SUMBER DAYA ENERGI

Ir. Sutarno, M.sc

Pengertian Energi

Energi Berasal dari bahasa

Yunani (energeia) yang berarti aktivitas.

Energi dapat di Defenisikan sebagai Kemampuan untuk melakukan pekerjaan

Sejarah Singkat Energi

Sumber energi pertama kali adalah Matahari, Karena Memberikan Panas dan Cahaya di

siang hari. Semakin berkembang nya zaman, banyak sumber energi yang ditemukan oleh

manusia seperti api, angin, air, batubara, minyak dan gas.

Bentuk energy

Energi Elektromagnetik yang bergerak dalam gelombang transversal. Contohnya cahaya, sinar x, sinar gamma dan gelombang radio.Energi Radiasi

Energi yang tersimpan dalam ikatan atom molekul. Biomassa, Minyak dan Gas Bumi adalah contoh energi kimia. Semakin banyak kandungan energi maka besar pula nilai kalor nya.Energi Kimia

Energi yang ditimbulkan oleh posisi relatif atau konfigurasi objek pada suatu system fisik. Contohnya adalah Gerakan.

Energi Potensial

Apa yang disimpan oleh baterai dan dapat digunakan untuk menyalakan senter atau alat lainnya.

Energi Listrik

Gerakan energy melalui zat dalam gelombang longitudinal (kompresi)

Energi suara

Energi yang dimiliki suatu benda karena sifatnya geraknya. Contoh nya pegas yang di tekan dan karet yang di renggangkan.

Energi Mekanik

Getaran atau Gerakan atom dan molekul di dalam zat. Ketika suatu objek memanas, maka atom atau molekulnya bergerak sehingga bertabrakan lebih cepat. Energi ini ditunjukan oleh suhu.Energi Panas

Energi yang dimiliki sebuah benda karena geraknya. Contoh nya energy yang dimiliki angina atau air.

Energi Kinetik

Sumber daya Energi dan klasifikasi

Adalah sumber daya alam yang dapat

diolah oleh manusia sehingga dapat digunakan bagi

kebutuhan energi.

Sumber daya Energi konvensional : Minyak bumi, gas alam, batubara.

Sumber daya Energi Nuklir : Energi Fissi dan fussi nuklir, material

radioaktif alami.

Sumber daya Energi Terbarukan : angin, tenaga surya, geothermal, air, biomassa,

energy kelautan.

Konvensi Energi

Adalah Perubahan energi dari suatu bentuk energy ke

bentuk energi yang lain.

Energi mekanik ke listrik atau sebalik nya.

Aliran Energi

Energi berguna adalah energy yang merupakan input dalam aplikasi penggunaan akhir.

Energi primer adalah energy yang tersedia dalam lingkungan alam

Energi sekunder adalah energy yang siap untuk diangkut atau di transmisikan.

Energi akhir adalah energy yang di beli atau di terima konsumen.

Diagram aliran energiLevel Proses Contoh

Primer Kayu, Hidro, matahari, Kotoran Ternak.Konversi Pembangkit daya, Kiln, Refineri, digester

Sekunder BBM, listrik, biogasTransport/ transmisi Truk , Pipa, Kabel

Akhir Minyak diesel, Charcoal, Listrik, biogasKonversi Motor, heater, Kompor

Berguna Daya poros , panas

Konversi energy selalu melibatkan kehilangan energy. Bentuk energy yang dimasukan kedalam mesin atau peralatan di konversi menjadi bentuk energi lain. Energy yang keluar dalam bentuk energy yang diinginkan hanyalah separuh dari energy yang dimasukan. Sisanya adalah energy hilang biasanya dalm bentuk difusi panas). Hal ini berarti efisiensi converter selalu kurang dari 100%.

efisiensi converter energy di defenisikan sebagai kuantitas energy dalam bentuk yang di inginkan (energy output, Eout) dibagi dengan energy yang di konversi ( energy input, Ein). Efisiensi biasanya dilambangkan dalam huruf romawi .

Energi Hilang dan Efisiensi

EFESIENSI BEBERAPA TIPIKAL KONVERTER

Konverter Bentuk energy masukan

Bentuk energy keluaran

Efisiensi %

Motor Bensin Kimia Mekanis 20 – 25Motor Diesel Kimia Mekanis 30 – 45 Motor Listrik Lisrik Mekanis 80 – 95 Boiler & turbin Termal Mekanis 7 – 40 Pompa hidrolik mekanis Potensial 40 – 80 Turbin air Potensial Mekanis 70 – 99 Turbin air Kinetik Mekanis 30 – 70 Generator Mekanis Listrik 80 – 95Baterai Kimia Listrik 80 – 90 Solar cell Radiasi Listrik 8 – 15 Solar Collector Radiasi Termal 25 – 65 Lampu Listrik Listrik Cahaya Ca. 5Pompa air Mekasnis Potensial Ca. 60Pemanas air Listrik Termal 90 – 92Kompor Gas Kimia Termal 24 – 30

Konservasi energy

Adalah upaya dilakukan untutk mengurangi konsumsi energy. Konservasi energy dapat dicapai melalui peningkatan penggunaan energy yang efisien, dalam hubungan dengan menurunkan konsumsi energy dan atau mengurangi sumber energy konvensional. Konservasi energy dapat mengakibatkan meningkatnya modal keuangan, kualitas lingkungan, keamanan nasional, keselamatan individu, dan kenyamanan manusia.

Ketersediaan Sumber Daya EnergiDiartikan sebagai kemampuan manusisa untuk mendapatkan sumberdaya energy tersebut berdasarkan teknologi yang telah dikembangkan serta dengan cara yang secara ekonomi dapat diterima.Ketersediaan energy ditinjau dari beberapa macam aspek, yaitu :• Keberadaan sumber daya alam.• Ketersediaan teknologi untuk mengeksploitasi dan memanfaatkan sumberdaya• Pertimbangan dalam aspek ekonomi• Pertimbangan dalam dampak lingkungan dan sosial• komplikasi dengan penggunaan penting lain nya

ENERGI MINYAK BUMIMinyak bumi ( Bahasa inggris :

PETROLEUM) disebut juga emas hitam. Minyak bumi mudah terbakar dan berada di lapisan atas dari beberapa area kerak bumi. Terbentuk dari proses pelapukan jasad renik, baik hewani maupun nabati, yang terendapkan selama jutaan tahun.

Asal Minyak Bumi Teori Anorganik

• Minyak berasal dari reaksi kimia karbonat, oksida besi dan air di dalam kerak bumi

Teori Organik• Minyak berasal dari mikro organisme tumbuhan atau binatang (plankton)• Mikro organisme tumbuhan atau binatang yang mati jutaan tahun yl akan tersimpan dan terawetkan di dalam

batuan sedimen• Karena pengaruh panas dan tekanan dalam jangka waktu yang cukup lama (jutaan tahun), protein dan lipid yang

dikandung oleh mikro organisme akan terubah menjadi rangkaian organik yang komplek dari minyak/gas bumi

Planktons

Organic materials rain accumulation of sediments

Tekanan &TemperaturWaktu

Minyak Mentah

Komposisi Minyak BumiMinyak bumi adalah campuran komplek hidrokarbon plus

senyawa an organik dari sulphur, oksigen, nitrogen dan senyawa-senyawa yag mengandung konstituen logam terutama nikel, besi, dan tembaga. Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi sangat bervariasi tergantung lokasi, umur lapangan dan juga kedalaman sumur.Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi di klasifikasikan atas tiga golongan, yaiut:• Golongan Parafinik• Golongan naphthenic• Goloongan aromatik

Proses Pengolahan Minyak Bumi

Minyak Mentah

Proses Hidrokarbon1. Cracking 2. Reforming 3. Alkilasi dan Polimerisasi4. Pemurnian5. Pencampuran

Penyimpanan Penghilangan Garam

Destilasi Fraksinasi

Produk akhir minyak

Fraksi Berat Dan Ringan

Fraksi minyak bumi yang dihasilkan berdasarkan titik didihnya antara lain :

Fraksi minyak bumi dari proses destilasi bertingkat belum memiliki kualitas yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat. Sehingga pengolahan lebih lanjut yang meliputi proses cracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

Jenis fraksi Rantai karbon Trayek didihGas C1 – C5 0 - 50 ºcGasoline (bensin) C6 – C11 50 - 85 ºCKerosin C12 – C20 85 - 105 ºCSolar C21 – C30 105 - 135 ºCMinyak Berat C31 – C40 135 - 300 ºCResidu > C40 > 300 ºC

•Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh : solar menjadi bensin.•Reforming adalah perubahan bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik menjadi bensin yang bermutu lebih baik. •Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang.•Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar.•Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan car menghilangkan pengotor-pengotornya.•Blending adalah penambahan bahan – bahan aditif kedalam fraksi minyak bumi dalam rangka untuk meningkatkan kualitas produk tersebut.

Produk pengolahan minyak bumi dan manfaatnya• Bahan bakar LPG terdiri dari LNG (liquified natural gas) dan LPG(liquefied Petroleum gas) digunakan untuk keperluan rumah tangga dan industri .• Naptha atau petroleum eter, biasanya digunakan sebagai pelarut dalam industry• Gasolin (Bensin), digunakan untuk bahan bakar kendaraaan bermotor.• Kerosin (minyak Tanah), digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga.• Minyak solar atau diesel, digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel pada kendaraan bermotor.• Minyak Pelumas, biasa digunakan untuk lubrikasi mesin-mesin• Residu minyak bumi yang terdiri dari :•Parafin, digunakan dalam proses pembuatan obat-obatan, kosmetika, tutup botol,industry tenun, korek api dan masih banyak yang lain.

•Aspal, digunakan sebagai pengeras jalan raya

Kelebihan dan kekurangan Energi Minyak Bumi-Kelebihan• mudah terbakar, dan

menghasilkan energy yang tinggi untuk menghasilkan energy dalam bentuk yang lain.

• mudah didistribusikan secara luas.

• relative murah karena cadangan besar dan akses mudah

• cukup tersedia• pembangkit listrik

berbahan bakar minyak bumi sangat efisien

- Kekurangan- Tidak terbarukan.- Pembakaran

minyak bumi melepaskan karbondioksida, gas rumah kaca yang kuat.

- Menghasilkan sisa sisa zat yang berbahaya.

- Kerusakan dan pencemaran lingkungan

ENERGI GAS ALAMGas alam merupakan suatu campuran yang mudah terbakar yang

tersusun atas gas-gas hidrokarbon, yang terutama terdiri dadri metana. Gas alam juga dapat mengandung etana, propane, butane, pentane, dan juga gas-gas yang mengandung sulfur.

Komposisi gas alam murniMetana CH4 70 – 90%Etana C2H6Propana C3H8 0 – 20%Butana C4H10Karbon dioxide CO2 0 – 8%Oxygen O2 0 – 0,2%Nitrogen N2 0 – 5%Hidrogen sulphide H2S 0 – 5%Gas langka A, He, Ne, Xe sedikit

Pembentukan gas alamGas alam merupakan bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui, seperti minyak dan batubara, yang terbentuk dari tumbuhan, binatang, dan mikroorganisme yang hidup jutaan tahun silam, yang tertimbun di lapisan tanah dibawa laut.

Planktons

Organic materials rain accumulation of sediments

Tekanan &TemperaturWaktu

Klasifikasi gas alam• Non-Associated Gas

biasanya lebih kaya metana tetapi nyatya lebih ramping dari segi hidrokarbon paraffinic tinggi dan kondensat material. Gas non-asosiasi tidak seperti gas terkait dapat disimpan di bawah tanah selama diperlukan.

associated gas gas alam ini ditemukan di reservoir minyak mentah dan yang

dihasilkan selama produksi minyak mentah disebut gas yang terkait. Ini ada sebagai gas gratis (tutup gas) dalam kontak dengan minyak mentah dan juga sebagai gas alam yang terlarut minyak mentah. Associated gas biasanya adalah ramping di metana dibandingkan gas non-asosiasi tetap akan lebih kaya dalam berat molekul hidrokarbon yang lebih tinggi.

Klasifikasi Komposisi Gas BumiKlasifikasi berdasarkan Komposisi

Komponen

Gas Buruk (tidak berlemak) Metana Gas Basah Jumlah besar berat molekul hidrokarbon lebih

tinggiGas Asam Hidrogen sulfidaGas Manis Hidrogen sulfida (sedikit, jika ada)Gas residu Gas alam yang mana kandungan hidrokarbon

yang memiliki berat molekul tinggi telah di ekstraksi

Gas terselubung busa Berasal dari minyak bumi tetapi dipisahkan di silitas pemisah di well head

Produk gas alam

Gas alam dan atau hidrokarbon penyusunnya dipasarkan penyusunan dipasarkan dalam bentuk produk yang berbeda, seperti gas alam ramping, gas alam cair (LNG), Gas alam terkrompesi (CNG), gas alam cair (NFL), Minyak gas cair (LPG), bensin alam, gas alam kondensat, etana propane, fraksi etana-propane dan butane.

Transportasi dan dan penyimpanan gas alamSistem transportasi gas alam pada dasar nya meliputi : transportasi melalui pipa salur. transportasi dalam bentuk LNG dengan kapal tanker pengangkut jarak jauh.

transportasai dalam bentuk CNG, baik didaratan dengan roda tangker ataupun dengan kapal tangker CNG di laut.

Untuk metode penyimpananDilakukan dengan “natural gas underground storage” yakni suatu ruangan raksasa di bawah tanah. Terdapat 3 type penyimpanan gas alam dibawah tanah. Depleted fields aquifers salt caverns

Pemanfaatan gas alam

Secara garis besar gas alam dibagi atas 3 kelompok, yaitu:Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar pembangkit listrik, bahan bakar industry, bahan bakar kendaraan bermotor, dsb.Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku plastic, bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, methanol, dsb.Gas alam sebagai komoditi untuk ekspor yaitu LNG

Kelebihan dan Kekurangan Gas alam Kelebihan gas alam Pemanasan nilai Eco-friendly Mudah digunakan Biaya efektif berbau

Kekurangan gas alam Cadangan yang terbatas tidak terbarukan dapat menimbulkan ledakan beracun

ENERGI BATUBARABatubara Merupakan sedimen Organik, lebih

tepatnya merupakan batuan organik, terdiri dari bermacam macam kandungan Pseudomineral. Batubara terbentuk dari sisa tumbuhan yang membusuk dan terkumpul dalam suatu daerah dengan kondisi banyak air atau rawa. Kondisi tersebut yang menghambat penguraian menyeluruh dari sisa-sisa tumbuhan yang kemudian mengalami proses perubahan menjadi batubara.

Materi pembentuk batu baraHampir seluruh batubara berasal dari tumbuhan, jenis jenis tumbuhan pembentuk batubara dan umurnya menurut diessel (1986) adalahn sebagai berikutAlgaSilofitaPteridofitaGimnospermaeAngiospermae

Pembentukan batubaraPembentukan batubara secara singkat dapat didefenisikan sebagai

suatu perubahan dari sisa-sisa tumbuhan yang ada, mulai dari pembentukan peat(peatifikasi) kemudian lignit dan menjadi berbagai macam tingkat batubara, disebut juga sebagai proses coalifikasi, yang kemudian berubah menjadi antrisit.

Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batubara disebut dengan isltilah Pembatubaraan (coalification) ada 2 proses yaitu:Tahap diagenetik atau biokimiaTahap malihan atau Geokimia

Penambangan BatubaraMetode penambangan batubara tergantung pada :1. Keadaan geologi daerah antar lain : sifat lapisan batuan

penutup, batuan lantai batubara, struktur geologil.2. Keadaan lapisan batubara dan bentuk deposit.

pada dasarnya dikenal 2 cara penambangan batubara yaitu tambang dalam (Underground) dan tambang terbuka.- underground, dilakukan pertama tama dengan membuat lubang persiapan menuju kelapisan batubara.Tambang terbuka, dilakukan dengan mengupas lapisantanah penutup.

Kelebihan tambang terbuka di banding underground adalah relative lebih aman, sederhana, dan mudah pengawasannya.

Kelas dan Jenis BatubaraBerdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batubara umumnya dibag dalam lima kelas yaitu :•Antrasit adalah kelas batubara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan metalik. Menganduing antara 86-98% unsur karbon dan kadar air kurang dari 8%

•Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon dan berkadar air 8 – 10% dari beratnya. Kelas batubara yang paling banyak ditambang di Australia.

•Sub-bituminous mengandung sedikit hidrokarbon dan banyak air.•Lignit atau batubara coklat adalah batubara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.

•Gambut, berpori memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.

Sumber daya batubaraPotensi sumberdaya batubara Indonesia sangant melimpah,

terutama pulau Kalimantan dajn sumatera. Sedangkan didaerah lainnya dapat dijumpai batubara walaupun dalam jumlah kecil dan belum dapat ditentukan keekonomisan nya.

Di Indonesia batubara adalah bahan bakar utama selain solar (diesel) fuel yang telah umum digunakan pada banyak industry, dari segi ekonomi, batubara lebih hemat dibandingkan solar.

Dari segi kuantitas batubara termasuk cadangan energy fosil terpenting bagi Indonesia. Jumlahnya sangat berlimpah, mencapai puluhan milyar ton. Jumlah ini sebenarnya cukup untuk memasok kebutuhan energy listrik yang sangat berlimpah.

Pemanfaatan batubara

•Batubara telah banyak dimanfaatkan dalam bentuk energy listrik karena sumber daya yang sangat diandalkan dan sangat terjangkau untuk digunakan dalam pembangkit listrik.

•Penggunakan batubara juga dimanfaatkan sebagai sumber panas dan membantu dalam produksi batubata dan semen.

•Batubara juga digunakan sebagai suplemen untuk gas alam ketika dibakar menghasilkan bermacam gas seperti gas air dan gas batubara.

Kelebihan batubaraMudah terbaka, dan menghasilkan energy tinggiEkstraksi agak mudah sehingga biaya relatif murahKetika digunakan dalam pembangkit listrik, mereka sangat hemat biaya, cukup murah dibandingkan dengan sumber energy alternative karena pasokan tersedia melimpah

Kekurangan batubaraBatubara tidak terbarukanPembakaran menghasilkan karbondioksidaTidak dapat didaur ulang

ENERGI NUKLIR Pengertian energy nuklir Adalah energy yang tersimpan dalam atom. Energi keluar ketika reaksi nuklir. Jadi, bias disimpulkan bahwa energy nuklir dihasilkan dari perubahan sejumlah massa inti atom ketika berubah menjadi inti atom yang lain dalam reaksi nuklir.

Pada saat ini energy nuklir sangat berkembang dan dapat dimanfaatkan sebagai salah satu alternative untuk mengatasi masalah kelangkaan energy. Sebagai contoh pemanfataan energi nuklir sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Reaktor NuklirAdalah tempat terjadinya reaksi pembelaan inti (nuklir) atau dikenal dengan reaksi fisi berantai yang terkendali. Bagian utama dari reactor nuklir yaitu :Elemen bakarBatang kendaliModeratorPendinginPerisaiReaksi fisi berantai terjadi apabila inti dari suatu unsur dapat belah ( uranium -235, uranium -233) bereaksi dengan neutron termal/lambat yang akan menghasilkan unsur-unsur lain dengan cepat serta menimbulkan energy kalor dan neutron-neutron baru.Berdasarkan fusngsinya reactor nuklir dibedakan menjadi 2, yaitu:1. Reaktor penelitian / riset2. Reaktor daya (PLTN)

Reaksi fisiAdalah suatu reaksi pembelahan, yang disebabkan oleh

neutron yang secara umum dapat ditulis sebgai : X + n X1 + X2 + (2 – 3) n + E

Reaksi fusiAdalah kebalikan dari reaksi fisi seperti arti harfiahnya,

proses ini merupakan penggabungan 2 inti menjadi inti lain yang lebih besar. Reaksi jenis ini tidak terjadi secara alamiah dipermukaan bumi, namun merupakan prinsip kerja pembakaran hydrogen dipusat matahari serta bintang bintang.

Reaktor NuklirReaktor tak lain adalah tempat penggabungan.

Penggolongan reaktorType Reaktor Bahan

Pendingin reaktor

Moderator reactor

Bahan bakar

keterangan

Reaktor air tekan (PWR, WER)

Air Ringan Air Ringan Uranium Pengayaan

Uap yang dihasilkan dalam loop sekunder

Reaktor Air Didih (BWR) Air Ringan Air Ringan Uranium Pengayaan

Uap dari air mendidih diutamakan ke turbin

Reaktor Air Berat Bertekanan (CANDU-PHWR)

Air Berat Air Berat Uranium Alam

Reaktor Pendingin Gas, disebut juga Reactor Magnox (AGR, HTGR,CGR)

Gas (CO2) Grafit Uranium penmgayaan atau alam

Reaktor Moderator Grafit pendingin air ringan (RBMK), disebut juga LWGR

Air Ringan (mendidih)

Grafit Uranium pengayaan

Desain soviet

Komponen reaktor nuklirBahan bakar NuklirModerator dan ReflektorBahan PengendaliPendinginBahan perisaiBahan Struktur

Contoh skema reactor nuklir

KelebihanTidak mencemari udaraSedikit menghasilkan limbah padatBiaya bahan bakar rendah – hanya sedikit bahan bakar yang diperlukanKetersediaan bahan bakar yang melimpahReaksi tidak menghasilkan polutanMampu menghasilkan sejumlah besar energy dengan menggunakan jumlah bahan bakar yang sedikit

Nuklir adalah salah satu sumber energy yang paling dapat diandalkan

KekuranganLimbah sangat berbahayaDalam menjaga instalasi nuklir sangat mahal.

ENERGI BIOMASSABiomassa dapat dipahami sebagai regenerative

(terbarukan) bahan organik yang dapat digunakan untuk menghasilkan energy. Sumber-sumber ini Termasuk vegetasi akuatik atau terrestrial, residu dari kehutanan atau pertanian, limbah hewan dan limbah rumah tangga.

Biomassa merupakan bahan biogas yang dihasilkan melalui proses pencernaan anaerobic atau fermentasi dalam kondisi anaerob (kedap udara dan langkah cahaya)

Sumber Daya energy BiomassaBerasal dari bahan organik dan sangat beragam jenisnya. Sumber energy biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, peternakan atau bahkan sampah.bahan bahan ini biasanya disebut sebagai bahan baku biomassaA. Bahan baku biomassa Energi Tanaman

Tanaman pertanian Residu tanaman pertanian Residu kehutanan Tanaman perairan

Residu proses Biomassa, Limbah Perkotaan dan hewan Residu proses bimassa Limbah perkotaaan Limbah hewan

B. Biofuel Etanol biodiesel

ENERGI PANAS BUMI (GEOTHERMAL) Energi panas bumi adalah energi panas yang terdapat dan terbentuk di dalam kerak bumi. Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Selain itu sumber energi panas bumi ini diduga berasal dari beberapa fenomena:Peluruhan elemen radioaktif di bawah permukaan bumi.Panas yang dilepaskan oleh logam-logam berat karena tenggelam ke dalam pusat bumi.Efek elektromagnetik yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi.

Gejala panas bumi pada umumnya tampak dipermukaan bumi berupa mata air panas,fumarola,geyserdan sulfatora. Dengan jalan pengeboran, uap alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat diambil daridalam bumi dan dialirkan kegenerator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.

Pemanfaatan energy panas bumiAir dan uap panas yang keluar ke permukaan bumi dapat dimanfaatkan secara langsung sebagai pemanas. Selain bermanfaat sebagai pemanas, panas bumi dapat dimanfaatkan sebagai tenaga pembangkit listrik. Air panas alami bila bercampur dengan udara akan menimbulkan uap panas (steam). Air panas dan uap inilah yang kemudian dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik. Agar panas bumi dapat dikonversi menjadi energi listrik maka diperlukan pembangkit (power plants). Reservoir panas bumi biasanya diklasifikasikan ke dalam dua golongan yaitu yang bersuhu rendah (150ºC). Yang dapat digunakan untuk sumber pembangkit tenaga listrik dan dikomersialkan adalah yang masuk kategori high temperature. Namun dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low temperature juga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 50ºC. Pembangkit listrik dari panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang relatif rendah yaitu berkisar antara 50 s/d 250ºC.

PRINSIP KERJA PUSAT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP) Pusat listrik tenaga panas bumi (PLTP) mempunyai beberapa peralatan utama sebagai berikut : Turbin uap (steam turbine). Condensor (Condenser). Separator. Demister. Pompa-pompa.

Tiga Macam Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (Geothermal Power Plants)

Uap Kering(dry steam) Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas(>235 derajat celcius), dan air yangtersedia direservoir amat sedikit jumlahnya. Cara kerja nya adalah uap dari sumber panas bumi langsungmasuk ke turbin melalui pipa. kemudian turbin akan memutargenerator untuk menghasil listrik. Teknologiini merupakan teknologi yang tertua yang telah digunakan pada Lardarello, Italia pada tahun1904.

Jenis ini cocok untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk kandungan gas yang tinggi.

Flash steam Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C padareservoir, cara kerjanya adalah Bilamana lapanganmenghasilkan terutama air panas, perlu dipakai suatuseparator yang memisahkan air dan uap denganmenyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan lebih rendah sehingga cairan tersebut menguapdengan cepat menjadi uap yang memutar turbin dangenerator akan menghasilkan listrik. Air panas yangtidak menjadi uap akan dikembalikan kereservoir melaluiinjection wells.

Binary cycle Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara107-1820C. Cara kerjanya adalah uappanas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkan cairan di pipa lainnya yangdisebut pipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang langsung terhubung ke turbin, uap ini akan menggerakanturbin yang telah dihubungkan kegenerator. dan hasilnya adalah energi listrik. Cairan di pipa kerja memakaicairan yang memiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atau Iso-pentana.

Keuntungan teknologi binary-cycle adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumi bersuhu rendah.Selain itu teknologi ini tidak mengeluarkan emisi. karena alasan tersebut teknologi ini diperkirakan akanbanyak dipakai dimasa depan. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida,nitritoksida dansulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.

Kelebihan energy panas bumi• Dapat bekerja setiap hari• sumber tidak fluktuatif dibandingkan dengan energy terbarukan lainnya• Tidak memerlukan bahan bakar• Biaya pemanasan dalam system ini sangat rendah• system pemanas sedikit• tidak menghasilkan polusi• efisiensi pembangkit panas bumi jauh lebih besar• pemeliharan industry panas bumi sangat murah

Kekurangan energy panas bumi• cairan bersifat korosif• system memiliki biaya instalasi yang sangat tinggi• memerlukan lahan yang luas• hanya teknisi yang mempunyai keahlian yang dapat menginstal system ini

ENERGI HYDROGEN (H2)Hidrogen adalah unsur paling sederhana,

sebuah atom hydrogen hanya memiliki satu proton dan satu electron. Terdapat di unsur air dan juga senyawa organik terutama hidrokarbon, hydrogen dapat dipisahkan dari hidrokarbon melalui aplikasi panas – proses yang dikenal sebagai reformasi. Arus listrik juga dapat memisahkan air menjadi hydrogen proses ini dikenal sebagai elektrolisis.

Penggunaan hydrogen

sejumlah besar hydrogen diperlukan dalam industry petrokimia dan kimia. Pengunaan terbesar hydrogen adalah untuk memproses bahan bakar fossil dan dalam pembuatan ammonia.

hydrogen memiliki beberapa kegunaan yang penting. Hidrogen digunakan sebagai bahan hidrogenisasi, terutama dalam peningkatan kejenuhan dalam lemak tak jenuh, minyak nabati, dan dalam produksi methanol. Ia juga merupakan sumber hydrogen pada pembuatan asam klhorida. Hidrogen juga digunakan sebagai reduktor pada bijih logam.

Kelebihan energy hydrogen•energy gas hydrogen hanya memancarkan uap air, dengan asumsi tidak ada kebocoran

•energy gas hydrogen dapat tersimpan hingga 3 kali lebih banyak energy gas alam konvesional

Kekurangan energy hydrogen•Kebocoran gas hydrogen akan berpotensi menimbulkan dampak merugikan

•Produksigas bergantung pada gas alam dan elektrolisis•Penyimpanan gas hydrogen sangat sulit•Distribusi dan infrastruktur perlu diperbaharui

ENERGI AIR (HYDRO ENERGY)

Adalah energy yang berasal dari kekuatan air yang bergerak. Gerakan naik dan jatuhnya air merupakan bagian dari siklus alami terus menerus disebut siklus air.

Energi air berkonstribusi banyak terhadap pembangunan kesejahteraan manusia. Aliran air digunakan sebagai sumber energy mekanik yang dapat digunakan sebagai pembangkit listrik.

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA)

PLTA termasuk dalam pembangkit energy terbarukan yang digunakan secara luas. Dibandingkan pembangkit listrik lain. PLTA tergolong energy yang tidak menghasilkan limbah secara langsung. PLTA merupakan pembangkit listerik yang mengubah energy potensial air menjadi energy listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energy potensial menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energy listrik.

air sebagai bahan baku dapat diperoleh dengan berbagai cara. Misalnya dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin. Atau dengan cara ditampung dulu dengan menggunakan kolam tendon air atau waduk sebelum disalurkan memutar listrik

Kelebihan PLTA•Respon pembangkit listrik yang cepat dalam menyesuaikan kebutuhan beban.

•Kapasitas daya keluaran PLTA relative besar dibandingkan dengan pembangkit energy terbarukan lainnya dan teknologinya bias dikuasai dengan baik oleh Indonesia.

•PLTA memiliki umur yang panjang•Bendungan yang digunakan biasanya segaligus digunakan untuk kegiatan lain.

•Bebas emisi karbon

Kekurangan PLTA•Perubahan kualitas air•Menggangu keseimbangan ekosistem•Pembangunan bendungan juga memakan biaya dan waktu yang lama•Apabila terjadi kerusakan pada bendungan dapat menyebabkan resiko kecelakaan dan kerugian yang sangat besar.

ENERGI AIR LAUTSalah satu potensial laut atau samudra yang belum banyak diketahui masyarakat umum adalah potensi energy air laut untuk menghasilkan listrik. Secara umum, potensi energy air laut yang dapat menghasilkan listrik dapat dibagi menjadi 3 bentuk potensi energy. Yaitu:• energy ombak atau gelombang (wave energy)• energy pasang surut (tidal energy)• energy panas laut (ocean thermal energy)prinsip sederhana dari pemanfaatan ketiga bentuk energy adalah : memanfaatkan energy kinetic untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakan generator untuk menghasilkan listrik.

Energi ombak

Salah satu energi di laut tersebut adalah energi ombak. Sebenarnya ombak merupakan sumber energi yang cukup besar. Ombak merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Energi ombak adalah energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi pergerakan gelombang. Dalam PLTO ini proses masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan tertentu (khusus) dapat menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Apabila diletakkan sebuah turbin di ujung saluran tersebut, maka aliran udara yang keluar masuk akan memutar turbin yang menggerakkan generator. Kelemahan dari model ini adalah aliran keluar masuk udara dapat menimbulkan kebisingan, akan tetapi karena aliran ombak sudah cukup bising umumnya ini tidak menjadi masalah besar.

Kekurangan energy ombak•Bergantung pada ombak; kadang dapat energi, kadang pula tidak,•Perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten. Kelebihan •energi bisa diperoleh secara gratis, •tidak butuh bahan bakar, •tidak menghasilkan limbah, •mudah dioperasikan dan biaya perawatan rendah, •serta dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai.

Energi pasang surut

Energi pasang surut adalah energi potensial air laut yang dapat diperoleh apabila terdapat perbedaan tinggi, maka air laut pada waktu pasang dan surut yang cukup besar, misalnya antara 10 sampai 20 meter dalam 12 Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Suplai listrik pun relative lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.

pada dasarnya ada dua metode untuk memanfaatkan energy pasang surut, yaitu metode dam pasang surut (tidal barrages) dan metode turbin lepas pantai (offshore turbines)

Kekurangan terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah mereka hanya dapat menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk (pasang) ataupun mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per harinya. Namun, karena waktu operasinya dapat diperkirakan, maka ketika PLTPs tidak aktif, dapat digunakan pembangkit listrik lainnya untuk sementara waktu hingga terjadi pasang surut lagi.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Cara kerjanya adalah sebagai berikut. Apabila muka air laut (surut) sama tingginya dengan muka air dalam waduk maka saluran air ke turbin ditutup. Sementara itu muka air laut (pasang) naik terus. Ketika tinggi muka air laut mencapai kira-kira setengah tinggi air pasang maksimum, maka katup saluran air ke turbin dibuka dan air laut masuk ke dalam waduk melalui saluran air ke turbin, dan menjalankan turbin dan generator dalam hal tersebut tinggi muka air di dalam waduk akan naik. Apabila muka air laut telah mencapai ketinggian maksimumnya tetapi masih lebih dari muka air dalam waduk, turbin generator dan air dalam waduk menjadi sangat kecil.

Sehingga turbin generator tidak bekerja pada keadaan tersebut katup simpang (by pass valve) yang menghubungkan laut dengan waduk dibuka, sehingga air laut  lebih cepat masuk mengisi waduk, ketika muka air laut dan air di dalam waduk sama tingginya, baik katup simpang maupun katup saluran turbin ditutup. Pada keadaan tersebut tinggi muka air dalam waduk tetap konstan sedangkan inggi muk air laut terus surut. Apabila pebedaan tinggi antara permukaan air laut dan permukaan air dalam waduk sudah cukup besar maka turbin dijalankan dengan membuka katup air ke turbin pada keadaan tersebut air mengalir dari waduk ke laut melalui turbin sehingga turbin berputar dan permukaan air dalam waduk turun. Proses ini terus berlangsung sampai tinggi air dalam waduk tidak cukup untuk menjalankan turbin, dan katup simpang dibuka supaya air yang masih ada di dalam waduk cepat keluar mengalir ke laut. Dalam keadaan tersebut  air laut masih surut atau telah naik tetapi masih belum mencapai tinggi turbin setelah waduk kosong atau ketika permukaan air laut dalam waduk sama tingginya dengan muka air laut, katup simpang dan katup masuk turbin ditutup kembali. Demikianlah proses tersebut terjadi berulang-ulang mengisi dan mengosongkan air dalam waduk untuk menjalankan turbin generator dengan memanfaatkan proses air pasang dan air surut. Pusat listrik tenaga pasang surut biasanya dibuat dengan waduk berukuran besar supaya dapat dibuat secara ekonomis dengan menghasilkan listrik yang banyak.

Turbin lepas pantaiPilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.

Gambar sebelah kiri (1): Seagen Tidal Turbines buatan MCT. Gambar tengah (2): Tidal Stream Turbines buatan Swan Turbines. Gambar kanan atas (3): Davis Hydro Turbines dari Blue Energy. Gambar kanan bawah (4): skema komponen Davis Hydro Turbines milik Blue Energy.

Kelebihan energy pasang surut• setelah dibangun, energy pasang surut diperoleh secara gratis• tidak menghasilkan limbah• tidak membutuhkan bahan bakar• biaya operasi rendah• produksi listrik stabil• pasang surut air laut dapat di prediksi• turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi yang rendah dan tidak menimbulkan dampak lingkungan

Kekurangan• sebuah dam memiliki biaya pembangunan yang mahal• Hanya dapat mensuplai energy kurang lebih 10 jam setiap harinya.

Energi panas laut Adalah metode untuk menghasilkan energy listrik menggunakan perbedaan temperatur yang berada diantara laut dalam dan perairan dekat permukaan untuk menjalankan kalor. Ide pemanfaatan energi dari laut yang terakhir bersumber dari adanya perbedaan temperatur di dalam laut. Jika anda pernah berenang di laut dan menyelam ke bawah permukaannya, anda tentu menyadari bahwa semakin dalam di bawah permukaan, airnya akan semakin dingin. Temperatur di permukaan laut lebih hangat karena panas dari sinar matahari diserap sebagian oleh permukaan laut. Tapi di bawah permukaan, temperatur akan turun dengan cukup drastis. Inilah sebabnya mengapa penyelam menggunakan pakaian khusus selam ketika menyelam jauh ke dasar laut. Pakaian khusus tersebut dapat menangkap panas tubuh sehingga menjaga mereka tetap hangat. Pembangkit listrik dapat memanfaatkan perbedaan temperatur tersebut untuk menghasilkan energi. Pemanfaatan sumber energi jenis ini disebut dengan konversi energi panas laut (Ocean Themal Energy Conversion atau OTEC). Perbedaan temperatur antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin dibutuhkan minimal sebesar 77 derajat Fahrenheit (25 °C) agar dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik dengan baik. Adapun proyek-proyek demonstrasi dari OTEC sudah terdapat di Jepang, India, dan Hawaii.

prinsip kerja•Menggunakan perbedaan temperature antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin minimal 77 derajat Farenheit (atau 25 derajat celcius).

•Laut menyerap panas yang berasal dari matahari•Dalam beroperasi nya OTEC pipa pipa akan ditempatkan dilaut yang berfungsi untuk menyedot panas laut dan mengalirkan kedalam tangki pemanas guna medidikan fluida kerja. Fluida kerja yang digunakan adalah ammonia. Dari uap fluida kerja tersebut selanjutnya, uap fluida dialirkan ke ruang kondensor. Di dinginkan dengan air laut bersuhu rendah. Kemudian di keluarkan lagi ke laut. Begitu siklus selanjutnya.

Kelebihan OTEC•Tidak menghasilkan gas rumah kaca dan limbah•Tidak membutuhkan bahan bakar•Biaya operasi rendah•Produksi listrik stabil

Kekurangan OTEC•Belum ada analisa terhadap lingkungan•Bahaya kebocoran•Efisiensi rendah•Biaya pembangunan tidak murah

ENERGI SURYA (SOLAR ENERGY)

Adalah energy yang didapat dengan mengubah energy panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya bentuk lain. Teknik pemanfaatan energy surya dotemukan oleh A.C. Becquerel (1839).

Potensi energy surya pada suatu wilayah sangat bergantung pada posisi antara matahari dengan kedudukan wilayah tersebut di permukaan bumi. Potensi ini akan berubah tiap waktu, tergantung dari kondisi atmosfer, dan lokasi (garis lintang) serta waktu. Indonesia yang berada di dalam wilayah garis khatulistiwa mempunyai potensi energy surya yang cukup besar sepanjang tahunnya.

Klasifikasi energy surya

Energi surya aktif Energi surya pasif

Mengacu pada pemanfaatan energy

matahari tanpa menggunakan alat

mekanik• Alat pemanas surya

pasif• Alat pendingin surya

pasif• Pencahayaaan rumah

Mengacu pada pemanfaatan energy

matahari menggunakan alat mekanik dalam

pengumpulan, penyimpanan dan pendistribusian .

• Sistem pemanas surya aktif

• Sistem pompa surya aktif

Kolektor suryaDapat didefinisikan sebagai system perpindahan panas yang menghasilkan energy panas dengan memanfaatkan radiasi sinar matahari sebagai sumber energy utama. Ketika cahaya matahari menimpa absorber pada kolektor surya, sebagian cahaya akan dipantulkan kembalike lingkungan, dan sebagian besar akan diserap dan dikonveksi menjadi energy panas, lalu panas tersebut dipindahkan kepada fluida yang bersirkulasi di dalam kolektor surya untuk kemudian dimanfaatkan guna berbagai aplikasi.Kolektor surya pada umumnya memiliki komponen-komponen utama, yaitu:1. Cover, berfungsi untuk mengurangi rugi panas secara konveksi menuju

lingkungan2. Absorber, berfungsi untuk menyerap panas dari radiasi cahaya matahari3. Kanal, berfungsi sebagai saluran transmisi fluida kerja4. Isolator, berfungsi meminimalisir kehilangan panas secara konduksi dari

absorber menuju lingkungan5. Frame, berfungsi sebagai struktur pembentuk dan penahan beban

kolektor

Kelebihan•Tersedia bebas dan dapat diperoleh dari alam secara gratis•Persediaan energy surya hampir tak terbatas•Tanpa polusi dan emisi gas rumah kaca•Dapat dibangun di daerah terpencil

Kekurangan •Biaya investasi yang besar•Efisiensi sangat dipengaruhi oleh polusi udara dan kondisi cuaca•Hanya mampu digunakan sepanjang siang hari•Pembuatan sel surya mahal

ENERGI ANGIN (WIND ENERGY)

Udara dingin di sebut angin, udara mrngandung massa dan ketika bergerak, ia memiliki energy. Beberapa energy ini dapat dirubah menjadi berbagai jenis seperti energy mekanik atau listrik yang bias kita gunakan untuk dalam berbagai kegiatan.Alat utama konversi angina adalah generator. Dengan generator tersebut maka dapat dihasilkan arus listrik dari gerakan baling-baling (blade)yang bergerak karena hembusan angin.

Jenis turbin angin dan komponen

1. Turbin angin horizontal (kiri)2. Turbin angin vertical (kanan)

Kelebihan energy angin•Tersedia gratis•Ramah lingkungan•Tidak memerlukan banyak area•Dapat digunakan untuk membangkit listrik•Biaya pembangkit energy listrik sangat efektif dan efisien•Dapat di kombinasikan dengan pembangkit tenaga suryaKekurangan energi angin•Tidak sepenuhnya dapat diandalkan•Tidak efektif jika diletakan dikota padat penduduk•Dapat merusak lingkungan•Suara yang berisik

TERIMA KASIH