BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang Masalah
Kita telah mengetahui dan merasakan peranan dan dampak
teknologi terhadap kehidupan manusia dan sumber daya alam, yang akhir-akhir ini
memerlukan penelitian kembali pemanfaatan energi, terhadap semakin menipisnya sumber
daya alam dan dampak negatif pemanfaatan energi, perlu diadakan usaha mencari
sumber daya alam baru / memanfaatkan energi secara maksimal, usaha untuk
mengatasi dampak negatifnya erat sekali hubungannya dengan keseimbangan alam,
mengurangi polusi dan jumlah makhluk hidup di bumi ini, terutama jumlah
manusia.
Makin baik pelayanan kesehatan dan kualitas nutrisi
manusia, maka semakin panjang umurnya. Jika manusia melahirkan semakin banyak
dari kematian maka jumlah penduduk menjadi semakin besar, sehingga
perkembangbiakan manusia perlu dibatasi, manusia harus berusaha untuk
melestarikan kehidupannya dengan bermacam-macam jalan.salah satunya pencarian
sumber daya alam yang akhir-akhir ini diteliti banyak manfaat yang digunakan
dalam skala besar serta agar dapat mengganti minyak bumi dan batu bara, karena
keduanya adalah sumber daya energi yang tidak dapat diperbaharui dan jumlahnya
terbatas, sehingga suatu saat akan habis.
Pada akhirnya sumber energi yang dipakai tidak boleh
menghasilkan polutan terlalu banyak, bila mungkin tidak menghasilkan polutan,
diantaranya adalah pemanfaatan energi matahari, energi panas bumi, energi angin
dan energi biogas serta biomasa.
B.
Rumusan
Masalah
a.
Pengertian Energi dan macamnya.
b.
Energi Matahari.
c.
Energi Panas Bumi.
d.
Energi Angin.
e.
Energi Pasang Surut.
f.
Energi Biogas.
g.
Energi Biomasa.
h.
Usaha Manusia Untuk Melestarikan Energi.
C.
Tujuan
penulisan.
a.
Mengetahui pengertian Energi dan macamnya.
b.
Mengetahui tentang Energi Matahari.
c.
Mengetahui tentang Energi Panas Bumi.
d.
Mengetahui tentang Energi Angin.
e.
Mengetahui tentang Energi Pasang Surut.
f.
Mengetahui tentang Energi Boigas.
g.
Mengetahui tentang Energi Biomasa.
h.
Mengetahui tentang Usaha Manusia Untuk Melestarikan
Energi.
BAB II
KAJIAN TEORI
A.
Pengertian
Energi dan Macamnya
Energi atau tenaga adalah kemampuan untuk melakukan
kerja, dalam IPA kerja adalah usaha gerak melawan hambatan. Seseorang yang
mengangkat sebuah benda ke atas, berarti melakukan usaha gerak melawan gaya
tarik bumi / grafitasi. Usaha gerak melawan hambatan itulah kerja yang
menggunakan tenaga / energi. Energi dapat memindahkan materi dari suatu tempat
ketempat lain
Manusia purba melakukan pekerjaan dengan menggunakan
otot, kemudian mulai menggunakan tenaga binatang sebagai pembantu, selanjutnya
ditemukan sumber tenaga lain, seperti angin, dan tenaga air untuk menggerakkan
penggilingan dan keperluan lain sebagai pengganti ototnya.
Energi dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk
yang lain, disebut transformasi energi. Keletihan timbul karena banyak
mengeluarkan tenaga, untuk melakukan suatu kegiatan kita melakukan tenaga,
dalam IPA tenaga juga disebut sebagai energi.Jadi energi adalah kemampuan untuk
melakukan usaha.Kita dikatakan berenergi jika kita dapat melakukan usaha, misalnya
kita memerlukan energi sewaktu mengangkat.
Definisi energi adalah daya kerja atau tenaga, energi
berasal dari bahasa Yunani yaitu energia yang merupakan kemampuan untuk
melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya enegi tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk yang
lain. Pendapat lain mengatakan,Energi dari suatu benda adalah ukuran dari
kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu usaha. Satuan energi adalah
joule. Dalam ilmu fisika energi terbagi dalam berbagai macam/jenis, antara lain
:
Ditinjau dari asalnya energi
mempunyai bermacam-macam bentuk diantaranya seperti berikut :
1.
Energi potensial.
Energi potensial adalah
energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan
dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena
benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut
bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi
gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak
di plafon rumah, energi yang terdapat dalam katapel, per atau busur
panah yang terenggang.dan lain sebagainya.
Rumus atau
persamaan energi potential :
Ep = m.g.h
Ep = m.g.h
Keterangan;
Ep = energi potensial
m = massa dari benda
g = percepatan gravitasi
h = tinggi benda dari tanah.
Ep = energi potensial
m = massa dari benda
g = percepatan gravitasi
h = tinggi benda dari tanah.
- Energi Kinetik atau Kinetis
Energi kinetik adalah
energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang
bergerak memiliki energi kinetik. Energi gerak atau kinetik adalah energi yang
dimiliki benda untuk bergerak. Contohnya air yang mengalir dan angin yang
bertiup.
Rumus atau
persamaan energi kinetik :
Ek = 1/2.m.v^2
Ek = 1/2.m.v^2
Keterangan;
Ep = energi kinetik
m = massa dari benda
v = kecepatan dari benda
v^2 = v pangkat 2
Ep = energi kinetik
m = massa dari benda
v = kecepatan dari benda
v^2 = v pangkat 2
Hukum Kekekalan Energi
" Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan
"
Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang
lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan.
Rumus atau persamaan mekanik (berhubungan dengan hukum kekekalan energi)
:
Em = Ep + Ek
Em = Ep + Ek
keterangan
Em = energi mekanik
Ep = energi kinetik
Ek = energi kinetic
Em = energi mekanik
Ep = energi kinetik
Ek = energi kinetic
- Energi Panas
Energi panas atau kalor adalah energi yang berasal dari panas yang
terjadi dari sinar energi matahari atau berasal dari nyala api.Energi panas
dapat menyebabkan benda memuai, mencair, mengupa atau terbakar.
Pada proses fotosintesis yang dilakukan klorofil daun terjadi pembentukan
gula dari air dan gas asam arang. Pada peristiwa ini terjadi pembentukan zat
organic dari zat yang disebut asimilasi karbon yaitu : 6H2O +
6CO2……………..>C6H12O6 + 6O2
= air + asam arang…….> gula + oksigen
Dari gula dapat dibentuk zat tepung / karbohidrat, selanjutnya
mereaksikan unsure nitrogen, sulfur, dan fosfor akan terbentuk lemak, protein,
dan vitamin. Fotosintesis menyediakan karbohidrat bagi tubuh organism. Didalam
tubuh manusia, melalui proses metabolism pada desimilasi terjadi perubahan
bahan organic, yaitu :
C6H12O66Hà----------2O
+ 6CO2 + energi
Energi yang digunakan untuk berbagai aktifitas hidup dari energi yang
diterima, melalui proses fotosistesis dilepas kembali. Sebagai contoh kegiatan
hidup, tumbuh dan bergerak.
- Energi Cahaya
Energi cahaya adalah energi yang ditimbulkan oleh cahaya. Contohnya
cahaya matahari yang dikumpulkan lewat lensa cembung dapat memanaskan kertas
sampai terbakar.
- Energi Bunyi
Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh bunyi atau suara.
Contohnya bunyi bom, bunyi halilintar, dan bunyi petasan.
- Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda.
Contohnya energi yang terdapat dalam katapel, per atau busur panah yang
terenggang.
- Energi Kimia
Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam senyawa-senyawa kimia.
Contohnya aki, baterai, dinamo.
Energi kimia adalah, Energi yang menyatukan atom-atom menjadi molekul.
Proses perubahan ikatan-ikatan molekul yang mempergunakan energi kimia
disebut reaksi kimia.
Reaksi kimia yang memerlukan panas disebut reaksi endoterm.
Reaksi kimia yang mengeluarkan / menghasilkan panas disebut reaksi
endoterm. Hampir semua reaksi kimia memerlukan panas.
Pada suhu tinggi reaksi berlangsung cepat, sedangkan pada suhu rendah
berlangsung lambat dan pada titik beku, reaksi kimia relative berhenti.
- Energi Atom
Energi atom adalah energi yang timbul pada reaksi atom saat inti atom
dipecah menjadi partikel-partikel lainnya.
- Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi yang lahir paling baru, yaitu energi yang
tersimpan dalam atom dari unsur-unsur nuklir.
Contohnya pada ledakan bom atom, merupakan timbunan tenaga pegas raksasa,
apabila kunci pegas dibuka mendadak maka akan terjadi ledakan dahsyat dengan
kekuatan merusak yang hebat, apabila pelepasan berlangsung pelan akan menjadi
energi yang sangat berguna.
- Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh arus listrik.
Contohnya pada generator dan dynamo.
Benda-benda dialam mengandung muatan listrik yang terjadi sebagai akibat
gesekan benda-benda.
Pemantik api dari logam yang digesekkan pada batu api dan bulu halus dari
pohon enau menghasilkan percikan listrik, pada korek api, bensin / bila
menyisir rambut aka nada rambut yang tertarik oleh sisir. Semua itu adalah
muatan listrik statis yang tertimbun pada benda yang bukan penghantar arus
listrik(non konduktor). Pada benda konduktor, muatan listrik akan tersebar
diseluruh permukaanya bila terjadi pergeseran.
Dikenal ada dua muatan listrik :
- Muatan listrik
positif yang terdapat pada gelas
- Muatan listrik
negative yang terdapat pada rambut.
Listrik dan magnet memiliki sifat yang sama, bahwa lilitan kawat yang
beraliran listrik dapat mempengaruhi kompas, hal ini karena sifat magnet
terdapat dalam lilitan kawat yang berarus listrik.
- Energi Magnet
Sifat magnet mengatakan bahwa kutub magnet sejenis akan tolak menolak dan
kutub magnet berlainan jenis akan tarik menarik. Kutub magnet adalah
ujung-ujung sebuah magnet, yang mengambil sikap utara adalah kutub utara dan
yang mengambil selatan adalah kutub selatan. Wiliam Galbert, orang Inggris
mengatakan bahwa bumi adalah magnet raksasa.
B.
Energi
Matahari
Matahari merupakan sumber energi yang tidak dapat
habis. Hidup kita didunia ini hampir sepenuhnya berkat energi matahari karena
apa yang kita makan sebenarnya energinya berasal dari matahari yang tersimpan
dalam tumbuhan maupun hewan.
Dikaitkan dengan pemanfaatan energi matahari yang
berasal dari sinar matahari secara langsung ke bumi,
Pelaksanaan pemanfaatannya dapat dibedakan menjadi 3 macam cara, yaitu :
a.
Prinsip Pemanasan Langsung.
Matahari memanasi langsung benda yang akan dipanaskan, atau memanasi
secara langsung medium, misalnya air yang akan dipanaskan, menjemur pakaian,
membuat ikan kering, membuat garam dari air laut, suhu yang diperoleh tidak
melampaui 100⁰ C.
Cara ini lebih efektif bila menggunakan pengumpul panas Kolektor. Cahaya matahari
ditampung dengan sebuah cermin cekung yang bergaris tengah ± 2 m, sehingga
cahaya matahari terkumpuldalam satu fokusyang dipasang lempengan logam sehingga
menjadi panas sekali, kemudian diatas lempeng logam itu kita memasak.
Kompor surya menarik,tetapi kita memasak harus dibawah panas terik
matahari.pada saat ini penggunaan terbanyak system pemanasan langsung untuk
memanaskan air kolam dan air untuk mandi.
b. Konversi Surya Termis Ekeltris (KSTE).
Cara ini yang dipanaskan adalah air, tetapi panas yang terkandung dalam
air akan dikonfesikan menjadi energi listrik, memerlukan sebuah konsentrator
optic untuk pemanfaatan radiasi surya, sebuah alat untuk menyerap energi yang
dikumpulkan, suatu system pengangkut panas dan sebuah mesin yang agak
konfensional untuk pembangkit tenaga listrik
c. Konversi Energi Photovoltaik.
Cara ini energi matahari langsung dikonversikan menjadi energi
listrik. Energi pancaran matahari dapat diubah menjadi arus searah dengan
mempergunakan lapisan2 tipis dari silicon / bahan semi konduktor lainnya.
Keuntungan pemakaian model ini adalah :
1)
Tidak ada bagian-bagian yang bergerak.
2)
Usia pemakaian dapat melampaui 100 tahun sekalipun
efisiensinya masa pemakalian akan menurun.
3)
Pemeliharaan tidak
sulit.
4)
Sistem ini mudah disesuaikan pada berbagai jenis
pemanfaatannya.
Keuntungan penggunaan energi panas Matahari :
1)
Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia
hampir diseluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis.
2)
Penggunaan energi matahari tidak menghasilkan politan
dan emisi yang berbahaya bagi manusia maupun lingkungan.
3)
Penggunaan energi panas matahari untuk pemanasan air,
pengeringan hasil panen akan mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
4)
Pembangunan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana
dan emiliki nilai ekonomis.
Kerugian penggunaan anergi panas matahari :
1)
Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga
matahari tidak efektif digunakan pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu
yang lama.
2)
Pada musim dingin, pipa-pipa pada system pemanasan akan
pecah karena didalamnya air membeku.
3)
Membutuhkan lahan yang sangat luas yang digunakan untuk
pertanian, perumahan, kegiatan ekonomi, karena rapat energi matahari sangat
rendah.
4)
Lapisan kolektor yang menyilaukan bias mengganggu dan
membahayakan penglihatan, misalnya penerbangan.
5)
Sistem hanya bias digunakan pada matahari bersinar dan
tidak bias digunakan ketika malam hari / cuaca berawan.
C.
Energi Panas
Bumi
Energi panas bumi adalah energi yang berasal dari inti
bumi, Inti bumi merupakan bahan yang terdiri atas berbagai jenis logam dan batu
yang berbentuk cair yang memiliki suhu tinggi, energi panas bumi ini dapat
digunakan untuk kesejahteraan hidup manusia. Tenaga panas bumi pada umumnya
tampak dipermukaan bumi berupa :
a.
air panas, diantaranya magma, adalah batuan cair /
panas yang terdapat pada kerak magma yang sampai kepermukaan bumi disebut lava,
yang membentuk gunung-gunung dipermukaan bumi.
b.
femoral (uap panas),
c.
geiser (semburan air panas), biasanya terdapat pada
dataran tinggi yang mempunyai gunung berapi, menunjukkan bahwa didalam gunung
berapi terdapat kubangan air yang terkena panas, kubangan tersebut mempunyai
titik didih yang tinggi, bila yang menyembur keluar uap air panas adalah sangat
menguntungkan karena dapat langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin uap,
d.
sulfator (sumber belerang). Dengan jalan pengeboran,
uap alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat diambil dari dalam bumi dan
dialirkan ke generator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.
Pada prinsipnya bumi adalah pecahan yang terlempar dari matahari, hingga
kini bumi masih memiliki inti panas yang meleleh, kegiatan gunung berapi
merupakan bukti dari teori ini.Magma yang menyebabkan letusan vulkanis
menghasilkan sumber uap dan air panas pada permukaan bumi.
Bilaè
yang keluar dari bumi, Uap panas dapat dimanfaatkan untuk memutar
turbin uap yang dikautkan dengan generator pembangkit listrik, sehingga kita
mendapatkan energi listrik yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam
keperluan.
Bilaè
yang keluar dari bumi, Air panas maka dapat digunakan untuk pembangkit listrik,
penguapan air panas itu, menghasilkan ammonia, gas ini yang digunakan untuk
memutar turbin uap yang dikaitkan dengan generator pembangkit tenaga listrik,
sehingga akan didapat energi listrik. Untuk penyaringan lumbung padi /
disalurkan untuk keperluan rumah tangga.
D.
Energi Angin
Perahu-perahu layar menggunakan energi angin untuk
melewati perairan, Pada dasarnya angin terjadi karena adanya perbedaan suhu
antara udara panas dan udara dingin. Angin menggerakkan perahu melalui layar
yang terpasang dengan jangkauan yang tidak terbatastergantung dari tujuan yang
hendak dicapai. Nelayan ikan memanfaatkan angin darat untuk melaut saat sore
hari, dan memanfaatkan angin laut untuk kembali dari menangkap ikan.
Didaerah khatulistiwa yang panas mengembang dan
menjadi ringan, naik keatas dan bergerak kedaerah yang lebih dingin, misalnya
daerah kutub. Sebaliknya daerah kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin dan
turun kebawah, dengan demikian terrjadi perputaran udara berupa perpindahan
udara dari kutub-kutub. Hal serupa terjadi antara wilayah khatilistiwa dan
kutub selatan, selain angin pasang terdapat juga angin pantai, dan angin local
lainya.
Prinsipnya adalah bahwa angin terjadi karena adanya
perbedaan suhu udara di beberapa tempat di buma bumi ini.
Penggunaan Tenaga angin dalam kehidupan sehari-hari, diantaranya :
1.
Menggerakkan pompa-pompa air untuk irigasi ataupun
untuk mendapatkan air tawar bagi ternak.
2.
Meng giling padi untuk mendapatkan beras.
3.
Meng gergaji kayu.
4.
Membangkitkan tenaga listrik.
5.
Melalui kincir angin dapat menghasilkan energi listrik,
kincir angin juga dapat dimanfaatkan memompa air untuk mengairi persawahan.
Mengubah energi angin menjadi energi listrik sangat
menguntungkan bagi tempat-tempat yang banyak angin. Di Indonesia angin dianggap
tidak begitu konstan dan deras karena letak Indonesia di khatulistiwa, jadi
tidak semua tempat menguntungkan untuk dibangun pembangkit listrik tenaga
angin, Karena sumber energi angin tersedia secara gratis dan angin akan tetap bertiup
sepanjang masa, maka energi angin merupakan salah satu potensi penting sebagai
pengganti minyak bumi.
E.
Energi
Pasang Surut
Energi pasang surut adalah energi yang bersumber dari
tenaga yang ditimbulkan oleh daya tarik antara bumi dengan bulan, walaupun
bulan terletak ± 400.000 km dari bumi, karena adanya gejala tersebut maka
bagian bumi yang berhadapan dengan bulan akan tertarik, sedangkan bagian bumi
yang lainya tidak, yang tertarik itu menyebabkan air laut pasang, karena bumi
mengadakan rotasi selama 24 jam sekali putar, maka waktu pasang itu datangnya
juga 24 jam sekali. Bilamana mengelilingi bumi maka air laut akan ditarik ke
atas karena gaya tarik gravitasi bulan.
Selain itu matahari juga mempunyai pengaruh yang
besar, meskipun terletak lebih jauh ± 150 juta km dari bumi, namun ukuranya
yang sangat besar maka pengaruh matahari terhadap gejala pasang surut di bumi
sebesar pengaruh bulan, sehingga gaya gravitasi akan lebih besar apabila
matahari dan bulan ada pada posisi yang sama terhadap bumi, dilain pihak
bilamana bulan dan matahari berada pada pisisi yang berlainan, maka pengaruh
gaya gravitasi kurang karena akan saling menghapuskan.
Pemenfaatan energi potensial dalam perbedaan pasang
dan surut lautan, dapat dilakukan, misalnya teluk agak cekung dan dalam, telik
ditutup dengan bendungan sehingga terbentuk waduk. Pada waktu laut pasang maka
permukaan air laut tinggi mendekati ujung atas bendungan, waduk diisi dengan
air laut dengan mengalirkanya melalui sebuah turbin air yang dihubungkan dengan
sebuah generator pembangkit listrik dan menghasilkan energi listrik, hal ini
dapat dilakukan sampai tinggi permukaan air dalam waduk sama tingginya dengan
permukaan waduk, pada waktu laut surut waduk dikosongkan sehingga dengan
sendirinya air mengalir melalui turbin air yang akam memutar generator
pembangkit listrik, sehingga menghasilkan energi listrik.
Ada kekhususan bahwa turbin harus dapat berputar dua
arah dan hal ini dapat dilakukan berganti-ganti, dapat juga waduk ini dibentuk
pada muara sungai untuk memenfaatkan sekaligus air sungai dalam membangkitkan
tenaga listrik. Energi pasang surut ini tidak berjalan kontinu, melainkan
terputus-putus secara teratur, tetapi energi pasang surut ini tidak ada
batasnya selama bulan masih menjadi satelit bumi.
F.
Energi Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan dari sisa-sisa
makhluk yang diuraikan oleh mikroba melalui proses penguraian.Sebagai bahan
dasar proses penguraian adalah sisa-sisa makhluk berupa sampah pertanian, yaitu
batang pohon jagung, jerami, sisa ampas kelapa / tumbuhan lain. Proses
pembuatan biogas harus dilakukan ditempat yang tertutup rapat sehingga tidak
kemasukan udara karena mikroba pengurai sangat peka terhadap oksigen, bila
terbuka akan terkena cahaya matahari yang menyebabkan mikroba pengurai mati sehingga
proses penguraian tidak berjalan. Adukan ditempatkan dalam bejana / bak beton
yang terletak dalam tanah, gas yang timbul dari hasil penguraian sebagian besar
adalah gas methan (CH4 ) yang sangat mudah terbakar dan gas karbondioksida
(CO2) kira-kira seperempat bagian.
Gas yang terjadi dalam jumlah yang sangat kecil adalah
karbon monoksida (CO) yang mudah terbakar dan bersifat racun.
Nitrogen tidak berbahaya tetapi tidak berguna karena
tidak dapat dibakar dengan udara, dan gas hydrogen sulfide (H2S) dapat dibakar
dan berbau busuk.
Gas demikian dapat dinaikkan mutunya dan dihilangkan
baunya dengan dicuci, yaitu mengalirkan melalui air yang dibubuhi sedikit
kapur, dengan pencucian itu bau gas menjadi hilang dan gas CO2 yang tidak
berguna diserap oleh iir kapur sehingga biogas yang diperoleh dapat dibakar
dengan hasil panas yang tinggi. Biogas yang terjadi dapat ditampung dalam
tangki dan dapat dialirkan ke rumah untuk memasak / keperluan lainnya.
Pengembangan biogas ini masih dalam taraf penelitian.
G.
Energi Biomasa
Biomasa adalah segala jasad makhluk hidup yang
digunakan untuk menghasilkan energi bila dibakar, yaitu berupa sampah-sampah
organic sebagai sisa-sisa produksi pertanian, karena sampah tersebut masih
menyimpan energi matahari. Biomasa yang dapat dipakai sebagai bahan bakar tidak
selalu berupa sampah, yaitu : tanaman yang cepat tumbuh seperti angsana, akasia
dan sebagainya yang dapat digunakan sebagai bahan bakar secara ekonimis dan
murah.
Pengambilan energi dari biomasa adalah membakar
biomasa dalam tungku pembakar, panas yang timbul digunakan untuk mendidihkan
air, sehingga timbul uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin uap,
selanjutnya dapat menggerakkan generator listrik, energi listrik dapat
didistribusikan untuk berbagai macam keperluan.
Salah satu kemungkinan yang menarik perhatian adalah
pembuatan alcohol, khususnya etanol dari biomasa sebagai calon pengganti minyak
untuk bahan bakar transport. Rumus kimia etanol C2H5OH ,antra lain dapat
dihasilkan dari bahan-bahan baku biomasa diantaranya :
1.
Bahan-bahan yang mengandung hidrat arang dalam bentuk
gula, seperti tebu dan nipah.
2.
Bahan-bahan yang mengandung hidrat arang dalam bentuk
zat tepung, seperti kasava, ubi jalar, kentang dan sagu.
3.
Bahan selulosa yang mengandung arang dengan bentuk molekul
yang lebuh kompleks seperti kayu.
Proses pembuatan etanol terdiri dari langkah-langkah :
a.
Konversi hidrat arang menjadi gula yang dapat dicairkan
dalam air.
b.
Fermentasi gula menjadi etanol.
c.
Pemisahan etanol dari air dan komponen-komponen lain
dengan cara destilasi.
Keuntungan tebu bahwaè hidrat arangnya sudah
mempunyai bentuk seperti glukosa / fruktosa sehingga dapat difermentasi.
Keuntungan selanjutnyaè bahwa ampas tebu / sisa
tebu yang tidak dapat dipakai, masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar,
sehingga pembuatan etanol dari tebu tidak memerlukan bahan bakar dari luar.
H.
Usaha Untuk
Melestarikan Energi
a.
Pembangkit tenaga dari Energi Angin.
Gerakan udara kita sebut
dengan angin. Output maksimal yang dapat dihasilkan oleh angin melebihi 150 –
200 watt/m2. Kincir angin walaupun dengan diameter yang sangat besar hanya
akan menghasilkan energi listrik yang sangat kecil. Kecepatan angin
berubah-ubah tergantung pada letak, bahkan pada kedudukan tempat yang sama
angin tergantung pada musim dan waktu hari. Kadang-kadang perbedaan kecepatan
tergantung letaknya diujung / dibawah menara. Angin merupakan bentuk energi
yang tersedia dialam dan perlu dimanfaatkan sebagai bagian dari memperkaya
sumber energi dan pengembangan ilmu pengetahuan, diantaranya kincir angin, ada
dua macam bentuk : kincir angin dengan sumbu horizontal dan sumbu vertical.
Sumbu horizontal dilengkapi pengontrol azimuth diantara tipenya :
·
Sayap banyak, biasanya digunakan diladang-ladang
pada masa lalu.
·
Belanda, di negeri belanda dimanfaatkan oleh
para petani untuk mengairi sawah
·
Baling-baling.
Tipe sumbu vertical tidak
dipengaruhi oleh arah angin dan tidak memerlukan pengontrol azimuth, mempunyai
kelemahan pada perputarannya, sangat rendah dan inersia putaranya berat.
Diantara tipe-tipe yang ada yang paling cocok untuk pembangkit tenaga adalah
tipe baling-baling dengan putaran cepat dan terkontrol.
Jika kincir menyerap energi kinetic secara
sempurna, output nya dinyatakan sebagai Lo, harus sebanding dengan kuadrat
diameter kincir pangkat tiga kecepatan angin, dirumuskan :
Lo = ½ ρπ R2V3
Dimana :
ρ = kepadatan aliran………kg/m3
R = radius kincir…..m
V = kecepatan angin
Out put maksimum yaitu L omak ditentukan oleh rumus :
L omak = 8/27 ρπ R2V3
Evisiensi maksimum :
ή= L omak / Lo = 16/27 = 0, 593
Contoh soal :
Sebuah pembangkit tenaga listrik tenaga angin mempunyai efisiensi sebesar
40 %, jika daya yang dihasilkan sebesar 100 kw. Hitunglah daya maksimum dari
pembangkit tersebut ?
Penyelesaian :
Diketahui :
ή = 40 % = 0,4
P = 100 kw
Ditanyakan : Po…?
Jawab:
: L omak / Lo = P/Po = 0,4
0,4Po = P
0,4 Po = 100kw
Po = 100 kw/0,4
Po = 250 kw.
b. Pembangkit
tenaga dari Energi Air.
Bendungan / waduk jatiluhur, Karang kates, dan
saguling merupakan bentuk penyimpanan energi potensial yang selanjutnya diubah
menjadi energi listrik, untuk pengairan, dan kelestarian lingkungan, Jika pada
suatu ketinggian terdapat volume air yang sedemikian besar maka kandungan air
tersebut dapat dimanfaatkan sbagai sumber energi. Jumlah energi yang tersimpan
dirumuskan :
PE = mg ∆ Z
M = masa debit air……kg
.g = gravitasi ……9,81 m/s2
∆Z = perubahan alevasi.meter
PE = Energi potensial tersimpan…..joule
Persamaan dapat ditulis sebagai :
Ep = mgh
M = masa debit air…..kg
.g = grafitasi………9,81 m/s
H = ketinggian……..meter
Ep = Energi potensial tersimpan…joule
Contoh soal :
Sebuah bendungan air berada pada ketinggian 200 m, dimanfaatkan sebagai
tenaga listrik yang menjatuhkan 1 m3 air per detik dan grafitasi bumi 10
m/detik3 .Tentukan daya listrik yang dihasilkan oleh generator bila
mempunyai :
a. Efisiensi 100%
b. Efisiensi 60%
c. Efisiensi 40%
Penyelesaian :
Diketahui : Ketinggian h = 200 m
Volume air = 1 m3 = 1000dm3
Kesetaraan volume air dan masa air, 1 dm3 = 1kg
Maka masa air, ma = 1000kg
Ditanyakan :
Daya listrik p,jika :
a. Efisiensi 100%
b. Efisiensi 60%
c. Efisiensi 40%
Penyelesaian :
Energi potensial yang dihasilkan tiap detik adalah
Ep = m g h
= 1000 x 200 x 10
= 2000.000 joule / 2000.000 watt.detik
Maka gaya generator listrik adalah
P = 2000.000 watt.detik / detik
P = 2000.000 watt / 2000 kVA
a.
P dengan efissiensi 100% = 100/100 x 2000.000 watt atau
2000 kVA daya dengan efisiensi 100% ini menandakan tidak ada energi yang hilang
atau menjadi bentuk energi lain. Hal ini hanya berdasarkan perhitungan saja dan
pada kenyataan tidak pernah terjadi.
b.
P dengan efisiensi 60% = 60/100 x 2000.000 watt =
1.200.000 watt atau 1200 kVA daya ini sangat mungkin terjadi.
c.
P dengan efisiensi 40% = 40/100 x 2000.000 watt =
800.000 watt atau 800 kVA daya ini amat sangat mungkin terjadi.
d.
Konversi Energi Nuklir.
Pengonversian massa dari
energi nuklir dalam suatu reaksi kimia adalah terlalu kecil untuk dideteksi,
pada reaksi nuklir energi yang dikeluarkan per reaksi adalah cukup besar,
sehingga pengonversian masa secara actual dapat dideteksi. Dalam reaksi
konversi energi, jumlah masa dan energi haruslah tetap sekaligus juga momentum.
Hukum ini bukan hanya sekedar berlaku pada setiap proses konversi energi. Nomor
atom Z adalah sama dengan jumlah proton (ion bermuatan positif) yang terdapat
didalam inti atom.
Massa sebuah atom lebih kecil
dari massa partikel / nucleon individual yang membentuknya. Kekurangan massa
dari suatu inti atom tertentu dapat dihitung sebagai :
Kekurangan Massa = zmp + (A – Z) mn – masa Nuklir
Pada suatu reaksi fisi / pembelahan akan membebaskan energi kira-kira
sebesar 200 Mev (3,2 x 10 – 11 joule) untuk setiap fisi. Ini sangat
besar disbanding jumlah energi yang dilepaskan dalam reaksi eksotermik, dimana
produk terakhir mengandung partikel yang masanya hamper sama dengan masa inti
sasaran mula-mula. Energi 200 Mev didistribusikan sebagai :
1.
170 Mev sebagai energi kinetic dari bagian-bagian fisi
2.
5 Mev energi kinetic neutron-neutron
3.
15 Mv energi (beta) dan sinar γ (gama)
4.
10 Mev energi neutrino yang dillepaskan dalam peluruhan
β- dari unsure-unsur fisi.
Berbagai cara orang
memanfaatkan energi yang tersedia dialam, energi dari biomasa, angin, air,
fosil dan batuan nuklir semuanya merupakan usaha dalam pemanfaatan kandungan
energi yang ada dialam untuk kesejahteraan hidup. Kita tidak dapat berbuat
apa-apa tanpa energi yang diperlukan setiap saat.
Berbagai cara pemanfaatan
energi baik energi yang berasal dari kelompok celestial maupun energi modal /
energi yang berasal dari sumber energi yang dapat diperbaharui harus
memperhatikan dampak terhadap lingkungan. Penggunaan yang berlebihan dan tidak
memperhatikan pelestarian serta pemeliharaan / batasan yang seimbang akan
berakibat pada kerusakan ekologi. Oleh karena itu untuk setiap pembangunan
pemanfaatan energi harus memenuhi pertimbangan tiga “E” yaitu :
5. Energi.
6. Ekologi.
7. Ekonomi.
Melimpahnya cadangan energi
yang beragam memungkinkan konsumsi enargi didapat dengan murah. Namun untuk
mewujudkannya diperlukan dana yang cukup besar sehingga factor ekonomi
mempunyai peran yang sangat besar. Demikian factor ekologi yang menyangkut
kelestarian alam perlu mendapatkan perhatian, baik pengelolaan maupun
pemeliharaan hendaknya jauh dari kerusakan yang fatal. Hukum alam akan selalu
menyeimbangkan lingkungan pada kondisi ekosistem yang tidak stabil dalam bentuk
bencana / gempa.
Dalam fisika terdapat hokum
kekekalan energi yang menjelaskan perubahan bentuk dari satu ke bentuk yang
lain sebagai hukum universal. Demikian juga ketika konsep energi dikembangkan,
ahli fisika secara bertahap menyadari behwa energi adalah kekal.
Usaha manusia untuk mencari
energi pengganti minyak bumi seperti uraian diatas hanyalah merupakan
alternative bagi manusia untuk dapat mempertahankan kehidupannya dibumi ini.
Minyak bumi merupakan sumber daya yang sangat penting untuk kehidupan, namun
sumber daya alam itu tidak dapat diperbaharui dan jumlahnya terbatas, sehingga
menusia perlu berusaha mencarisember energi lain bila ingin tetap
mempertahankan kehidupanya dengan anak cucu di masa yang akan datang.
Salah satu cara yang paling
ampuh adalah membatasi laju pertumbuhan penduduk, keikut sertaan dalam program
KB merupakan iuran untuk melestarikan manusia dimuka bumi yang hanya satu ini,
karena pernah diadakan penelitian bahwa di planet mars yang semula orang
menduga ada kehidupan ternyata yang diperoleh melalui satelit Marinir IV yang
ada hanyalah selapis tipis butiran salju yang tidak ada artinya bagi kehidupan
seperti di bumi, kadar oksigen mars jauh lebih sedikit dari dugaan semula,
bahkan ada data yang menerangkan tidak ada oksigen sama sekali, maka hanya bumi
ini lah satu-satunya harapan hidup anak cucu kita dimasa yang akan dating. Oleh
karena itu semua manusia di muka bumi ini bertanggung jawab atas kelestarian
bumi yang berarti eksistensi manusia ditentukan oleh manusia sendiri dan
dimulai dari sekarang.
Energi tidak dapat
diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, walaupun demikian kita perlu menghemat
energi. Dengan menghemat energi berarti kita juga menghemat biaya. Ada beberapa
cara untuk menghemat energi, antara lain dengan kita menggunakan lampu hemat
energi seperti lampu neon serta SL dan mematikan lampu jika tidak
diperlukan.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Alam dengan segala isinya
menyediakan kebutuhan yang sama kepada semua makhluk yang berada di dalamnya.
Kebutuhan yang terpenting begi makhluk hidup adalah energi, walaupun energi
tidak semua tersedia secara langsung, nemun melalui pengembangan tekhnologi
yang ada beragam energi telah dapat diwujudkan . Berbagai macam dan jenis
energi yang disediakan oleh alam diantaranya : energi air, energi angin, energi
bahan fosil, energi dari batuan nuklir, energi dari batuan batu bara, dan energi
yang amat sangat murah tersedia setiap hari adalah energi panas matahari.
Diantara energi-energi tersebut manusia ditantang
untuk mengembangkan dan memanfaatkam melalui rekayasa tekhnologi yang memadai.
Energi panas matahari adalah salah satu bentuk energi yang sangat ramah
lingkungan belum maksimal dikembangkan dan secara tradisional masih
dimanfaatkan oleh seluruh makhlik yang ada dipermukaan bumi. Tekhnologi kincir
angin merupakan pengembangan pemanfaatan energi angin, reactor nuklir merupakan
pengembangan energi dari bahan bakar niklir, dan pengembangan energi hydra
dengan memanfaatkan sebagai bahan bakunya dalam wadah bendungan / waduk.
Energi secara umum dikelompokkan menjadi dua bagian besar yaitu :
1.
Energi colestrial / energo perolehan, merupakan energi
yang mencapai bumi dari angkasa luar, diantaranya :
1) EnergiSurya
2) Energi Bulan
3) Elektromagnetik
4) Energi Partikel
5) Energi Grafitasi dari
bintang-bintang, planet dan bulan
6) Energi potensial meteor yang sedang
memasuki atmosfer bumi.
2.
Energi modal (Capital Energi), yang telah berada di
dalam bumi, diantaranya :
1) Sumber energi atom
2) Sumber energi panas bumi
(geothermal).
B. Saran
Kelompok kami menyarankan agar
kita semua dapat menjaga dan memelihara alam terutama lingkungan di sekitar
kita, karena alam merupakan sumber energi yang utama, contoh energi yang
berasal dari alam, antara lain: energi air, enegi angin, energi bahan fosil,
energi dari batuan nuklir, energi dari batuan bara, dan energi yang amat sangat
murah tersedia setiap hari adalah energi panas matahari.
Dan kita dapat mengembangkan
melalui rekayasa teknologi memadai sehingga dapat menciptakan energi – energi
baru yang ramah lingkungan.
Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan, walaupun demikian kita perlu menghemat energi. Dengan menghemat
energi berarti kita juga menghemat biaya. Ada beberapa cara untuk menghemat
energi, antara lain dengan kita menggunakan lampu hemat energi seperti lampu
neon serta SL dan mematikan lampu jika tidak diperlukan.
DAFTAR PUSTAKA
Ir. Hariwijaya
Soewandi, M.M.Estu Sinduningrum, S.T., M.T. : Ilmu Kealaman Dasar, Jakarta :
Grahalia Indonesia, Juni 2011.
Drs. Maskoeri
Jasin, Ilmu Alamiah Dasar, Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada, 2002.
Nuryani Rustaman
dkk, Materi dan Pembalajaran IPA SD, Jakarta : Universitas Terbuka, 2011.
Drs. Ali
Abdullah. Ir.Eny Rahma, Ilmu Alamiah Dasar, Jakarta, Bumi Aksara. 1991.
Dra. Sri
Soeyati, M.Si. DR.rer.nat Agus Salam, Gaya Usaha dan Energi, Jakarta : Bumi
Aksara, 2007
MAKALAH
SUMBER-SUMBER
ENERGI
Disusun Oleh :
Nama : Salsabila Iskandar
Kelas : VII. B
SMP PGRI ASTRA INSANI
|
|
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan segala puji syukur kepada Allah Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan karunia-Nya yang telah dilimpahkan kepada penulis, sehingga
penulis dapat menyelesaikan penyusunan Makalah Sumber Energi tersebut. Dalam
menyelesaikan laporan ini, penulis telah banyak mendapat bantuan, bimbingan dan
dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan banyak
terima kasih kepada pihak–pihak yang telah membantu baik dukungan moril maupun
materiil dan yang memberikan motivasi dalam penyusunan Makalah Sumber-Sumber
Energi tersebut.
Semoga Allah Yang Maha Kuasa memberi
rahmat dan hidayah-Nya kepada semua pihak yang telah membantu dalam
menyelesaikan makalah ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini
masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran
yang membangun untuk perbaikan laporan ini.Akhir kata penulis berharap semoga
laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.
Penyusun,
Salsabila Iskandar
|
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................ I
DAFTAR ISI............................................................................................................ II
BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1
A.
Latar Belakang Masalah.......................................................................... 1
B.
Rumusan Masalah.................................................................................... 1
C.
Tujuan penulisan...................................................................................... 2
BAB II KAJIAN TEORI........................................................................................ 3
A.
Pengertian Energi dan Macamnya........................................................... 3
B.
Energi Matahari....................................................................................... 7
C.
Energi Panas Bumi................................................................................... 9
D.
Energi Angin............................................................................................ 10
E.
Energi Pasang Surut................................................................................. 10
F.
Energi Biogas........................................................................................... 11
G.
Energi Biomasa........................................................................................ 12
H.
Usaha Untuk Melestarikan Energi........................................................... 13
BAB III PENUTUP................................................................................................. 19
A.
Kesimpulan.............................................................................................. 19
B.
Saran........................................................................................................ 20
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................. 21
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar