

6. Turunkan suhu pemanas air (water heater) sampai 120 derajat F (sekitar 48 derajat C)

7. Pilihlah bola lampu hemat listrik (compact fluorescent bulbs). Bola lampu berkualitas cukup tinggi yang dijual di pasar, bukan saja lebih terang, lebih hemat listrik, umur penggunaannya pun juga lebih panjang dapat mencapai 5 sampai 8 tahun.

8. Hendaknya bersikap bijaksana dalam mengemudi. Cara mengemudi yang agresif seperti: ngebut, menginjak pedal gas ataupun menginjak rem secara mendadak semuanya sangat memboroskan bahan bakar.

9. Pakailah peralatan listrik berlabel Energy Star atau Energy Saving yang hemat listrik. Label-label ini menunjukkan bahwa produk telah melalui pengujian yang ketat dari Lembaga Perlindungan Lingkungan Amerika dan juga telah memenuhi Standar Hemat Listrik Amerika.

10. Sebisanya kurangi frekuensi membuka dan menutup lemari pendingin.

11. Pasanglah gorden atau pelindung terik matahari untuk mengurangi suhu ruangan. Di samping itu, menanam berbagai tanaman bukan saja dapat memberikan rasa segar bahkan juga berfungsi menghijaukan lingkungan.

12. Pemanfaatan AC: setting temperatur sangatlah penting, suhu 26 ~28 derajat C paling hemat listrik. Di samping itu, penyaring udara AC juga perlu dicuci setiap 2 – 3 minggu agar dapat mempertahankan fungsi menurunkan suhu ruangan dan mempercepat sirkulasi udara.

Mesin AC juga hendaknya tidak diletakkan di tempat yang langsung disorot matahari, juga perlu dipasang pelindung untuk menghindari terik matahari dan guyuran air hujan, hal ini juga akan memperpanjang usia mesin.