KONVERSI ENERGIDHOVIER M ALI D41113508

Konsentrasi Teknik Energi Listrik

Program Studi S1 Teknik ElektroFakultas TeknikUniversitas HasanuddinMakassar2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah berkenan memberi petunjuk dan kekuatan kepada penulis sehingga makalah mengenai Konversi Energi ini dapat diselesaikan.Penulis juga sangat berterimakasih kepada Dosen Pengajar Dr.Eng. YUSRI SYAM AKIL,ST.MT karena mampu meningkatkan motivasi belajar dengan pengalaman studinya di luar negeri. Juga kepada pengawas dan staf Perpustakaan UIN ALAUDIN, yang mengizinkan saya ikut belajar di perpustakaan UIN, karena kurangnya Fasilitas di kampus Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin di Gowa.

Makalah ini disusun dan dibuat berdasarkan materi - materi yang ada. Materi materi bertujuan agar dapat menambah pengetahuan dan wawasan siswa dalam bidang energi, baik energi terbarukan sampai bahan bakar fosil.Dasar konversi energi listrik merupakan matakuliah yang mengenalkan konsep dasar tentang pengkonversian energi listrik serta dapat menghitung besarnya energi yang dibangkitkan. bidang konversi energi yang begitu luas dan aktual yang hampir meliputi seluruh disiplin ilmu, terutama Termodinamika, Mekanika Fluida, Perpindahan Panas serta konsep-konsep dasar perpindahan energi dan konversi energi, Ilmu pengetahuan, ini tentu saja harus dilengkapi dengan pengetahuan tentang sistem fisik yang melaksanakan konversi energi tersebut.

Oleh sebab itu, kami berharap penyusunan makalah ini dapat mendongkrak semangat kami dalam belajar, khususnya pelajaran Konversi Energi ini. Serta dapat memperoleh nilai Konversi Energi yang memuaskan.Meskipun makalah ini masih jauh dari nilai sempurna, kami tetap berharap, makalah ini dapat memberikan manfaatnya kepada kita semua.Gowa, 24 Maret 2015Dhoviar M. Ali

DAFTAR ISIDaftar IsiBAB I5ENERGI5I.1 Pengertian5I.2 Klasifikasi Energi5I.3 Konsumsi Energi Indonesia7I.4 Satuan Daya dan Energi8I.5 Hukum Energi10I.6 Penggunaan Energi di Indonesia10BAB II11BAHAN BAKAR KONVERSI ENERGI11II.1 Bahan Bakar Fosil11II.1.2 Komposisi Bahan Bakar Fosil11II.1.3 Proses Pengeboran Bahan Bakar Fosil12II.1.4 Dampak Negatif dan kerugian dari Penggunaan Bahan Bakar Fosil13II.2 Tenaga Surya15II.2.1 Iradasi dan Radiasi15II.2.2 Waktu Puncak Matahari15II.2.3 Perbedaan Sudut Datang Matahari16II.3 Energi Nuklir17II.3.1 Reaktor Fisi17II.3.2 Reaktor Fusi18II.3.3 Keuntungan Energi Nuklir18II.3.4 Kerugian Energi Nuklir18BAB III19PRODUKSI ENERGI19III.1 Produksi Energi Termal19III.1.1 Konversi Energi Mekanik19III.1.2 Konversi Energi Listrik19III.1.3 Konversi Energi Elektromagnetik20III.1.4 Konversi Energi Nuklir20III.2 Konversi Energi Mekanis21III.2.1 Klasifikasi Mesin-Mesin Konversi Energi21Motor pembakaran dalam21BAB IV23PENUTUP23IV.1 KESIMPULAN23IV.2 SARAN23Daftar Tabel Gambar24Daftar Pustaka25

BAB IENERGII.1 PengertianSecara sederhana, energi adalah hal yang membuat segala sesuatu di sekitar kita terjadi, kita menggunakan energi untuk semua hal yang kita lakukan. Energi ada di semua benda: manusia, tanaman, binatang, mesin, dan elemen-elemen alam (matahari, angin, air dsb).kapasitas di mana semua obyek yang ada harus melakukan tugasnya. Sumber Energi

I.2 Klasifikasi EnergiAda banyak sumber-sumber energi utama dan digolongkan menjadi dua kelompok besar yang dibahas pada alinea-alinea berikut:Energi konvensional adalah energi yang diambil dari sumber yang hanya tersediadalam jumlah terbatas di bumi dan tidak dapat diregenerasi. Sumber-sumber energi ini akan berakhir cepat atau lambat dan berbahaya bagi lingkungan.Energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber alami seperti matahari, angin, dan air dan dapat dihasilkan lagi dan lagi. Sumber akan selalu tersedia dan tidak merugikan lingkungan.Sumber-sumber energi Konvensional dan Terbarukan bisa dikonversikan menjadi sumbersumber energi sekunder, seperti listrik. Listrik berbeda dari sumber-sumber energi lainnyadan dinamakan sumber energi sekunder atau pembawa energi karena dimanfaatkan untuk menyimpan, memindahkan atau mendistribusikan energi dengan nyaman. Sumber energi primer diperlukan untuk menghasilkan energi listrik.Jenis - Jenis Energia. Energi Mekanik Energi yang tersimpan dalam energi kinetik atau energi potensial dan dapat ditransisi atau transfer untuk menghasilkan usaha/kerja.b. Energi Listrik Energi yang berkaitan dengan akumulasi arus elektron dan bentuk transisi atau transfernya adalah aliran elektron melalui konduktor jenis tertentu. Energi listrik dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatis dan merupakan energi yang berkaitan dengan medan listrik akibat terakumulasinya muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor. Energi medan listrik ekivalen dengan energi medan elektromagnetis yang sama dengan energi yang berkaitan dengan medan magnet yang timbul akibat aliran elektron melalui kumparan induksi.c. Energi Kimia Energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron di mana dua atau lebih atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan. Bila energi dilepas dalam suatu reaksi maka reaksinya disebut reaksi eksotermis yang dinyatakan dalam kJ, BTU, atau kkal. Bila dalam reaksi kimia energinya terserap maka disebut dengan reaksi endotermis. Sumber energi bahan bakar yang sangat penting bagi manusia adalah reaksi kimia eksotermis yang pada umumnya disebut reaksi pembakaran. Reaksi pembakaran melibatkan oksidasi dari bahan bakar fosil.d. Energi Nuklir Energi nuklir adalah energi dalam bentuk energi tersimpan yang dapat dilepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini dilepas sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi yang lebih stabil. Satuan yang digunakan adalah juta-an elektron reaksi. Reaksi nuklir dapat terjadi pada peluluhan radioaktif, fisi, dan fusi.e. Energi Termal (Panas) Merupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalah semua energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas. Sebaliknya, pengonversian dari energi termal ke energi lain dibatasi oleh hukum Thermodinamika II. Bentuk energi transisi dan energi termal adalah energi panas (kalor), dapat pula dalam bentuk energi tersimpan sebagai kalor laten atau kalor sensibel yang berupa entalpi.

I.3 Konsumsi Energi IndonesiaEnergi di Indonesia Sektor energi adalah salah satu sektor terpenting di Indonesia karena merupakan dasar bagi semua pembangunan lainnya. Ada banyak tantangan yang terkait dengan energi, dan salah satu hal yang menjadi perhatian pemerintah Indonesia adalah bagaimana memperluas jaringan listrik, terutama dengan membangun infrastruktur pasokan listrik ke daerah perdesaan. Masih ada banyak daerah perdesaan yang sering mengalami pemadaman listrik oleh karena infrastruktur yang tidak memadai. Banyak tempat yang tidak memiliki akses terhadap infrastruktur listrik, sehingga masyarakat menggunakan sumber-sumber energi yang mahal dan tidak efisien, seperti lampu minyak tanah dan genset, atau kayu untuk memasak. Pada tahun 2008, tingkat rata-rata ketersediaan jaringan listrik di Indonesia adalah 65%. Pemerintah memiliki rencana untuk meningkatkan akses publik terhadap listrik, yang akan bisa mempercepat peningkatkan pembangunan di lokasi-lokasi yang terisolasi. Dulu, tujuan utama pengadaan jaringan listrik adalah menghubungkan desa desa dengan jaringan listrik PLN, yang bukan merupakan solusi praktis untuk dapat menjangkau semua tempat di Nusantara.

Oleh karena ada kekuatiran mengenai keamanan energi dan perubahan iklim, maka Indonesia berencana untuk meningkatkan porsi pemanfaatan energi terbarukan, yang sangat sesuai untuk dikembangkan di daerah daerah perdesaan dan daerah terpencil. Kebijakan Energi Nasional saat ini telah menetapkan target pembangunan energi jangka-panjang, meningkatkan peran energi yang baru dan terbarukan hingga 25% dari konsumsi energi primer pada tahun 2025. Dukungan yang lebih besar dari para pemangku kepentingan dan pelaksanaan teknologi yang telah disempurnakan bisa melampaui sasaran tersebut, di mana 25% sumber-sumber energi berasal dari sumber energi baru dan terbarukan pada tahun 2025. Sasaran yang ambisius ini disosialisasikan sebagai Visi 25/25.

Gambar no.2 Konsumsi energi PrimerI.4 Satuan Daya dan EnergiMemahami energi Gaya Kerja DayaBeberapa istilah dasar dan definisi yang digunakan untuk menjelaskan energi dijelaskan pada bagian ini.

KonsepGaya adalah sesuatu yang mengubah kondisi diam atau bergerak dari sesuatu yang lain.Contoh: sebuah pena ditempatkan di ujung meja. Jika saya mendorong pena tersebut, maka saya memberikan gaya terhadap pena tersebut, dan pena yang ada di meja akan bergerak dan mungkin jatuh ke lantai jika saya mendorongnya cukup kuat, yaitu memberikan gaya yang cukup kuat terhadap pena tersebut.

Kerja adalah kegiatan yang melibatkan gaya dan gerakan. Kerja dilakukan ataudiselesaikan.Contoh: Pena anda telah merampungkan tugas jika jatuh dari meja.

Daya adalah kecepatan melakukan pekerjaan atau kecepatan menggunakan energi, yangsama oleh karena orang harus menggunakan sejumlah energi yang setara denganpekerjaan yang telah diselesaikan. Contoh: Untuk menyelesaikan kerjanya(jatuh dari meja), pen anda telah menggunakan Daya.

EnergiEnergi adalah kapasitas untuk melakukan tugas. Anda harus memiliki sejumlah energi yang ada yang anda pakai agar bisa menyelesaikan pekerjaan. Obyek juga menerima energi pada saat tugas dilakukan atasnya.

UnitJouleJoule (J) adalah satuan pengukur energi. Oleh karena joule adalah satuan yang kecil, maka digunakan satuan yang lebih besar:- kilojoule (kJ): 1kJ=1000J- megajoules (MJ): 1MJ=1000kJ- gigajoules (GJ): 1GJ=1000MJ

Daya didefinisikan sebagai kecepatan di mana energi dipakai. Diukur menggunakan J/detik atau J/jam. Akan tetapi satuan yang lazim dipakai dalam kehidupan sehari-hari adalah Watt (W), yang sebenarnya merupakan satuan yang agak membingungkan karenatidak menyampaikan konsep mengenai kecepatan penggunaan energi seperti halnyajoule. Watt didefinisikan sebagai berikut:1 W = 1 J/detikSatuan yang lebih besar bisa juga digunakan:- kilowatts (kW): 1 kW = 1 kJ/detik- megawatts (MW): 1 MW = 1000 kW/detik- gigawatts (GJ/detik): 1 GW = 1000 MW/detik

Energi juga bisa diukur menggunakan satuan watt jam (Wh) atau yang lebih lazim:- kilowatt-hours (kWh) : 1 kWh=1000 Wh- megawatt-hours (MWh): 1 MWh =1000 kWh.Kilowat-jam terkait dengan megajoulesebagai berikut:1 kJ/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam = 3600 kJSatuan kilowatt-jam bebas dari waktu. Tidak berarti bahwa tenaga 1 kW telah dipakaiselama 1 jam. Pengukuran ini berarti 3.6MJ energi telah dipakai selama jangka waktu yang tidak ditentukan, bisa satu menit, satu hari atau satu bulan.

I.5 Hukum EnergiEnergi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan; selalu ada jumlah energi yang sama di sana dalam satu bentuk atau yang lainnya. Energi dipendam atau disimpan. Bentuk energi apapun bisa dikonversi menjadi bentuk energi yang lain. Namun, konversi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya sering sangat tidak efisien. Hal ini berarti ada kehilangan dan energi yang bisa dipakai untuk mengerjakan sesuatu berkurang pada setiap transformasinya.

I.6 Penggunaan Energi di IndonesiaAda tiga sektor utama energi di mana energi digunakan di Indonesia.Sektor industritermasuk fasilitas dan peralatan yang digunakan untuk produksi, pertanian, pertambangan, dan konstruksi.

Sektor transportasiTerdiri dari kendaraan bermotor yang mengangkut orang dan barang, seperti mobil,truk, sepeda motor, kereta api, pesawat terbang dan kapal.

Sektor komersial/residensialTerdiri dari rumah tinggal, bangunan komersial seperti gedung perkantoranbertingkat, pusat perbelanjaan, usaha kecil seperti warung dan industri rumah tangga.

Gambar 3. Pembagian Konsumsi Energi Primer per Sektor pada 2011BAB IIBAHAN BAKAR KONVERSI ENERGI

II.1 Bahan Bakar FosilBahan bakar fosil adalah bahan bakar yang berasal dari pelapukan sisa makhluk hidup yang membentuk minyak bumi/batu bara/gas alam. Energi fosil tersimpan dalam bentuk bahan bakar minyak, batu bara, dan gas. Bahan bakar ini berasal dari fosil-fosil yang telah terbenam dalam perut bumi miliyaran tahun yang silam, ada yang mengatakan minyak dan gas berasal dari fosil-fosil binatang laut dan binatang darat, sedangkan batu bara dari fosil-fosil kayu-kayu. Bahan bakar fosil ini diperoleh dengan jalan menambang dari dalam perut bumi, minyak dan gas melalui pengeboran, sedangkan batu bara diperoleh melalui pengalian permukaan atau dalam tanah.Bahan bakar minyak diperkirakan akan habis pada akhir abad ke XXI. Gas alam diprediksi oleh para ahli akan habis kurang lebih 100 tahun lagi, sedangkan cadangan batu bara akan habis lebih kurang 200 sampai 300 tahun yang akan datang. Ketiga jenis bahan bakar fosil tersebut dikategorikan sebagai energi yang kurang akrab lingkungan karena kadar polusinya cukup tinggi. Kadar CO2 semakin meningkat akhir-akhir ini, menyebabkan suhu udara menjadi meningkat, mengakibatkan sebagian es di kutub mencair dan tinggi permukaan laut terus meningkat yang lambat laun akan mengakibatkan banjir besar di kota-kota yang berada di tepi pantai di seluruh dunia.

II.1.2 Komposisi Bahan Bakar FosilMinyak bumi (petroleum) adalah hidrokarbon cair yang berasal dari sisa tumbuhan dan hewan di lautan.Minyak bumi terbentuk akibat: Pembusukan sisa makhluk hidup oleh mikroorganisme. Terpendamnya sisa makhluk hidup di dalam lapisan kulit bumi. Peningkatan suhu dan tekanan mengubah sisa makhluk hidup menjadi minyak bumi. Minyak bumi masuk ke dalam pori-pori tanah dan terkonsentrasi di daerah yang kedap. Minyak bumi berasal dari lautan, dan berada di darat akibat pergerakan lempeng bumi.Batu bara adalah hidrokarbon padat yang berasal dari sisa tumbuhan yang membentuk batuan sedimen yang dapat terbakar.Gas alam adalah hidrokarbon gas yang berasal dari sisa tumbuhan dan hewan di lautan, dan terbentuk bersamaan dengan minyak bumi.

II.1.3 Proses Pengeboran Bahan Bakar FosilProses pengambilan minyak bumi: Minyak bumi diambil melalui sumur minyak yang dibor di daratan atau dasar laut di kedalaman 3-4 km. Minyak bumi mentah (crude oil) kemudian ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan menuju kilang minyak. Minyak bumi mentah selanjutnya akan diolah sehingga dapat dimanfaatkan. Minyak bumi mentah adalah hidrokarbon cair kental hitam dan berbau yang mengandung 500 jenis hidrokarbon dari suku ke-1 sampai ke-50.Pengolahan minyak bumi mentah dilakukan melalui dua tahap, yaitu desalting dan destilasi bertingkat (refining).Desalting adalah proses penghilangan elektrolit dan senyawa anorganik lainnya dengan: Menambahkan air sehingga elektrolit larut dalam air. Menambahkan asam dan basa sehingga senyawa anorganik bereaksi dengannya.

Destilasi bertingkat adalah proses penyulingan minyak bumi mentah yang memisahkan hidrokarbon menjadi fraksi-fraksi berdasarkan perbedaan titik didih. Cara kerja destilasi bertingkat: Minyak bumi mentah dipanaskan pada suhu sekitar 350-400oC. Minyak bumi mentah yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam menara fraksionasi/ kolom distilasi. Di dalam menara fraksionasi, terbentuk campuran hidrokarbon yang mendidih pada jangka suhu tertentu, akibat perbedaan jumlah atom C, jumlah cabang, dll. Fraksi-fraksi hidrokarbon kemudian dipindahkan menuju pipanya masing-masing untuk diolah lebih lanjut.

II.1.4 Dampak Negatif dan kerugian dari Penggunaan Bahan Bakar FosilPencemaran udara terutama di kota-kota besar telah menyebabkan turunnya kualitas udara sehingga mengganggu kenyamanan lingkungan bahkan telah menyebabkan terjadinya gangguan kesehatan. Menurunnya kualitas udara tersebut terutama disebabkan oleh penggunaan bahan bakar fosil yang tidak terkendali dan tidak efisien pada sarana transportasi dan industri yang umumnya terpusat di kota-kota besar, disamping kegiatan rumah tangga dan kebakaran hutan. Hasil penelitian dibeberapa kota besar (Jakarta, Bandung, Semarang dan Surabaya) menunjukan bahwa kendaraan bermotor merupakan sumber utama pencemaran udara.

Dampak Terhadap Cuaca Dan IklimSelain menghasilkan energi, pembakaran sumber energi fosil (misalnya: minyak bumi, batu bara) juga melepaskan gas-gas, antara lain karbon dioksida (CO2), nitrogen oksida (Nox),dan sulfur dioksida (SO2) yang menyebabkan pencemaran udara (hujan asam,smoga dan pemanasan global).Emisi Nox (Nitrogen oksida) adalah pelepasan gas Nox ke udara. Di udara, setengah dari konsentrasi Nox berasal dari kegiatan manusia (misalnya pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi), dan sisanya berasal dari proses alami (misalnya kegiatan mikroorganisme yang mengurai zat organik).Di udara, sebagian Nox tersebut berubah menjadi asam nitrat (HNO3) yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam.Emisi SO2 (Sulfur dioksida) adalah pelepasan gas SO2 ke udara yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan peleburan logam. Seperti kadar Nox di udara, setengah dari konsentrasi SO2 juga berasal dari kegiatan manusia. Gas SO2 yang teremisi ke udara dapat membentuk asam sulfat (H2SO4) yang menyebabkan terjadinya hujan asam.Emisi gas Nox dan SO2 ke udara dapat bereaksi dengan uap air di awan dan membentuk asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam kuat. Jika dari awan tersebut turun hujan, air hujan tersebut bersifat asam (pH-nya lebih kecil dari 5,6 yang merupakan pH hujan normal), yang dikenal sebagai hujan asam. Hujan asam menyebabkan tanah dan perairan (danau dan sungai) menjadi asam. Untuk pertanian dan hutan, dengan asamnya tanah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman produksi. Untuk perairan, hujan asam akan menyebabkan terganggunya makhluk hidup di dalamnya. Selain itu hujan asam secara langsung menyebabkan rusaknya bangunan (karat, lapuk).Smoga merupakan pencemaran udara yang disebabkan oleh tingginya kadar gas Nox, SO2, O3 di udara yang dilepaskan, antara lain oleh kendaraan bermotor, dan kegiatan industri. Smog dapat menimbulkan batuk-batuk dan tentunya dapat menghalangi jangkauan mata dalam memandang.Emisi CO2 adalah pemancaran atau pelepasan gas karbon dioksida (CO2) ke udara. Emisi CO2 tersebut menyebabkan kadar gas rumah kaca di atmosfer meningkat, sehingga terjadi peningkatan efek rumah kaca dan pemanasan global. CO2 tersebut menyerap sinar matahari (radiasi inframerah) yang dipantulkan oleh bumi sehingga suhu atmosfer menjadi naik. Hal tersebut dapat mengakibatkan perubahan iklim dan kenaikan permukaan air laut.Emisi CH4 (metana) adalah pelepasan gas CH4 ke udara yang berasal, antara lain, dari gas bumi yang tidak dibakar, karena unsur utama dari gas bumi adalah gas metana. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang menyebabkan pemasanan global.Batu bara selain menghasilkan pencemaran (SO2) yang paling tinggi, juga menghasilkan karbon dioksida terbanyak per satuan energi. Membakar 1 ton batu bara menghasilkan sekitar 2,5 ton karbon dioksida. Untuk mendapatkan jumlah energi yang sama, jumlah karbon dioksida yang dilepas oleh minyak akan mencapai 2 ton sedangkan dari gas bumi hanya 1,5 ton.Dampak Terhadap Perairan Eksploitasi minyak bumi, khususnya cara penampungan dan pengangkutan minyak bumi yang tidak layak, misalnya: bocornya tangker minyak atau kecelakaan lain akan mengakibatkan tumpahnya minyak (ke laut, sungai atau air tanah) dapat menyebabkan pencemaran perairan. Pada dasarnya pencemaran tersebut disebabkan oleh kesalahan manusia. Pencemaran air oleh minyak bumi umumnya disebabkan oleh pembuangan minyak pelumas secara sembarangan. Di laut sering terjadi pencemaran oleh minyak dari tangki yang bocor. Adanya minyak pada permukaan air menghalangi kontak antara air dengan udara sehingga kadar oksigen berkurang.Dampak Terhadap Tanah Dampak penggunaan energi terhadap tanah dapat diketahui, misalnya dari pertambahan batu bara. Msalah yang berkaitan dengan lapisan tanah muncul terutama dalam pertambangan terbuka (Open Pit Mini)

II.2 Tenaga SuryaTenaga surya senantiasa mencapai Bumi, 24 jam sehari, tujuh hari seminggu. Cahaya matahari mengandung tenaga yang sedemikian banyaknya, sehingga bahkan sebagian cahaya matahari yang jatuh di gurun Sahara akan cukup memenuhi kebutuhan energi untuk semua kebutuhan energi umat manusia. Pada saat matahari tengah hari, tenaga surya mencapai permukaan bumi dengan nilai energi puncak sebesar satu kilowatt (1 kW) per meter persegi per jam. Jadi, jika semua energi ini bisa ditampung, maka akan bisa menyediakan semua kebutuhan tenaga listrik di setiap negara yang ada di bumi ini. Pendek kata, tenaga surya adalah energi yang berasal dari matahari.

II.2.1 Iradasi dan RadiasiJumlah tenaga surya tersedia persatuan luas disebut radiasi. Jika initerjadi selama periode waktu tertentu maka disebut iradiasi atau insolation. Radiasi matahari adalah integrasi atau penjumlahan penyinaran matahari selama periode waktu. Simbol = I Unit kW/m2 = atau Watt/m2 Mengukur device = pyranometer atau berdasarkan referensi sel surya Nilai Puncak = 1kW/m2 (=1000W/

II.2.2 Waktu Puncak MatahariIradiasi harian disebut waktu puncak matahari. Jumlah waktu puncak matahari puncak untuk hari adalah jumlah waktu dimana energi pada tingkat 1 kW/m akan memberikan sebuah jumlah yang equivalen untuk total energi hari tersebut . waktu puncak matahari (Peak Sun Hours(PSH)) diperlukan untuk mengukur sistem surya dengan benar. Gambar 4. Kurva iradiasi matahariII.2.3 Perbedaan Sudut Datang MatahariSudut yang berbeda:Sudut DatangSudut datang adalah sudut antara permukaan dan matahari: Daya maksimum diperoleh ketika sudut datang adalah 90 derajat.

Ketinggian sudutKetinggian sudut adalah sudut matahari terhadap dari horizontal bumi. Sudut ketinggian bervariasi sepanjang tahun sebagaimana matahari bergerak pada lintasannya melewati dua tropis (Capricorn dan Cancer).

Sudut LintangSudut lintang adalah sudut antara garis yang ditarik dari sebuah titik pada permukaan bumi ke pusat bumi. Bidang datar ekuator dengan bentuk permukaan bumi khatulistiwa yang ditetapkan sebagai 0 derajat garis lintang (0o L). Sudut Lintang adalah Tropic of Cancer (23,45 derajat lintang) dan Tropic of Capricorn (-23,45 derajatlintang). Ini mewakili miring maksimum dari kutub utara dan selatan ke arah matahari.

Sudut azimut matahariSudut azimut matahari adalah sudut antara proyeksi sinar matahari pada bidang horizontal terhadap utara (dibelahan bumi selatan) atau selatan (dibelahan bumi utara).

Sudut jamSudut jam adalah jarak antara garis bujur pengamat dan garis bujur bidang datar matahari. Pada siang hari, sudut jam adalah nol. Sudut jam meningkat setiap jam sebesar 15 derajat. Gambar 5. Perbedaan Sudut datang matahari tiap Musimnya

II.3 Energi NuklirPembangkit Listrik Tenaga Nuklir, panas yang dipakai dihasilkan dari proses reaksi pembelahan inti Uranium di dalam reaktor nuklir. Sebagai bahan pemindah panas tersebut digunakanlah air yang secara terus-menerus disirkulasikan selama proses

II.3.1 Reaktor FisiDalam PLTN Reaktor fisi, terjadi reaksi fisi di dalam reaktornya. Reaksi fisi adalah reaksi pemecahan inti atom. Dengan memecah atom, akan diperoleh tenaga yang cukup besar. Biasanya digunakan bahan uranium dan plutonium untuk reaksi fisi ini.Reaktor fisi dapat dikelompokan lagi menjadi:

a. Reaktor termalReaktor termal ini menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-moderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh moderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai.

b. Reaktor cepatDigunakan untuk menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi masing-masing. Gambar 6. Reaktor Cepat

II.3.2 Reaktor FusiDalam PLTN reaktor fusi, terjadi reaksi fusi di dalam reaktornya. Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti. Reaksi fusi dapat menghasilkan energi yang lebih besar dengan bahan bakar yang mudah di dapat dan tingkat polusi yang rendah. Bahan yang digunakan bisa didapat dari air. Namun reaktor ini tidak dapat dibuat karena diperlukan suhu sangat tinggi untuk keberlangsungan reaksi fusi. Kondisi suhu ini yang tidak dapat dipenuhi.

Gambar 7 . Reaktor Fusi

II.3.3 Keuntungan Energi NuklirEnergi nuklir adalah jauh bentuk paling terkonsentrasi energi, sehingga dapat diproduksi dalam jumlah besar selama jangka waktu yang singkat. Kemungkinan untuk produksi jangka panjang yang besar karena reaktor baru, di mana mahal dapat dibuat ketika yang lama usang. cadangan Minyak dan jenis bahan bakar fosil lainnya cenderung kehabisan di beberapa titik.

II.3.4 Kerugian Energi NuklirSalah satu kelemahan utama energi nuklir adalah bahwa ledakan menghasilkan radiasi nuklir, radiasi ini merugikan sel-sel tubuh yang dapat membuat manusia sakit atau bahkan menyebabkan kematian mereka. Penyakit dapat muncul atau memukul tahun orang setelah mereka terkena radiasi nuklir. Orang-orang yang rentan terhadap penyakit bahkan bertahun-tahun setelah mereka terkena radiasi nuklir. Radioaktif tingkat tinggi dipancarkan dari energi nuklir sangat berbahaya.

BAB IIIPRODUKSI ENERGI

III.1 Produksi Energi Termal

Energi termal adalah bentuk dasar energi. Semua jenis energi lain dapat dikonversi secara sempurna menjadi energi termal. Sebenarnya semua energi akan diturunkan menajdi energi termal, kecuali bila disimpan dalam bentuk lain.

III.1.1 Konversi Energi MekanikKonversi energi mekanik menjadi termal dapat disimpulkan dengan gesekan, gesekan dipandang sebagai suatu fenomena yang dihindari, namun kadang digunakan. Hal ini terutama dalam hal termodinamika ataupun pelumasan. Dalam setiap proses termodinamika,gesekan mengubah energi mekanik menjadi energi termal dan mejadikannya tidak dapat kemabli irrversible

III.1.2 Konversi Energi ListrikEnergi Listrik dapat dikonversi menjadi energi termal dengan proses pemanasan joule (Joule Heating process). Inilah yang dikatan dalam bentuk kerugian I2R yang terjadi bila sebuah arus dilewatkan pada R sebagai hasil perbedaan potensial E V . Kerugian daya yang di timbulkan atau laju konversi dinyatakan dalam satuan watt.Kerugian tenaga listrik dalam arus bolak-balik disebabkan faktor daya. Apabila energi listrik dilewatkan dalam sebuah kapasitor atau sebuah kumparan induksi, sebagian energi akan disimpan dalam medan listrik dan medan magnet yang sesuai dengan impedansi. Jika arus berbalik maka medan listrik dan medan magnet akan menghilang, menghasilkan pulsa energi listrik. Apabila impedansi kapasitif dan magnetik bertemu, energi yang tersimpan dlam medan listrik cukup untuk memberikan muatan pada medan magnet dan sebaliknya, tidak terdapat kerugian daya netto. Akan tetapi, apabila impedansi tidak bertemu, kelebihan energi akan diubah menjadi energi termal dan perusaan pembangkit daya tersebut harus mensuplai lebih banyak daya pada pelanggan daripada yang sebenarnya.III.1.3 Konversi Energi ElektromagnetikKonversi energi elektromagnetik menjadi energi termal dilangsungkan dalam beberapa jenis proses absorbsi. Untuk radiasi elektromagnetik energitinggi seperti radiasi sinar gammma dan sinar X. Proses absorbsi merupakan fenomena volumetrik. Pada sebagian besar bahan,absorbsi radiasi termal merupakan proses absorbsi permukaan. Sebagian bahan adalah tembus cahaya untuk panjang gelombang ultraviolet dan bagian tampak dari spektrum termal, tetapi tak tembus cahaya terhadap radiasi inframerh yang dipancarkan oleh kebayakan permukaan.III.1.4 Konversi Energi Nuklir Di luar dari SPUN, komponen-komponen yang ada sangatlah mirip dengan yang ada di PLTU. Oleh karena itu, orang yang bekerja di PLTN tidak hanya berasal dari lulusan teknik nuklir saja, tetapi juga dari bidang keteknikan yang lain seperti teknik mesin, teknik listrik, teknik kimia dan sebagainya. Lalu apa yang ada di dalam SPUN tersebut? Kita akan meninjau dua jenis PLTN yang banyak digunakan di dunia, yaitu jenis reaktor air tekan / RAT (Pressurized Water Reactor/PWR) dan reaktor air didih / RAD(Boiling Water Reactor/ BWR), Pada PLTN jenis RAT, kita bisa melihat bahwa uap yang kemudian akan masuk ke turbin ternyata dihasilkan disteam generator(SG) atau pembangkit uap. Jadi di sini yang bertindak sebagaiboileradalah SG.Bahan bakar nuklir berada di dalam teras reaktor (reactor core), dan teras reaktor berada di dalam bejana reaktor (reactor vessel). Bahan bakar akan mengalami reaksi fisi dan menghasilkan energi termal yang berada di material bahan bakar itu sendiri. Agar energi tersebut dapat dimanfaatkan, maka bahan bakar harus didinginkan menggunakan air pendingin. Jadi air pendingin ini akan mengalir ke dalam teras reaktor dari bawah, selanjutnya mengambil kalor dari bahan bakar, dengan demikian suhunya akan naik, dan selanjutnya keluar ke atas dari teras untuk selanjutnya masuk ke SG. Di dalam SG energi yang dikandung oleh air akan digunakan untuk menguapkan air yang akan masuk ke turbin. Air yang sudah dingin selanjutnya akan dikembalikan ke teras reaktor. Pada PLTN jenis ini, air pendingin reaktor dijaga jangan sampai mendidih, caranya dengan mempertahankan tekanan air tetap tinggi. Agar tujuan ini tercapai digunakan komponen yang disebutpressurizer(PRZ).

III.2 Konversi Energi MekanisEnergi meknik merupakan energi gerak, misal turbin air akan mengubah energi potensial menjadi energi mekanik untuk memutar generator listrik.

III.2.1 Klasifikasi Mesin-Mesin Konversi Energimesin-mesin konversi energi secara sederhana dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu mesin konversi energi konvensional dan mesin energi konversi non-konvensional. Mesin konversi energi konvensional umumnya menggunakan sumber energi konvensional yang tidak terbarui, kecuali turbin hidropower, dan umumnya dapat diklasifikasikan menjadi motor pembakaran dalam, motor pembakaran luar, mesin-mesin fluida, dan mesin pendingin dan pengkondisian udara. Mesin konversi energi non-konvensial umumya menggunakan energi yang dapat diperbarui, kecuali mesin energi konvensi berbahan dasar nuklir.

Motor pembakaran dalamMotor pembakaran dalam dikembangkan oleh Motos Otto, atau Beau de Roches merupakan mesin pengonvesi energi tak langsung, yaitu dari energi bahan bakar menjadi energi panas dan kemudian baru menjadi energi mekanis. Energi kimia bahan bakar tidak dikonversikan langsung menjadi energi mekanis. Bahan bakar standar motor bensin adalah isooktan (C8H18). Efisiensi pengonversian energinya berkisar 30%. Hal ini karena kerugian 50% (panas, gesek/mekanis, dan pembakaran tak-sempurna). Sistem siklus kerja motor bensin dibedakan atas motor bensin dua langkah (two stroke), dan empat langkah (four stroke).

1) Motor Bensin Dua LangkahMotor bensin dua langkah adalah motor yang pada dua langkah torak/piston (satu putaran engkol) sempurna akan menghasilkan satu langkah kerja.a) Langkah kompresi dimulai dengan penutupan saluran masuk dan keluar kemudian menekan isi silinder dan di bagian bawah, piston menghisap campuran bahan bakar udara bersih ke dalam rumah engkol. Bila piston mencapai titik mati atas, pembakaran dimulai.b) Langkah kerja atau ekspansi, dimuliai ketika piston bergerak mencapai titik tertentu sebelum titik mati atas busi memercikan bunga api, terjadilah kerja. Pada awalnya saluran buang dan saluran masuk terbuka. Sebagian besar gas yang terbakar keluar silinder dalam proses exhaust blowdown. Ketika saluran masuk terbuka, campuran bahan bakar dan udara bersih tertekan di dalam rumah engkol, mengalir ke dalam silinder. Piston dan saluran-saluran umumnya dibentuk membelokan campuran yang masuk langsung menuju saluran buang dan juga ditunjukkan untuk mendapatkan pembilasan gas residu secara efektif. Setiap siklus mesin dengan satu langkah tenaga diselesaikan dalam satu kali putaran poros engkol. Namun sulit untuk mengisi secara penuh volume langkah dengan campuran bersih, dan sebagian darinya mengalir langsung ke luar silinder selama langkah bilas.

2) Motor Bensin Empat LangkahMotor bensin empat langkah adalah motor yang pada setiap empat langkah torak/piston (dua putaran engkol) sempurna menghasilkan satu tenaga kerja (satu langkah kerja).a) Langkah pemasukan dimulai dengan katup masuk terbuka, piston bergerak dari titik mati atas dan berakhir ketika piston mencapai titik mati bawah. Udara dan bahan bakar terhisap ke dalam silinder. Langkah ini berakhir hingga katup masuk menutup.

b) Langkah kompresi, diawali ketika kedua katup tertutup dan campuran di dalam silinder terkompresi sebagian kecil dari volume awalnya. Sesaat sebelum akhir langkah kompresi, pembakaran dimulai dan tekanan silinder naik lebih cepat.

c) Langkah kerja, atau langkah ekspansi, yang dimulai saat piston hampir mencapai titik mati atas dan berakhir sekitar 45o sebelum titik mati bawah. Gas bertekanan tinggi menekan piston turun dan memaksa engkol berputar. Ketika piston mencapai titik mati bawah, katup buang terbuka untuk memulai proses pembuangan dan menurunkan tekanan silinder hingga mendekati tekanan pembuangan.

d) Langkah pembuangan, dimulai ketika piston mencapai titik mati bawah. Ketika katup buang membuka, piston mendorong keluar sisa gas pembakaran hingga piston mencapai titik mati atas. Bila piston mencapai titik mati atas, katup masuk membuka, katup buang tertutup, demikian seterusnya.

BAB IVPENUTUPIV.1 KESIMPULAN

Hal yang dapat kami simpulkan dalam hal adanya minyak bumi pada kehidupan kita, adalah minyak bumi merupakan sesuatu yang sangat berguna dan diperlukan oleh setiap manusia dalam kehidupan sehari-hari, hanya saja dikarenakan penggunaannya yang melebihi kekuatan bumi untuk menahan zat-zat berbahaya yang terkandung didalammnya, sehingga bumi perlahan-lahan mengalami perubahan suhu yang tak menentu dan kerusakan yang berakibat pada kelangsungan makhluk hidup yang terdapat didalamnya.Kebutuhan energi di dunia akan terus meningkat dan proyeksi peningkatannya sebesar 2% per tahun. Hal itu berarti bahwa negara-negara di dunia selalu membutuhkan dan harus memproduksi energi dalam jumlah yang besar sampai dua dekade mendatang. Minyak bumi sebagai sumber energi utama dunia diproyeksikan penggunaannya meningkat sebesar 2% per tahun sampai tahun 2015 mendatang, tetapi dengan perkiraan harga minyak tidak melampaui 25 dolar per barrel sebelum tahun 2015. Pertambahan penggunaan batubara juga terus meningkat sampai 50% pada tahun 2015. Kedua bahan bakar fosil tersebut masih menghadapi persaingan dan pengetatan aturan yang berhubungan dengan emisi karbon ke lingkungan. Penggunaan energi nuklir diproyeksikan mencapai 20% dari penggunaan total energi dunia sampai tahun 2015. Pertumbuhan penggunaan energi nuklir berkembang pesat di negara Perancis dan Jepang. Sementara itu, negara-negara di Asia sedang memulai untuk menggunakan nuklir sebagai pendukung program energi nasional. IV.2 SARANJika memang penggunaan minyak bumi yang banyak mengandung zat-zat yang berbahaya sudah dapat disiasati oleh bahan-bahan yang telah banyak ditemukan oleh para ilmuan di berbagai penjuru dunia, mengapa minyak bumi yang sekarang kita biasa kita gunakan sehari-hari tidak diganti oleh bahan-bahan tersebut yang telah terbukti dapat mengurangi dampak negative yang ditimbulkan terhadap bumi ini.Karena, mungkin dari situ, dampak negative yang berakibat pada kelangsungan hidup setiap makhluk yang ada di dunia ini tersebut dapat sedikit teratasi, walaupun tidak begitu besar pengaruh positif yang dirasakannya. Namun setidaknya, kita sudah menyelamatkan bumi meski masih belum maksimal .Daftar Tabel GambarNoNamaSumber

1Diagram Klasifikasi Energihttp://file.upi.edu/Direktori/E%20-%20FPTK/JUR.%20PEND.%20TEKNIK%20MESIN/195103171985031%20-%20MAMAN%20RAKHMAN/bahan%20ajar%20konversi%20energi%20bag%20I.pdf

2Konsumsi Energi Primer 2011Buku panduan. Sumber Energi Terbarukan. Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri

3Konsumsi Energi PERSEKTORBuku panduan. Sumber Energi Terbarukan. Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri

4Kurva iradiasi matahariBuku panduan. Sumber Energi Terbarukan. Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri

5Perbedaan Sudut datang matahari tiap MusimnyaBuku panduan. Sumber Energi Terbarukan. Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri

6reaktor CepatPEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIRKELOMPOK 6 . 2013

7Reaktor FusiPEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIRKELOMPOK 6 . 2013

Daftar Pustaka

Choi Won Seok. 2006 . Fisika Paling Mudah Sedunia . Bhuana Ilmu Populer . JakartaDepartment Of Energy-USA, "Nuclear Power", p57-64, International Energy Outlook 1996 - With Projection to 2015, Washington-D.C., May 1996. Djojonegoro,W., 1992, Pengembangan dan penerapan energi baru dan terbarukan, Lokakarya "Bio Mature Unit" (BMU) untuk pengembangan masyarakat pedesaan, BPPT, Jakarta. Jack Challoner. 2005 . Jendela Iptek Seri ENERGI . PT Balai Pustaka . BandungRama Prihandono. 2008 . Energi Hijau :Piliha Bijak menuju Negeri Mandiri Energi . Niaga Swadaya . JakartaTIM PNPM Contained Energy Indonesia .2010 . Buku panduan Sumber Energi Terbarukan. Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat (PNPM) Mandiri . JakartaNuclear Energy Institute, "Electricity Costs: Nuclear Closes Gap with Coal", Nuclear Energy Insight 96, Washington-D.C., September 1996. Zuhal,1995, Policy & Development Programs on Rural ElectriScation for next 10 years, Ditjen.Listrik & Pengembangan Energi, Departemen Pertambangan dan Energi, Jakarta.

.