Tugas 1 : Dasar Konversi Energi

SOAL

11.    Jelaskan konsep konversi energi yang anda ketahui dan darimana energi itu tercipta

22.    Bagaimana cara suatu Negara dapat mempertahankan sumber daya energy agar tidak terkena dampak krisis energi

33.     Jelaskan bagaimana konversi energi dari beberapa sumber energi berikut :

·        lampu pijar ,

·        pompa air,

·         setrika listrik

44.      Apa yang anda ketahui dengan sumber energi terbarukan, berikan contohnya dan sejauh mana energi tersebut dimanfaatkan untuk kepentingan rakyat

]

JAWABAN

1.   Konsep Konversi Energi

Apa yang dimaksud dengan energi? Energi merupakan sesuatu pengertian yang tidak mudah didefinisikan dengan singkat dan tepat. Energi yang bersifat abstrak yang sukar dibuktikan, tetapi dapat dirasakan adanya. Secara sederhana, energi adalah hal yang membuat segala sesuatu di sekitar kita terjadi - kita menggunakan energi untuk semua hal yang kita lakukan atau sesuatu kekuatan yang dapat menghasilkan gerak, tenaga, dan kerja.. Energi ada di semua benda: manusia, tanaman, binatang, mesin, dan elemen-elemen alam (matahari, angin, air dsb).

Apa yang dimaksud dengan Konversi? Konversi artinya perubahan bentuk. Jadi, contohnya energi yang kita gunakan dalam kehidupan kita (katakanlah makanan atau listrik dari PLN), merupakan hasil konversi energi dari suatu bentuk sebelumnya. Berbagai peralatan proses dan teknologi bertugas mengkonversi energi tersebut menjadi sebuah bentuk energi siap-guna dan mudah-pakai

v  Jadi Konversi Energi adalah, proses perubahan energi dari energi yang satu ke energi

yang lain biasanya melalui media perantara. Energi di dalam alam adalah suatu besaran yang kekal (hukum termodinamika pertama). Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversikan/berubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain, misalnya pada kompor di dapur, energi yang tersimpan dalam minyak tanah diubah menjadi api. Selanjutnya jika api digunakan untuk memanaskan air dalam panci, energi berubah bentuk lagi menjadi gerak molekul-molekul air. Perubahan bentuk energi ini disebut konversi. Sedangkan perpindahan energi disebabkan adanya perbedaan temperatur yang disebut kalor.

Energi juga dapat dipindahkan dari suatu sistem ke sistem yang lain melalui gaya yang mengakibatkan pergeseran posisi benda. Transfer energi ini adalah kemampuan suatu sistem untuk menghasilkan suatu kerja yang pengaruh/berguna bagi kebutuhan manusia secara positif.

·        Dari mana Energi itu tercipta ?

Sumber energi merupakan tempat muncul atau timbulnya energi yang dapat dimanfaatkan untuk kehidupan manusia dipermukaan bumi. Sumber energi dapat dibedakan sebagai berikut :

1. Berasal dari bumi (terresterial)

2. Berasal dari luar bumi (extra terresterial)

3. Berdasarkan sifatnya.

Sumber energi dari bumi dapat dikategorikan menjadi  2 jenis yaitu:

o   Renewable energy

o   Non-renewable energy

1. Renewable energy

Renewable energi adalah sumber energi yang dapat diperbarui/dapatdihasilkan kembali dalam jangka waktu yang relatif tidak lama,contoh:air,angin,sinarmatahari,dll. Air merupakan sumber energi yang tidak terbatas ketersediaannya,ini dikarenakan airmengalami siklus jadi jumlah air yang ada di bumi ini tetap.

2. Non renewable energy

Non renewable energi adalah sumber energi yang tidak dapatdiperbaharui/membutuhkan waktu relatif yang sangat lama untuk dihasilkankembali,contoh:minyak bumi,batu bara,gas bumi,dll. Minyak bumi merupakantimbunan dari fosil yang telah terpendam jutaan tahun yang lalu dan melalui prosesalam sehinnga menghasilkan minyak bumi sehingga ketersediannya terbatas.

2.   Bagaimana cara suatu Negara dapat mempertahankan sumber daya energy agar tidak terkena dampak krisis energy?

v  Usaha Mempertahankan Energi

Persediaan energi di bumi tidak akan bertambah begitu saja bila kita hanya diam tanpamelakukan sebuah usaha bukan ? meskipun ada beberapa energi yang tidak bisa diperbaharui, bukan berarti kita hanya diam dan menunggu kapan energi itu habis dan akhirnya punah. Meskikita tidak bisa memperbaharuinya, kita masih bisa memperkecil resiko punahnya energi itudengan usaha usaha seperti berikut ini :Tidak perlu muluk muluk untuk melakukan usaha mempertahankan keberadaan energi di bumi.Cukup dari hal hal kecil saja yang bisa kita lakukan di sekitar kita, seperti :

Ø  Menanam pohon , hal ini bisa menambah persedian energi di bumi , berupa air.

Ø  Mematikan lampu yang tidak terpakai hal ini bisa menghemat energi fosil

Ø  Mulai menggunakan energi alternatif yang sudah tersedia

Ø  Mulai menggunakan biogas

Ø  Memanfaatkan energi surya sebagai pengganti energi listrik

Ø  Memanfaatkan air untuk PLTA sebagai penggganti batu bara

Ø  Jangan menggunakan kendaraan bermotor apabila jarak yang di tempuh dekat, hal ini bias menghemat energi minyak bumi berupa minyak bumi(fosil)

Ø  Jika bisa, pemerintah tidak usah ,mengekspor SDA fosil kenegara lain , lebih baik di olah sendiri. Karna pengaruhnya lebih besar

Ø  Matikan segala alat elektronik ketika sedang tidur

Ø  Gunakan barang barang elektronik yang berdaya kecil

Ø  Dijalankannya program sentralisasi kapital ditangan negara, maka banyak yang dapat dilakukan untuk optimalisasi pembangunan energi nasional

Ø  Membuat aturan/regulasi konservasi energi/penghematan energi, beserta lembaga pengontrol

Ø  Mengembangkan teknologi konservasi energy

Ø  Melakukan diversifikasi industri minyak dan gas

Masih banyak usaha yang bisa kita lakukan untuk mempertahankan keberadaan energi selain hal-hal diatas. Dan tentunya program-program diatas harus didukung oleh beberapa program lainnya seperti:

·        Kampanye dan pelatihan/pembinaan hemat energi. Agar konservasi energi tidak sekedar regulasi, lembaga, tetapi menjadi kesadaran secara umum.

·        Bekerjasama dengan negeri-negeri yang memiliki pengalaman berhasil mengatasi krisis listrik, seperti Jerman, Jepang dan Kuba.

·        Peningkatan kapasitas tenaga produktif dengan cara bekerjasama dengan universitas-universitas di luar negeri yang melakukan riset dan pengembangan dalam bidang konservasi dan diversifikasi tenaga listrik dan minyak.

3.     Jelaskan bagaimana konversi energi dari beberapa sumber energi berikut : lampu pijar , pompa air, setrika listrik .

I. Konversi pada Lampu Pijar

Ø  Penggunaan listrik untuk menghasilkan cahaya :

Jika sepotong kawat logam dipanaskan oleh sebuah lampu Bunsen atau lampu temple, dalam waktu yang sangat singkat kawat tadi akan bersinar dengan cahaya merah. Kawat logam seperti ini disebut “memijar”.

            Jika proses pemanasan ini dilanjutkan maka cahaya merah tadi akan menjadi memutih. Untuk tercapaianya proses ini diperlukan sejumlah panas yang cukup besar. Proses ini merupakan salah satu konsep dasar pemikiran untuk pembuatan sebuah “lampu pijar listrik”. Sebagaimana kita ketahui jika arus mengalir sepanjang kawat yang memiliki hambatan, maka arus ini akan menimbulkan energy panas.

            Dengan perhitungan yang teliti terhadap kawat (luas penampang) dan banyaknya jumlah muatan listrik maka proses memijar ini akan tercapai, maka cahaya putih tadi diubah ke dalam bentuk energy lain yaitu yang biasa disebut “Cahaya”

            Bagian yang terpenting dari lampu jiar ini adalah kaca penutup dan kumparan kecil yang terbuat dari kawat wolfram dimana arus listrik dialirkan. Kumparan ini dinamakan FILAMEN. Kadang-kadang filament tersebut dibuat dari sebuah kawat yang berdiameter sangat kecil dan kemudian ditunjang oleh kawat-kawat yang berdiameter sangat kecil dan kemudian ditunjang oleh kawat-kawat yang lebih tebal.

II. Konversi pada Pompa Air

Ø  Penggunaan listrik untuk menghasilkan gerak ( mekanik )

Pada prinsipnya memanfaatkan perbedaan ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan menghasilkan listrik

            Prinsip  kerja motor pompa air terjadi ketika kutup-kutup dari stator (bagian dari motor pompa air yang diam atau tidak bergerak seperti kern, lilitan, isolator dan casing cover) dan  rotor ( bagian yang berputar pada pompa air) yang senama mendekat, sehingga terjadilah peristiwa tolak-menolak dan rotor berputar. Kutup rotor menghampiri kutup stator yang tidak sejenis, sehingga rotor tertarik. Ketika kutup dari rotor dan stator yang berlainan mulai mendekat, ini akan mengakibatkan perubahan arus. Arus yang semula negatif akan berobah menjadi positif, begitu juga sebaliknya. Perubahan ini akan mengakibatkan perubahan kutup-kutup magnet pada stator. Kutup yang berbeda dengan rotor, berubah menjadi kutup yang sama dengan rotor, sehingga akan menjadi tolak-menolak, dan rotor akan menjadi berputar kearah yang berlainan.

 Peristiwa ini akan menyebabkan rotor berputar secara terus menerus yang sangat cepat sehingga rotor akan terus berputar.

III. Konversi pada Setrika Listrik

Ø  Penggunaan listrik untuk menghasilkan panas

Sistim kerja setrika listrik adalah dengan mengubah energi listrik menjadi energi panas. Perubahan bentuk energi tersebut dihasilkan oleh rangkaian listrik yang memiliki hambatan cukup besar. Hambatan inilah yang menyebabkan timbulnya panas pada bagian setrika yang disebut elemen pemanas. Elemen pemanas membangkitkan panas secara bertahap dan setrika listrik modern sudah dilengkapi dengan komponen yang disebut termostat.

Dengan adanya komponen ini dalam rangkaian setrika listrik, maka panas yang dikehendaki oleh pengguna dapat diatur dan stabil sehingga tidak menyebabkan timbulnya panas berlebih yang dapat memicu kebakaran pada elemen. Arus listrik mengalir dari sumber tegangan menuju lampu, kemudian langsung ke saklar bimetal. Pada sistim saklar ini, ketika kedua logam tersebut kontak, maka arus akan terus mengalir menuju elemen pemanas yang terdiri dari lilitan kawat sebagai bentuk resistor. Saklar yang kontak tersebut menyebabkan rangkaian tertutup dan setrika akan mengalami  pemanasan pada tingkatan tertentu. Ketika panas yang ditentukan telah mengalami keadaan maksimal, maka secara otomatis termostat pada rangkaian saklar akan bekerja. Rangkaian akan terputus karena prinsip bimetal tadi menyebabkan salah satu logam mengalami  pemuaian dan menyebabkan saklar terbuka. Akibatnya tidak ada arus yang mengalir serta lampu indikator akan mati. Jadi, prinsip kerja rangkaian setrika listrik sebenarnya sederhana. Setelah sejumlah energi panas dibangkitkan oleh elemen pemanas, maka selanjutnya  panas tersebut dialirkan menuju alas setrika. Mekanisme perpindahan kalor tersebut  berlangsung secara konduksi. Konduksi merupakan proses transfer kalor di dalam zat  perantara dimana energi panas berpindah dari molekul satu ke molekul lain hanya dengan  jalan getaran termal berkala, tanpa ada pemindahan massa zat perantara sama sekali .

 Aliran perpindahan panas yang terjadi pada elemen pemanas kemudian dihubungkan (kontak) secara langsung dengan alas setrika, sehingga panas merambat pada alas akibat konduksi. Tidak ada transfer massa pada peristiwa tersebut, hanya saja perpindahan kalor dibantu dengan pergerakan-pergerakan elektron yang terdapat pada kedua bahan logam tersebut, yaitu pada elemen maupun alas.

4.   Apakah yang dimaksud dengan Energi Terbarukan? Dan sejauh mana dimanfaatkan oleh Masyarakat.

Energi terbarukan adalah sumber-sumber energi yang bisa habis secara alamiah. Energi terbarukan berasal dari elemen-elemen alam yang tersedia di bumi dalam jumlah besar, misal: matahari, angin, sungai, tumbuhan dsb. Energi terbarukan merupakan sumber energi paling bersih yang tersedia di planet ini.

Ada beragam jenis energi terbarukan, namun tidak semuanya bisa digunakan di daerah-daerah terpencil dan perdesaan.

Tenaga Surya, Tenaga Angin, Biomassa dan Tenaga Air adalah teknologi yang paling sesuai untuk menyediakan energi di daerah-daerah terpencil dan perdesaan. Energi terbarukan lainnya termasuk Panas Bumi dan Energi Pasang Surut adalah teknologi yang tidak bisa dilakukan di semua tempat. Indonesia memiliki sumber panas bumi yang melimpah; yakni sekitar 40% dari sumber total dunia. Akan tetapi sumber-sumber ini berada di tempat-tempat yang spesifik dan tidak tersebar luas. Teknologi energi terbarukan lainnya adalah tenaga ombak, yang masih dalam tahap pengembangan.

            Contohnya :

1. Pembangkit Biomassa

2. Biomassa

3. Photovoltaik Tenaga Surya

4. Tenaga Angin 5. Tenaga Air

·        PEMBANGKIT BIOMASSA dan BIOMASSA

Biomassa merupakan salah satu sumber energi yang telah digunakan orang sejak dari jaman dahulu kala: orang telah membakar kayu untuk memasak makanan selama ribuan tahun. Biomassa adalah semua benda organik (misal: kayu, tanaman pangan, limbah hewan & manusia) dan bisa digunakan sebagai sumber energi untuk memasak, memanaskan dan pembangkit listrik. Sumber energi ini bersifat terbarukan karena pohon dan tanaman pangan akan selalu tumbuh dan akan selalu ada limbah tanaman. Ada empat jenis biomassa :

1.      Bahan bakar padat  limbah organic atau terurai dalam tanah (Kayu serta limbah bisa dibakar dan digunakan untuk menghasilkan uap dan listrik )

2.       Bahan bakar padat limbah anorganik (Tidak semua limbah adalah organik; beberapa di antaranya bersifat anorganik, seperti plastic )

3.       Bahan Bakar Gas (Sampah yang ada di tempat pembuangan sampah akan membusuk dan menghasilkan gas metan )

4.      Bahan Bakar Hayati Berbentuk Cair (Bahan bakar hayati adalah bahan bakar untuk kendaraan bermotor atau mesin )

·        PHOTOVOLTAIK TENAGA SURYA ( Energi Solar )

Matahari terletak berjuta-juta kilometer dari Bumi (149 juta kilometer) akan tetapi menghasilkan jumlah energiyang luar biasa banyaknya. Energi yang dipancarkan oleh matahari yang mencapai Bumi setiap menit akan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi seluruh penduduk manusia di planet kita selama satu tahun, jika bisa ditangkap dengan benar.

Setiap hari, kita menggunakan tenaga surya, misal untuk mengeringkan pakaian atau mengeringkan hasil panen. Tenaga surya bisa dimanfaatkan dengan cara-cara lain: Sel Surya (yang disebut dengan sel ‘fotovoltaik’ yang mengkonversi cahaya

matahari menjadi listrik secara langsung. Pada waktu memanfaatkan energi matahari untuk memanaskan air, panas matahari langsung dipakai untuk memanaskan air yang dipompakan melalui pipa pada panel yang dilapisi cat hitam.

·        TENAGA ANGIN

Pada saat angin bertiup, angin disertai dengan energi kinetik (gerakan) yang bisa melakukan suatu pekerjaan.Contoh, perahu layar memanfaatkan tenaga angin untuk mendorongnya bergerak di air. Tenaga angin juga bisa dimanfaatkan menggunakan baling-baling yang dipasang di puncak menara, yang disebut dengan turbin angin yang akan menghasilkan energi mekanik atau listrik.

·        TENAGA AIR

Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir atau air terjun. Air yang mengalir ke puncak baling-baling atau baling-baling yang ditempatkan di sungai, akan menyebabkan baling-baling bergerak dan menghasilkan tenaga mekanis atau listrik.

Tenaga air sudah cukup dikembangkan dan ada banyak pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang menghasilkan listrik di seluruh Indonesia.

Pada umumnya, bendungan dibangun di seberang sungai untuk menampung air di mana sudah ada danau. Air selanjutnya dialirkan melalui lubang-lubang pada bendungan untuk menggerakkan baling-baling modern yang disebut dengan turbin untuk menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Akan tetapi, hampir semua program PLTA kecil di Indonesia merupakan program yang memanfaatkan aliran sungai dan tidak mengharuskan mengubah aliran alami air sungai.

v  Sejauh mana energi  terbarukan dimanfaatkan oleh masyarakat ?

Energi Terbarukan saat ini masih lebih mahal dibandingkan dengan bahan bakar minyak (BBM), namun trend ke depan akan mengarah pada energi terbarukan. Apalagi, cadangan energi fosil sudah semakin menipis. Dengan demikian , Indonesia harus segera beralih ke Energi Terbarukan. Contohnya seperti yang saya sudah tuliskan diatas tadi seperti ( Biomassa , Tenaga solar , Tenaga Air , Tenaga Angin ).Semua terlaksana untuk kepentingan rakyat ,  tapi yang paling bisa dimanfaatkan dengan harga yang paling murah yaitu Biomassa , contohnya seperti sekarang di Kalimantan Timur beberapa yang memproduksi perkebunan sawit dan minyak sawit dengan realisasi luas areal penanaman yang telah mencapai 714.000 ha dan dengan tingkat produksi tahunan crude palm oil (CPO) sebesar 2,5 juta ton (produksi buah segar tahunan ± 12,5 juta ton).

Indonesia memiliki begitu banyak alternatif sumber-sumber energi baru dan terbarukan yang potensial, seperti: bio-fuel (bahan bakar nabati), micro-hydro (tenaga air mikro),  geothermal (panas bumi), solar cell (tenaga surya), tenaga angin, tenaga arus laut, nuklir, dan sebagainya. Sayangnya, potensi sumber energi alternatif ini belum dikembangkan secara optimal.