L/O/G/O. Dosen : Syamsul Arifin Pengantar TKKE.

Transkripsi

1 L/O/G/O Dosen : Syamsul Arifin syamsul@ep.its.ac.id K1 Pengantar TKKE

2 TEKNIK KONVERSI & KONSERVASI ENERGI TF / 4 SKS / Smt. 6 Fasilitator : Syamsul Arifin elearning : ( Psw : RF1464 ) Personal syamp3ai@its.ac.id Phone : , ext.its: 1136 JURUSAN TEKNIK FISIKA FTI-ITS Tujuan pembelajaran adalah membawa Anda, kelak hidup lebih bermartabat Januari 2005~2011

3 What you think? What kind of a world would you like to live in? Peaceful Joyful Loving If you think that the world is not this blissful what are you doing about it? Your work towards sustainable energy will in some part help to achieve such a civilized word

4 Course Description Matakuliah ini akan memabahas : 1. Sumber-sumber energi dan bentuknya: Sumber energi fosil (BBM dan Batu bara) yang terbatas dan sumber energi masa depan yang berkelanjutan (Sustainable Energy) yang tidak terbatas. 2. Sistem-sistem pengkonversi energi : Secara langsung (Thermoelectric generator,photovoltaic generator,thermionic generator,fuel cell) maupun tidak langsung. 3. Dampak-dampak yang bisa ditimbulkan terhadap lingkungan terutama peningkatan panas bumi dan emissi gas yang pada akhirnya akan menimbulkan efek rumah kaca (greenhouse effect).

5 Course Objective 1. Memberikan pemahaman tentang energi berkelanjutan. 2. Memberikan pemahaman tentang beberapa sumber energi, ketersediaan energi, dan konversi energi. 3. Memberika pemahaman tentang pemanfaatan sumber energi, dengan berbagai rancangan teknologi konversi energi baik langsung (Thermoelectric generator, Photovoltaic generator,thermionic generator, Fuel cell) maupun tidak langsung. 4. Memperkenalkan jenis-jenis renewable energy : Geothermal, solar, wind, hydro-potential, biomass. 5. Memberikan kemampuan untuk menganalisis sistem-sistem konversi energi dan perancangan sistem sederhana. 6. Memperkenalkan dampak lingkungan yang diakibatkan oleh sistem konversi energi.

6 Course Outline 1. System energi masa depan berkelanjutan. 2. Pengertian konversi energi. 3. Bentuk dan klasifikasi sumber-sumber energy. 4. Dasar-dasar thermodinamika untuk konversi energi. 5. Thermoelectric generator. 6. Photovoltaic generator. 7. Thermionic generator. 8. Fuel cell 9. Renewable Energy : geothermal, solar, wind, hydro-potential, biomass. 10. Energi Nuklir 11. Penyimpan Energi. 12. Dampak lingkungan (emissi gas CO2).

7 References 1. Culp, Archi Jr., Principles of Energy Conversion, McGraw Hill, M.M. El Wakil, Powerplant Technology, McGraw- Hill, Angriest, Stanley W., Direct Energy Conversion, Allyn & Bacon, Syamsul Arifin, Lecture note

8 Evaluasi Jenis Evaluasi Item Evaluasi Bobot (%) Knowladge Phsycomotor Afective ETS EAS Presentasi & Diskusi (TCL) Tugas : Problem- Solver & Design PBL Praktikum 10 Total 100

9 Knowladge : Item Evaluasi a. Penguasaan materi kuliah. b. Penambahan wawasan baru. c. Kemampuan analisis dengan asumsi, gambar dan rumus. d. Kemampuan bertanya dan diskusi. Phsycomotor : a. Kemampuan menghitung yang benar (termasuk penggunaan software & Hardware). b. Kemampuan menggunakan tabel dan chart. c. Kejelasan menerangkan dalam bentuk tulisan dan lisan. d. Kemampuan menggunakan media presentasi di kelas. Afective : a. Kesungguhan mengerjakan tugas. b. Kehadiran & sikap ilmiah pada saat Presentasi dan diskusi. c. Kerjasama & komunikasi antar mhs. dan dosen.

10 Map of Six Basic Country Groupings

11 World Population Growth Past and Future

12 World Population

13 World Population Good News : The pace global population growth is on decline To stabilize or reduce population : Increase woman s health Education Employment Women is equal participants in all aspects is society.

14 World Gross Domistic Product Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

15 World Gross Domistic Product Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

16 Annual Growth in World Gross Domistic Product (% per year)

17 World Marketed Energy Consumption Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

18 World Marketed Energy Consumption by Region Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

19 Energy Intensity by Region Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

20 World Primary Energy Consumption by Fuel Type Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

21 World Oil Consumption and Production Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

22 Persian Gulf Oil Productive Capacity Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

23 World Oil Reserves by Country (1/1/04)

24 World Oil Production-Hubbert s Method

25 World Oil Prices Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

26 Natural Gas Consumption by Region

27 World Natural Gas Reserves by Region (1/1/04)

28 Estimated Duration of Crude Oil and Natural Gas Reserves

29 World Coal Consumption by Region

30 World Recoverable Coal Reserves in 2001

31 dp dt Pi Energy Consumption Rate Sangat menarik untuk memperoleh hubungan antara konsumsi energi, jumlah penduduk dan produk nasional bruto (GDP). Jika daya P meningkat dengan laju i tiap tahun, maka laju perubahan P terhadap waktu t : dp dt Pi..(1) Daya awal Po pada t=0, pers (1) menjadi, P P dp P ln P P o t o 0 idt it P it P o e..(2)

32 Energy Consumption Rate Ambil td = waktu yang diperlukan untuk meningkatkan daya P dua kali. Normalisasi persamaa (2), untuk kemudian di-ploting seperti pada gambar berikut, e i. t d P/Po = Laju konsumsi energi. t/td = waktu pelipat dua-an. Terlihat dari grafik pada saat t=t d maka 2 dan P = 2P o Sehingga, i t e d ) ln. ln(2 t ln(2) 0, 693 d i i..(3)

33 Energy Consumption Rate Ilustrasi-1: Konsumsi energi listrik Amerika secara historis 7 % tiap tahun (i=0,07), berarti kapasitas pembangkit listrik (P) menjadi berlipat dua (2P o ) setiap, 0,693 t d 9, 9 tahun 0,07 Total energi yang dikonsumsi E o dari t=- ke t=t1 ; E o t1 P e Sedangkan energi total yang dikonsumsi E dari t=t1 ke t=t2 ; o i. t dt P i o e i. t 1 E 1 t 2 t 1 P e o i. t dt P i o i. t ( 2 1) ( 2 1) i t Po i t i t t i t t e e e e E e i o..(4) i( t Mengacu pada gambar diatas, jika (t 2 -t 1 )=t d, maka 2 t1) e 2 dan E=E o Artinya : pola konsumsi energi total tiap perode td adalah sama.

34 Energy Consumption Rate Ilustrasi-2 : Laju konsumsi energi Amerika pada tahun 1970 adalah 70,8x10 18 J/tahun, dan laju pertumbuhan adalah 4 % per tahun, hitunglah waktu pelipat duaan dan perkiraan laju konsumsi energi tahun Solusi : Diketahui : i=0,04 per tahun, Po = 70,8x10 18 J/tahun, t=30 tahun Menggunakan persamaan (3), Waktu pelipat duaan : 0,693 t d 17, 33 tahun 0,04 Laju konsumsi energi pada tahun 2000 : P it 18 (0,04)(30) 18 Po e 70,8x10. e 235,1 x10 J / tahun

35 Energy Consumption Rate Ilustrasi-3 : Pada tahu 1970 laju konsumsi energi Amerika adalah 70,8x10 18 J/tahun, cadangan batu bara Amerika adalah 70x10 12 J, dan laju pertumbuhan 4% per tahun. Taksirlah berapa tahun batubara tersebut dapat digunakan sebagai sumber energi bahan bakar satu-satunya. Solusi : Diketahui : i =0,04 per tahun, Po = 70,8x10 18 J/tahun, E1=70x10 12 J, t1=0 Menggunakan persamaan (4), E 18 i( t 70, t1 ) x 0, t e 1 e 1 21 Po i. t x10 e i 0, (70x10 )(0,04 t2 ln1 92, ,04 70,8x10 tahun

36 Homework Code Tugas Nilai TA1 TB1 TC1 Carilah data pertumbuhan penduduk (jumlah penduduk), Produk Nasional Bruto (GDP), konsumsi energi, serta cadangan minyak, batubara dan gas alam untuk Indonesia. Serta lakukan analisis (jelaskan) keterkaitannya, apa yang sebaiknya dilakukan oleh masyarakat dan pemerintah Indonesia berkaitan dengan konversi energi dan dampak lingkungannya. Lakukan analisis dan jelaskan hubungan antara populasi penduduk dunia, Produk Nasional Bruto (GDP) dan konsumsi energi. Serta apa pendapat Anda dengan sisa cadangan minyak dan gas yang ada sampai tahun Klasifikasikan bentuk dan sumber energi yang terdapat di Indonesia, serta jelaskan sistem-sistem (unit) konversi energi yang dijumpai di Indonesia. Dari sekian banyak sistem konversi energi, sistem apa yang paling sesuai untuk Indonesia sampai 20 tahun ke depan, jelaskan pendapat Anda. A (81-100) B (66-70) AB (71-80) Note : semua tugas berdasarkan sumber atau referensi yang jelas dan cantumkan Waktu : 7 hari Sifat : per mahasiswa Tugas : Menyusun tulisan ilmiah (paper ilmiah) & Dipresentasikan.

37 Thank you What you think? else. I belief, you is thinking something. Naudubillah himindalik

38 L/O/G/O Dosen : Syamsul Arifin syamsul@ep.its.ac.id Thank You!