MAKALAH TENTANG SUMBER ENERGI

Sumber Energi

1.       Pengertian Energi dan Sumber Energi

    Energi sebuah benda adalah sesuatu yang digambarkan dengan besaran skalar yang memiliki dimensi [M][L]²[T]^-1 dan terkait dengan keadaan benda itu.

Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha.

Sumber energi adalah sesuatu yang membawa atau menghasilkan energi.  Contoh sumber energi adalah minyak bumi, batu bara, matahari, angin, hujan, air terjun, gelombang laut dan lain-lain.

2.       Sumber Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan

   Berdasarkan ketersediaannya, sumber energi dibagi menjadi dua jenis, yaitu sumber energi terbarukan dan sumber energi tak terbarukan.

a.       Sumber Energi Terbarukan

Dipahami sebagai sumber energi yang secara alamiah dapat tersedia kembali dalam kurun waktu yang sebanding dengan manusia, dengan kata lain sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui dan tidak pernah habis.

Contoh sumber energi terbarukan adalah :

·         Biomassa

Jenis energi terbarukan yang berasal dari organisme yang hidup atau belum lama mati. Biomassa menjadi sumber energi terbarukan jika laju pengambilan tidak melebihi laju produksinya. Pada dasarnya, biomassa merupakan bahan yang diproduksi oleh alam dalam waktu relatif singkat melalui berbagai proses hayati.

Sumber biomassa berasal dari bahan bakar kayu, limbah pertanian dan alkohol.

Biomassa dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar atau memproduksi bahan bakar jenis lain seperti biodiesel, bioetanol atau biogas bergantung pada sumbernya.

Biomassa merupakan sumber energi terbarukan karena tanaman dapat kembali tumbuh pada lahan yang sama.
Kayu saat ini merupakan sumber yang paling banyak digunakan untuk biomassa. Di Amerika Serikat, misalnya, hampir 90% biomassa berasal dari kayu sebagai bahan bakar.
Ada tiga jenis proses yang digunakan untuk mengkonversi biomassa menjadi bentuk yang energi yang berguna yaitu: konversi termal dari biomassa, konversi kimia dari biomassa, dan konversi biokimia dari biomassa.
Biomassa adalah sumber energi terbarukan tetapi ini tidak berarti biomassa adalah sumber energi yang benar-benar ramah lingkungan. Pertanyaan apakah kita harus menggunakan biomassa atau tidak telah menimbulkan banyak kontroversi di beberapa tahun terakhir. Para penentang mengatakan bahwa biomassa dapat menyebabkan emisi gas rumah kaca yang besar (dari pembakaran kayu), bahkan lebih besar daripada gas rumah kaca yang berasal dari pembangkit listrik berbahan bakar batubara.

Di sisi lain, para pendukungnya mengatakan bahwa konsep biomassa berkelanjutan relatif mudah dicapai dengan menerapkan peraturan yang sangat ketat mengenai bahan yang digunakan dan bagaimana mereka dibakar.

Biomassa dianggap sebagai karbon netral, ini berarti biomassa mengambil karbon dari atmosfer pada saat tanaman tumbuh, dan mengembalikannya ke udara ketika dibakar. Karena itulah, setidaknya menurut teori, terjadi siklus karbon tertutup tanpa peningkatan kadar karbon dioksida (CO2) di atmosfer.

·         Panas Bumi (Geotermal)

Sumber energi terbarukan berupa energi termal yang dihasilkan dan disimpan di dalam perut bumi. Energi panas bumi berlimpah dan ramah lingkungan. Indonesia merupakan salah satu negara di dunia yang kaya akan energi panas bumi, hal ini dikarenakan indonesia mempunyai banyak gunung berapi yang aktif. Ada tiga cara pemanfaatannya :

1)      Sebagai penggerak pembangkit listrik

2)      Sebagai sumber kalor yang dimanfaatkan secara langsung dengan menggunakan pipa yang dipasang ke perut bumi

3)      Sebagai pompa bahang (kalor) yang dipompa langsung dari perut bumi.

Bagaimana panas bumi muncul ke permukaan?

Sumber utama panas bumi datang dari inti bumi yang diperkirakan memiliki suhu mencapai 6000ºC atau setara dengan panas permukaan matahari.³ Inti bumi memanas karena tiga hal berikut:

1. Panas yang muncul saat pembentukan planet.
2. Panas yang muncul akibat gesekan lapisan kerak bumi.
3. Panas yang muncul akibat peluruhan radioaktif.

Inti bumi merupakan bagian paling dalam dari bumi terdiri dari inti bagian dalam berupa besi berbentuk padat dengan ketebalan 1200 km dan inti bagian luar berupa besi berbentuk cair dengan ketebalan 2200 km. Inti bumi diselimuti oleh lapisan mantel yang berupa batuan dalam fasa padat dan batuan dalam fasa cair atau magma. Tebal lapisan mantel ini diperkirakan sekitar 2800 km.

Setelah lapisan mantel terdapat lapisan kerak bumi yang terdiri dari lempengan-lempengan seperti kulit telur yang saling bertumpuk. Lempengan ini terus bergerak membentuk permukaan bumi seperti benua, palung dan gunung. Pergerakan kerak bumi menimbulkan rekahan dimana magma dari lapisan mantel menyeruak keluar. Magma yang menyeruak ke permukaan bertemu dengan air atau material lainnya dan terjadilah transfer panas. Sumber panas ini yang diekspoitasi sebagai energi.⁵

Potensi panas bumi di Indonesia

Indonesia merupakan salah satu negara dengan potensi panas bumi terbesar di dunia. Berdasarkan data Kementerian ESDM tahun 2013 terdapat 299 lokasi.⁸ Titik-titik tersebut tersebar di sepanjang jalur vulkanik mulai dari Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara lalu berbelok ke Maluku dan Sulawesi. Sumber panas bumi di Indonesia kebanyakan sistem hidrotermal bertemperatur tinggi dan sedang. Dimana sistem tersebut cocok untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik. Potensi listrik yang dihasilkan seluruh titik sebesar 28.910 MWe atau setara dengan 40% potensi panas bumi yang ada di dunia. Sedangkan pemanfaatannya baru  1.343,5 MW, sekitar 4,6% dari potensi nasional.

Keunggulan energi panas bumi

1.  Minim emisi gas rumah kaca

Pemanfaatan panas bumi menghasilkan emisi yang jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi dan gas alam.

2.  Usia pemanfaatan panjang

Energi panas bumi bisa dimanfaatkan dalam jangka waktu yang sangat lama. Pembangkit listrik pertama di Lardarello, Italia, sudah beroperasi lebih dari 100 tahun dan hingga kini masih efektif memproduksi listrik. Sedangkan di Indonesia sendiri, pembangkit Kamojang sudah beroperasi lebih dari 30 tahun. Pembangkit listrik tenaga panas bumi bisa habis bukan karena hilangnya energi panas, melainkan karena hilangnya tekanan reservoir akibat kehilangan cairan selama masa operasi. Dewasa ini hal tersebut bisa ditanggulangi dengan meningkatkan efisiensi reservoir dan menyuntikan cairan ke dalam reservoir. Artinya, perkembangan teknologi memungkinkan operasional pembangkit untuk bertahan lebih lama lagi.

3.  Biaya infrastruktur relatif kecil

Dibanding dengan pembangkit listrik terbarukan lainnya seperti energi surya atau energi angin, panas bumi relatif membutuhkan modal pembangunan lebih kecil. Namun masih lebih mahal bila dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga air. Keunggulan lainnya, pembangkit panas bumi tidak memerlukan lahan yang luas seperti energi surya, angin atau air.

·         Energi Air

energi terbarukan yang dihasilkan dengan memanfaatkan energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki air yang dikenal dengan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), energi kinetik ini disalurkan untuk menggerakkan turbin. Turbin air dapat digunakan langsung untuk menggerakkan generator listrik.

Dengan memanfaatkan energi air ini maka tidak akan berpengaruh pada perubahan iklim yang biasanya ditimbulkan akibat penggunaan bahan bakar fosil. Sumber energi dari air juga termasuk sumber energi yang selalu konstan dan stabil apabila dibandingkan energi surya dan angin.

·         Energi Matahari

Energi radiasi yang dipancarkan dari permukaan matahari berasal dari reaksi termonuklir yang ada di inti matahari. Matahari memancarkan radiasi termal ke segala arah. Radiasi yang tertangkap di bumi dapat dimanfaatkan secara langsung untuk memanaskan sesuatu ataupun dikonversi menjadi listrik melalui sel-sel surya.

Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya, voltaic=tegangan)Photovoltaic tenaga matahari: melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.

·         Energi Angin

Energi terbarukan yang dihasilkan oleh angin melalui kincir angin yang dihubungkan dengan generator, untuk menangkap angin yang diubah menjadi energi listrik. Generator turbin angin, turbin angin ataupun pompa angin merupakan mesin energi angin yang saat ini. Salah satu pemanfaatan energi angin ini dapat Anda lihat pada kincir angin. Kincir angin tersebut digunakan untuk memompa air lalu terciptalah listrik yang siap untuk dimanfaatkan.

Pemanfaatan energi angin ini sangat menarik karena tidak perlu menggunakan bahan bakar sebagai sumber energi. Tidak hanya itu, pemanfaatan energi angin ini juga tidak memberikan hasil gas rumah kaca dan juga limbah ataupun racun yang berlebihan.

Energi ini berasal dari energi kinetik yang dikonversi dan hadir dalam bentuk angin. Kemudian angin diolah menjadi bentuk yang lebih bermanfaat atau berguna.

·         Energi Gelombang Laut

Energi terbarukan yang bersumber dari tekanan naik turunnya gelombang air laut

Energi gelombang laut untuk pembangkit listrik yang lainnya yaitu dapat memanfaatkan pasang surut air laut. Jika pasang, maka gelombang air laut akan besar dan jika surut maka sebaliknya. Dengan memanfaatkan gelombang laut ini sebagai pembangkit listrik, dapat dilakukan secara hydroelectric.

Sebagai pembangkit listrik dapat dibuat menyerupai bendungan beda yang akan memanfaatkan air laut untuk memutar turbin sebagai alat untuk menghasilkan energi listrik. Sebenarnya ada kekurangan yang terdapat dalam pembangkit listrik dengan memanfaatkan gelombang ini yaitu pembangkit listrik hanya dapat menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk dan mengalir keluar. Hal tersebut hanya terjadi kurang lebih 10 jam dalam sehari.

·         Biogas

Energi alternatif yang dihasilkan dari berbagai limbah industri yang ada saat ini seperti, produksi kertas, produksi gula dan kotoran hewan peternakan. Dengan memanfaatkan kotoran sapi melalui proses anaerobik digestion (tanpa menggunakan oksigen). Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.Pemanfaatan energi biogas memiliki banyak keuntungan, yaitu mengurangi efek gas rumah kaca, menghasilkan panas dan daya listrik, serta hasil samping berupa pupuk padat dan cair yang kaya nitrogen, karbon dan mineral.

Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil Mengurai dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.

Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah.

b.       Sumber Energi Tak Terbarukan

Energi yang tidak dapat diperbaharui jika telah digunakan dan jumlahnya yang terbatas sehingga cadangan energi ini semakin lama semakin berkurang sampai suatu saat bisa habis. Sumber energi tersebut dapat pula tersedia kembali secara alamiah. Namun, ketersediannya untuk kembali secara alamiah membutuhkan waktu yang sangat panjang. Sumber energi ini berasal dari fosil (makhluk hidup yang mati dan terpendam dalam tanah hingga jutaan tahun) antara lain, batu bara, minyak bumi dan gas bumi.

3.       Pembangkit Energi Listrik

Pembangkit energi listrik adalah sebuah alat yang dapat menghasilkan energi listrik dari berbagai sumber energi. Generator merupakan salah satu alat pembangkit energi listrik dengan mengubah energi mekanik menjadi listrik melalui induksi medan magnet yang dihasilkan. Putaran generator ini dapat digerakkan oleh air (PLTA), oleh uap (PLTU), oleh reaktor panas tenaga nuklir (PLTN) dan oleh angin.

·         PLTA

Adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air.

·         PLTU

Pada PLTU, uap ditampung dan disalurkan untuk memutarkan turbin uap. Energi mekanis dari putaran turbin diubah menjadi energi listrik oleh generator.

Prinsip kerja PLTU, PLTU menggunakan bahan bakar batubara, minyak bumi, gas alam dan sebagainya untuk menghasilkan panas dengan cara dibakar, kemudian panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan air di dalam boiler sehingga menghasilkan uap air untuk memutar turbin uap maka generator dapat menghasilkan energi listrik.

·         PLTN

Pembangkit ini menggunakan energi panas yang dihasilkan oleh reaktor nuklir untuk memutarkan turbin uap. Dari turbin inilah energi mekanis diubah menjadi energi listrik. PLTN juga memiliki prinsip kerja yang sama yaitu di dalam reaktor terjadi reaksi fisi bahan bakar uranium sehingga menghasilkan energi panas, kemudian air di dalam reaktor dididihkan, energi kinetik uap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan energi listrik utk diteruskan ke jaringan transmisi.

·         PLTP

Panas bumi merupakan salah satu energi terbarukan karena bisa dikatakan energi ini tidak akan pernah habis. Energi panas bumi diambil dari cairan dari permut bumi yang diangkat ke permukaan kemudian diubah menjadi energi listrik, setelah itu dikembalikan lagi dalam bentuk cairan yang telah dingin. Begitu seterusnya sehingga membentuk sebuah siklus. Meskipun pada prakteknya tekanan reservoir bisa berkurang karena adanya kehilangan masa cairan. Sehingga sumur tidak bisa lagi dieksploitasi.

Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas bumi (PLTP) hampir sama dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Perbedaanya ada pada proses pembuatan uapnya. Uap untuk menggerakan PLTU dihasilkan dari boliler yang biasanya ditenagai dengan batu bara. Sedangkan uap untuk menggerakan PLTP dihasilkan dari perut bumi yang menyembur ke permukaan. Selebihnya, uap sama-sama digunakan untuk memutarkan turbin generator  yang menghasilkan listrik. Ada tiga tipe PLTP di lihat dari karakteristik uapnya tipe uap kering (dry steam), tipe uap air panas (falsh steam), dan tipe temperatur rendah (binary cycle).

4.       Dampak Lingkungan

·         Pencemaran Udara

Pencemaran udara dapat berupa gas seperti gas CO yang merupakan hasil pembakaran tidak sempurna dari kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar dari bensin dan solar. Gas buang ini sangat berbahaya karena tidak bewarna dan tidak berbau.

Gas CO₂ juga berbahaya karena dapat mengikat panas matahari sehingga suhu bumi menjadi panas dan terjadi pamanasan global.

·         Pencemaran Air

Dapa disebabkan oleh limbah industri, pembuangan sampah domestik dan jika terakumulasi bisa menjadi racun dan sampah organik akibat dibusukkan oleh bakteri.

·         Pencemaran Tanah

Dapat disebabkan oleh sampah-sampah berbahan plastik dan penggunaan peptisida yang berlebihan.

·         Pencemaran Suara

Polusi suara dapat disebabkan oleh suar bising kendaraan bermotor atau mesin-mesin pabrik sehingga dapat mengganggu pendengaran.

TUGAS FISIKA

SUMBER ENERGI

DISUSUN OLEH :

Kelompok 4

1.      Alan Baruna S              (04 / XII IPA 1)

2.      Aulia Vindy P               (08 / XII IPA 1)

3.      Desyana Atikah H        (12 / XII IPA 1)

4.      Gigih Bramantya         (16 / XII IPA 1)

5.      Meiza Fadhila A           (20 / XII IPA 1)

6.      Natasya Chotijah W    (24 / XII IPA 1)

7.      Rifat Maulana T          (28 / XII IPA 1)

8.      Yoga Adi P                   (32 / XII IPA 1)

Tahun Pelajaran 2016/2017

SMA N 1 Sragen