KETERBATASAN SUMBER DAYA ENERGI

Transkripsi

1 BAB 11 KETERBATASAN SUMBER DAYA ENERGI A. Identitas Mata Pelajaran Sekolah : SMA Mata Pelajaran : Fisika Kelas / Semester : XII / 2 MateriPokok : Keterbatasan Sumber Daya Energi AlokasiWaktu : 8 JP B. Kompetensi Inti KI 1 KI 2 KI 3 KI 4 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, damai), santun, responsive dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan social dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan procedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajari nya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan keratif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan FISIKA SMA KELAS XII

2 C. Kompetensi Dasar 1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan keseimbangan perubahan medan listrik dan medan magnet yang saling berkaitan sehingga memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempermudah kehidupan 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi 3.11 Memahami keterbatasan sumber daya energi dan dampaknya bagi kehidupan 4.11 Menyajikan ide/gagasan pemecahan masalah keterbatasan sumber daya energi, energi alternatif, dan dampaknya bagi kehidupan E. Indikator Pencapaian Kompetensi Menjelaskan pengertian dari sumber daya energi Mengidentifikasi sumber energi terbarukan dan tidak terbarukan serta keterbatasannya Menjelaskan dampak keterbatasan energi dan penggunaan energi alternatif Menjelaskan pengertian pembangkitan listrik Menjelaskan kelengkapan pada pusat pembangkit listrik Menjelaskan jenis-jenis pembangkit listrik Menjelaskan prinsip kerja pembangkit listrik Menyusun makalah tentang pembangkit energi listrik di Indonesia

3 Peta Konsep KETERBATASAN SUMBER DAYA ENERGI Pengertian Sumber Daya Energi Kelangkaan Sumber Daya Energi Pembangkit Energi Listrik Jenis-jenis Sumber Daya Energi menuntut Penggunaan Energi Alternatif membutuhkan Kelengkapan Pembangkit Energi Terbarukan Energi Tidak Terbarukan

4 MATERI A. Pengertian Sumber Daya Energi Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa energi, dunia ini akan diam atau beku. Dalam kehidupan manusia selalu terjadi kegiatan, dan untuk kegiatan otak dan kegiatan otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh melalui proses oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk dalam tubuh berupa makanan. Kegiatan manusia lainnya dalam memproduksi barang dan transportasi dan lainnya juga memerlukan barang dan transportasi dan lainnya juga memerlukan energi yang diperoleh dari bahan sumber energi atau sering disebut sumber daya energi. Sumber daya energi adalah sumber daya yang dapat diolah oleh manusia sehingga dapat digunakan bagi pemenuhan kebutuhan energi. Tahukah kamu? Kehidupan kita sangat bergantung kepada ketersediaan energi. Ketersediaan energi di Indonesia sangat bergantung kepada bahan bakar fosil. Sekarang, ketersediaan bahan bakar fosil sudah hampir habis. Coba kalian bayangkan apa yang akan terjadi jika bahan bakar habis? Apa yang harus kita lakukan agar kebutuhan energi dapat tetap terpenuhi? B. Sumber Daya Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan Sumber daya energi dapat dibedakan menjadi : 1. Sumber Daya Energi Tak Terbarukan Sumber energi tak terbarukan adalah sumber energi yang sangat terbatas yang ada dibumi dan akan habis jika digunakan selama bertahun tahun. Energi tak terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya alam yang waktu pembentukannya sampai jutaan tahun. Disamping waktu terbentuknya yang sangat lama, cara terbentuknya tergantung dari proses dan keadaan geologi saat itu. Disebut energi yang tidak dapat diperbaruhi maksudnya adalah energi ini tidak dapat di regenerasi dalam waktu yang singkat. Lalu berbahaya bagi lingkungan karena menimbulkan polusi udara, air dan tanah yang berdampak pada kelangsungan makluk hidup. a. Minyak bumi Minyak bumi dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak Bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai

5 hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. b. Batu Bara Batubara adalah sisa dari fosil tanaman yang terbentuk selama sekitar 370 juta tahun yang lalu. Tanaman dari beberapa jenis tumbuhan seperti pakis dan pakis ekor kuda yang telah mati selama ratusan juta tahun akan bercampur dengan berbagai media tanah seperti tanah gambut dan berbagai lapisan tanah yang digerakkan oleh lempengan tektonik. Ketika tumbuhan ini masih hidup maka mereka menyerap energi dari sinar matahari melalui proses fotosintesis. Namun ketika tanaman mati dan terpendam dalam tanah maka akan bercampur dengan beberapa unsur hara seperti karbon, oksigen, sulfur, hidrogen dan nitrogen. Berbagai macam zat inilah yang bisa membentuk fosil tumbuhan menjadi batu bara. c. Gas Alam Gas alam berkumpul di bawah kerak bumi dan, seperti minyak mentah, harus dibor untuk dan dipompa keluar. Metana dan etana adalah jenis yang paling umum dari gas yang diperoleh melalui proses ini. Gas ini yang paling sering digunakan dalam pemanasan rumah serta oven gas dan pemanggang. Rusia, Iran, dan Qatar adalah negara-negara dengan mencatat cadangan gas alam terbesar. d. Bahan Bakar nuklir Bentuk lain dari sumber daya tak terbarukan yang digunakan untuk menghasilkan energi, bahan bakar nuklir, terutama diperoleh melalui penambangan dan pemurnian bijih uranium. Uranium adalah unsur alami yang ditemukan dalam inti bumi. Kebanyakan simpanan uranium terjadi dalam jumlah kecil yang penambang dapat kumpulkan, memperbaiki, dan memurnikan. Setelah berkumpul, uranium dibawa bersama-sama dan diolah menjadi batang. Batang kemudian direndam dalam tangki air. Ketika mencapai massa kritis, uranium mulai rusak dan melepaskan energi yang memanaskan air dalam rendaman. Ini dikenal sebagai fisi. Air yang dipanaskan kemudian menciptakan tekanan dan tekanan ini yang menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik yang kita gunakan sehari-hari. Bahan bakar nuklir adalah kunci untuk mempertahankan lingkungan bumi karena mereka adalah terbersih dari semua sumber daya yang tidak dapat diperbaharui.

6 2. Sumber daya energi terbarukan Sumber daya energi terbarukan adalah sumber daya energi yang tersedia secara terus menerus dalam waktu sangat lama karena siklus alaminya. Contohnya adalah tanah, air, udara dan sinar matahari. C. Dampak Keterbatasan Energi dan Penggunaan Energi Alternatif Seiring dengan peningkatan kebutuhan sumber daya energi yang meningkat drastis, inovasi-inovasi baru mengenai sumber daya energi berkembang dengan cepat. Di Indonesia, makin berkurangnya ketersediaan sumber daya energi fosil, khususnya minyak bumi, yang sampai saat ini masih merupakan tulang punggung dan komponen utama penghasil energi di Indonesia, serta makin meningkatnya kesadaran akan usaha untuk melestarikan lingkungan, menyebabkan kita harus berpikir untuk mencari altematif penyediaan energi yang memiliki karakteristik: 1. Dapat mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian energi fosil, khususnya minyak bumi 2. Dapat menyediakan energi listrik dalam skala lokal regional 3. Mampu memanfaatkan potensi sumber daya energi setempat, serta 4. Cinta lingkungan, dalam artian proses produksi dan pembuangan hasil produksinya tidak merusak lingkungan hidup disekitarnya. Berikut adalah contoh-contoh dari energi alternatif: 1. Energi Surya Matahari merupakan sumber energi terbesar bagi bumi yang berupa energi panas dan energi cahaya. Energi panas matahari dapat digunakan secara langsung, misalnya untuk mengeringkan pakaian. Energi cahaya matahari menerangi bumi pada siang hari. Selain itu, cahaya matahari dimanfaatkan tumbuhan hijau untuk melakukan fotosintesis. Energi cahaya matahari juga digunakan untuk memanaskan air atau menghasilkan listrik. Oleh karena itu, energi cahaya biasa disebut sebagai tenaga surya. 2. Energi Angin Angin adalah udara yang bergerak dan berpindah tempat. Penggerakan udara itu disebabkan oleh perbedaan suhu. Perbedaan suhu disebabkan oleh perbedaan daya serap panas di permukaan bumi. Jadi, selama matahari masih memancarkan sinarnya ke bumi

7 dan di bumi terdapat daratan dan lautan, maka akan terjadi perbedaan suhu dan menyebabkan terjadinya angin. 3. Panas Bumi (Gheothermal) Energi panas bumi adalah energi yang diekstraksi dari panas yang tersimpan di dalam 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. Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika musim dingin atau air) sejak peradaban Romawi, namun sekarang lebih populer untuk menghasilkan energi listrik. Sekitar 10 Giga Watt pembangkit listrik tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun 2007, dan menyumbang sekitar 0.3% total energi listrik dunia. energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hanya pada dekat area perbatasan lapisan tektonik. 4. Tenaga air Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Pada dasarnya, air di seluruh permukaan bumi ini bergerak (mengalir). Di alam sekitar kita, kita mengetahui bahwa air memiliki siklus. Dimana air menguap, kemudian terkondensasi menjadi awan. Air akan jatuh sebagai hujan setelah ia memiliki massa yang cukup. Air yang jatuh di dataran tinggi akan terakumulasi menjadi aliran sungai. Aliran sungai ini menuju ke laut. Di laut juga terdapat gerakan air, yaitu gelombang pasang,ombak, dan arus laut. gelombang pasang dipengaruhi oleh gravitasi bulan, sedangkan ombak disebabkan oleh angin yang berhembus di permukaan laut dan arus laut di sebabkan oleh perbedan kerapatan (massa jenis air), suhu dan tekanan, serta rotasi bumi. 5. Gelombang Air Laut Gelombang air laut saat memecah di pantai juga dapat menghasilkan banyak energi. Energi ini dapat diubah menjadi listrik. Penggunaan energi gelombang air laut dapat dijelaskan sebagai berikut. 6. Bahan Bakar Bio Bahan bakar bio merupakan bahan bakar yang berasal dari makhluk hidup, baik dari tumbuhan maupun hewan. Bahan bakar bio dari tumbuhan di antaranya tumbuhan berbiji yang mengandung minyak. Seperti bunga matahari, zaitun, jarak, kacang tanah, dan kedelai. Minyak yang dihasilkan biasa digunakan sebagai campuran solar untuk menjalankan mesin diesel dan bus. Tanaman tebu juga sering digunakan untuk menghasilkan bahan bakar bio. Batang tanaman tebu diambil sarinya untuk diolah menjadi gula. Gula yang dihasilkan digunakan untuk membuat alkohol.

8 Alkohol dapat dicampur dengan bensin sebagai bahan bakar. Campuran antara alkohol dan bensin dikenal sebagai gasohol. Bahan bakar bio dari hewan biasanya berasal dari lemak sapi, biri-biri, dan paus. Lemak ini dapat dibuat lilin sebagai penerangan. Bahan bakar bio juga berasal dari kotoran hewan. Kotoran hewan ini dimasukkan ke ruangan bawah tanah (lubang) yang disebut pencerna biogas. Kotoran tersebut kemudian melepaskan gas metana. Gas ini bersifat mudah terbakar sehingga dapat digunakan untuk memasak dan memanaskan air. Penggunaan sumber daya energi tentu memiliki dampak bagi kehidupan. Beberapa dampak tersebut adalah: 1. Dampak positif a. Sebagai energi atau bahan bakar, misalnya gas, minyak bumi, dan batu bara b. Sebagai bahan berbagai jenis industri, seperti industry pesawat, kendaraan bermotor, persenjataan dan lain-lain c. Untuk bahan konstruksi d. Bahan untuk membuat perhiasan, seperti emas,intan dan lain-lain 2. Dampak negatif a. Kerusakan lingkungan pada lahan galian memberikan dampak berupa tingginya laju erosi b. Lokasi perambangan kadang berada di tengah hutan, sehingga merusak ekosistem hutan c. Munculnya konflik sosial dalam penguasaan lahan pertambangan d. Tercemarnya sungai dan wilayah perairan lainnya oleh bahan-bahan kimia berbahaya dan beracun dari proses pengolahanhasil tambang D. Proses Pembangkit Energi Listrik Proses pembangkitan tenaga listrik adalah proses konversi tenaga primer (bahan bakar atau potensi tenaga air) menjadi tenaga mekanik sebagai penggerak generator listrik dan selanjutnya generator listrik menghasilkan tenaga listrik. Pembangkitan energi listrik yang banyak dilakukan dengan cara memutar generator sinkron sehingga didapat tenaga listrik arus bolak-balik tiga phasa. Energi mekanik yang dipakai memutar generator listrik didapat dari mesin penggerak generator listrik atau biasa disebut penggerak mula (primover). Mesin penggerak generator listrik yang banyak digunakan adalah mesin diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas. Mesin penggerak generator melakukan konversi energi primer menjadli

9 energi mekanik penggerak generator. Proses konversi energi primer menjadi energi mekanik menimbulkan produk sampingan berupa limbah dan kebisingan yang perlu dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan. E. Kelengkapan Pada Pusat Pembangkit Kelengkapan pada pusat pembangkit listrik antara lain adalah: 1. Instalasi sumber energi (energi primer, yaitu instalasi bahan bakar untuk pusat pembangkit termal dan atau instalasi tenaga air) 2. Instalasi mesin penggerak generator listrik, yaitu instalasi yang berfungsi sebagai pengubah energi primer menjadi energi mekanik sebagai penggerak generator listrik 3. Mesin penggerak generator listrik dapat berasal dari ketel uap beserta turbin uap, mesin diesel, turbin gas, dan turbin air 4. Instalasi pendingin, yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan instalasi mesin penggerak yang menggunakan bahan bakar. 5. Instalasi listrik, yaitu instalasi yang secara garis besar terdiri dari: a) Instalasi tegangan tinggi, yaitu instalasi yang yang digunakan untuk menyalurkan energi listrik yang dibangkitkan generator listrik b) Instalasi tegangan rendah, yaitu instalasi pada peralatan bantu dan instalasi penerangan, c) Instalasi arus searah, yaitu instalasi baterai aki dan peralatan pengisiannya serta jaringan arus searah terutama yang digunakan untuk proteksi, kontrol, dan telekomunikasi. F. Jenis-jenis Pembangkit Listrik 1. Pembangkit Listrik Tenaga Hydro Pada dasarnya suatu pembangkit listrik tenaga hidro berfungsi untuk mengubah potensi tenaga air yang berupa aliran air yang mempunyai debit dan tinggi jatuh untuk menghasilkan energi listrik a. Pembangkit Listrik Tenaga Air Pusat listrik yang menggunakan tenaga air atau sering disebut Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA). Pada pusat listrik tenaga air, energi utamanya berasal dari tenaga air (energi primer). Tenaga air tersebut menggerakkan turbin air dan turbin air

10 memutar generator listrik. Pusat listrik ini menggunakan tenaga air sebagai sumber energi primer. Cara kerja PLTA Gambar 12.1 Pembangkit Litrik Tenaga Air Air dari tandon/sungai masuk pada turbin melalui penstok untuk memperbesar tekanan hidrostatis. Katup pengaman berguna untuk mengatur aliran air yang masuk ke headrace tunnel, juga untuk menghentikan aliran air. Energi potensial air menggerakkan turbin sehingga mengsilkan energi gerak yang dikonversi menjadi energi listrik oleh generator. Energi listrik dari generator ini diatur dan ditransfer oleh main transformer agar sesuai dengan kapasitas transmission line (tegangan, daya, dll) untuk dibagikan ke rumah-rumah. b. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Gambar 12.2 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

11 Pembangkit listrik tenga mikro hidro merupakan suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan tenaga mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan. c. Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Gambar 12.3 Pembangkit listrik tenaga pasang surut Energi pasang surut (Tidal Energi) merupakan energi yang terbarukan. Prinsip kerja nya sama dengan pembangkit listrik tenaga air, dimana air dimanfaatkan untuk memutar turbin dan mengahasilkan energi listrik.energi diperoleh dari pemanfaatan variasi permukaan laut terutama disebabkan oleh efek gravitasi bulan, dikombinasikan dengan rotasi bumi dengan menangkap energi yang terkandung dalam perpindahan massa air akibat pasang surut. d. Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Ombak merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung, merupakan energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi pergerakan gelombang. 2. Pembangkit Listrik Tenaga Thermo a. Pembangkit Listrik Tenaga Uap

12 Pembangkit listrik tenaga uap menggunakan bahan bakar batu bara, minyak atau gas sebagai sumber energi primer. Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan putaran turbin uap. Tenaga untuk menggerakkan turbin berupa tenaga uap yang berasal dari ketel uap. Gambar 12.4 Pembangkit Listrik Tenaga Uap Cara kerjanya Batubara yang merupakan bahan bakar dipasok ke dalam tungku (furnace). Di situ batubara dibakar dan akan menghasilkan energi atau kalor. Selanjutnya energi tersebut akan dipindahkan ke air di dalam boiler (F), di mana air kemudian akan mendidih dan berubah bentuk menjadi uap (A). Uap yang mempunyai suhu tinggi dan tekanan tinggi ini akan dialirkan ke turbin (B). Di dalam turbin, uap akan melewati sudut-sudut turbin yang kemudian akan memutar poros untuk menggerakkan generator (C) dan menghasilkan listrik. Uap yang telah melewati turbin selanjutnya akan masuk ke dalam kondensor (D), di mana uap tersebut akan didinginkan dan berubah bentuknya kembali menjadi cair. Air dari kondenser selanjutnya akan dikembalikan ke dalam boiler dengan menggunakan pompa umpan (E). Demikian seterusnya proses tersebut berlangsung berulang-ulang. Karena proses tersebut berulang dan menggunakan uap sebagai media untuk memindahkan energi, maka proses ini disebut dengan istilah siklus uap atau dikenal juga dengan istilah siklus Rankine.

13 b. Pembangkit Listrik Tenaga Gas Pada pusat listrik tenaga gas, energi primer berasal dari bahan bakar gas atau minyak. Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan tenaga penggerak turbin gas atau motor gas. Gas berasal dari dapur tinggi, dapu kokas dan gas alam. Gambar 12.5 Pembangkit Listrik Tenaga Gas Siklus PLTG berawal melalui udara yang masuk ke kompressor. Kompressor yang berfungsi menaikkan tekanan udara kemudian memasukkan udara ke dalam ruang bakar (Combustion room) bercampur dengan bahan bahan bakar (gas / bbm). Pembakaran di ruang pembakaran menghasilkan gas bersuhu tinggi dan bertekanan sehingga dapat memutar turbin gas. Turbin yang berputar mendrive generator berputar. Luaran sistem tersebut menghasilkan produksi listrik dan setelah itu, gas akan dibuang ke atmosfir melalui stack (cerobong asap). c. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel Pada pusat pembangkit listrik tenaga diesel energi primer berasal dari bahan bakar minyak atau bahan bakar gas. Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan tenga pemutar yang berasal dari putaran diesel.

14 Gambar Pembangkit Listrik Tenaga Diesel d. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap Pembangkit listrik tenaga gas dan uap merupakan kombinasi antara PLTG dan PLTU. Gas buang yang dihasilkan PLTG dimanfaatkan untuk menghasilkan uap oleh ketel uap. Uap yang dihasilkan digunakan sebagai turbin uap. Dan turbin uap selanjutnya memutar generator listrik. e. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Energi panas bumi (Geothermal energi) sudah dikenal sejak ratusan tahun lalu dalam wujud gunung berapi,aliran lava, sumber air panas maupun geyser. Pada mulanya uap panas yang keluar dari bumi tersebut hanya dimanfaatkan untuk tujuan theraphy. Baru pada awal abad ke-20, seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta dimakluminya keterbatasan sumber energi minyak maka, mulai dipikirkan pemanfaatan energi panas bumi untuk keperluan keperluan yang lebih komersil. Pada tahun 1913, pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama, dengan kapasitas 250 KWH. Berhasil dioperasikan di Italia. Kemudian disusul dengan pembangkit lainnya yang sampai dengan tahun 1988 total kapasitas PLTP di dunia sudah mencapai lebih dari MW.

15 Gambar 12.7 Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Air disuntikan kedalam perut bumi dimana terdapat sumber panas alami melalui injektor. Air akan mengalami pemanasan dan menjadi uap bertekanan.cuap yang keluar masih mengandung air sehingga harus dilakukan pemisahan antara uap dan air pada separator. Dari sini uap kering akan menuju turbin dan selanjutnya menjalankan generator untuk digunakan sebagai pembangkit listrik, sedangkan airnya akan menuju tangki pendingin untuk di dinginkan melalui sistim pendingin udara, kemudian di suntik lagi kedalam sumber panas bumi. 3. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Gambar 12.8 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

16 Pada pusat pembangkit ini, tenaga nuklir diubah menjadi tenaga listrik. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) merupakan PLTU yang menggunakan uranium sebagai bahan bakar dan menjadi sumber energi primer. Uranium mengalami proses fusi (fussion) di dalam reaktor nuklir yang menghasilkan energi panas. Energi panas yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan uap dalam ketel uap. Uap panas yang dihasilkan ketel uap selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan turbin uap memutar generator listrik. PLTN pada dasarnya sama dengan PLTU hanya saja ruang bakar PLTU diganti dengan reaktor nuklir yang menghasilkan panas (kalor). Dalam reaktor nuklir, terjadi proses fission (fisi), di mana bahan bakar nuklir uranium U-235 mengalami fission menjadi unsur-unsur lain. Pada proses fission ini, timbul panas yang digunakan untuk menghasilkan uap (lihat Gambar III.50). Proses fission adalah proses di mana suatu unsur diuraikan menjadi unsur-unsur lain yang jumlah massanya lebih kecil daripada massa uranium-235 yang diuraikan. Selisih massa ini (ada massa yang hilang) adalah massa yang berubah menjadi energi panas (kalor) dalam reactor nuklir (sesuai dengan rumus E = MC 2 ). Inti uranium-235 ditembak dengan neutron sehingga pecah menjadi inti xenon dan inti strontium, selain itu terjadi pula pelepasan neutron dari inti uranium-235 yang ditembak tersebut. 4. Pembangkit listrik non konvensional Pembangkit listrik non-konvensional umumnya masih dalam tahap riset sehingga belum merupakan pusat listrik. Khusus untuk pembangkit listrik tenaga surya, sudah banyak dibangun di tempat-tempat yang jauh dari jaringan PLN dengan memanfaatkan energi matahari. Pembangkit pembangkit listrik nonkonvensional ini adalah: a. Pembangkit listrik tenaga surya Gambar 12.9 Pembangkit listrik tenaga surya

17 Pada prinsipnya, pembangkit listrik tenaga surya terdiri dari sekelompok foto sel, sinar matahari menjadi gaya gerak listrik (GGL) untuk mengisi baterai aki (B). Dari baterai aki (B), energi listrik dialirkan ke pemakai. Pada waktu banyak sinar matahari (siang hari), baterai aki (B) diisi oleh fotosel. Tetapi pada saat malam hari, foto sel fidak menghasilkan energi listrik, maka energi listrik diambil dari baterai aki (B) tersebut b. Pembangkit listrik tenaga angin Gambar Pembangkit Listrik Tenaga Angin Energi angin diubah oleh baling-baling (turbin angin) menjadi energi pemutar generator arus searah. Apabila tegangan generator cukup tinggi, relai tegangan akan menutup saklar pengisi baterai aki sehingga baterai aki diisi oleh generator. Apabila angin berkurang dan agar tidak terjadi aliran daya balik dari baterai aki ke generator, maka relai daya balik akan membuka saklar tadi. Pasokan daya untuk pemakai diambil dari baterai aki. Sesungguhnya, tenaga angin ini termasuk tenaga surya secara tidak langsung karena baik angin lokal (misalnya angin darat dan angin laut) maupun angin planet terjadi akibat pemanasan ke bumi oleh matahari (secara langsung) yang selanjutnya menimbulkan perbedaan suhu di antara tempat di permukaan bumi ini. c. Fuel Cell (Sel Bahan Bakar) Sebagai bahan bakar adalah H 2 dan O 2 yang masing-masing dimasukkan ke kutub negatif (anoda) dan kutub positif (katoda). Setiap kutub, sifatnya berpori (berlubang-lubang) dan di antara anoda dan katoda ini terdapat larutan KOH. Larutan KOH menghasilkan ion negative OH- pada kutub negatif anoda berpori dengan gas hidrogen H 2, akan bereaksi menjadi H 2 O dan melepas elektron e sehingga anoda menjadi elektron yang bermuatan negatif. Elektron-elektron ini kemudian mengalir ke beban dan sampai ke kutub positif katoda. Di katoda, elektron tersebut bertemu dengan oksigen O 2 yang dimasukkan ke kutub positif katoda sehingga elektron

18 bersama O 2 dan H 2 O (dari larutan KOH) menghasilkan ion negatif OH- yang selanjutnya akan digunakan untuk menghasilkan elektron pada kutub negatif anoda seperti tersebut di atas. Larutan KOH tidak ikut bereaksi, larutan tersebut hanya menjadi katalisator penghasil ion OH-. Sebagai elektroda dapat digunakan logam nikel atau platina, sedangkan untuk larutan, selain KOH, bisa juga digunakan larutan H2S04 atau larutan H3PO4. Fuel cell telah digunakan dalam kendaraan ruang angkasa dan sedang dalam pengembangan agar pemakaiannya dapat diperluas, dan diharapkan di masa yang akan datang dapat digunakan secara komersial sebagai sumber energi.

19 LATIHAN SOAL 1. Jelaskan pengertian sumber daya energi 2. Sebutkan 3 macam sumber daya energi 3. Sebutkan 5 contoh sumber daya energi terbarukan? 4. Sebutkan sifat-sifat energi alternatif! 5. Jelaskan keuntungan dan kelemahan pemanfaatan energi alternatif! 6. Apa saja pemanfaatan energi alternatif dalam kehidupan sehari-hari? 7. Bagaimanakah cara-cara memanfaatkan tenaga surya? 8. Jelaskan penyebab keterbatasan sumber energi tak terbarukan 9. Jelaskanlah dampak negatif dari sumber daya energi di kehidupan sehari-hari 10. Sebutkan 3 penyebab keterbatasan sumber energi alternative Pastikan Kamu mengerjakannya dengan baik ya... Bekerjalah dengan penuh kejujuran, Sesungguhnya kamu akan menuai hasil dari kerja kerasmu

20 Daftar Pustaka Budiyanto Joko Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII SMA/MA Program Ilmu Pengetahuan. Pusat Perbukuan, Depertemen Pendidikan Nasional: Jakarta. (Hal: ) Foster Bob Terpadu Fisika SMU Jilid 2B Semester 2. Bandung: Erlangga. (Hal: 95-97) Indrajit Dudi Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII SMA/MA Program Ilmu Pengetahuan. Pusat Perbukuan, Depertemen Pendidikan Nasional: Jakarta. (Hal: ) Kanginan Marthen Fisika untuk SMA Kelas XII. Cimahi: Erlangga. (Hal: ) Saripudin Aip Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII SMA/MA Program Ilmu Pengetahuan. Pusat Perbukuan, Depertemen Pendidikan Nasional: Jakarta. (Hal: ) Zaelani Ahmad dkk Bank Soal Bimbingan Pemantapan Fisika. Cet. 1. Bandung: Yrama Widya. (Hal: )