BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan manusia yang semakin kompleks seiring dengan perkembangan zaman dalam era globalisasi ini menuntut para engineer untuk selalu berinovasi, menghasilkan teknologi-teknologi mutakhir. Hal ini merupakan dampak dari tuntutan untuk mempermudah manusia dalam melaksanakan proses kehidupannya. Imbas yang muncul dari teknologi yang mutakhir ini tentunya ketersediaan sumber energi yang jumlahnya semakin besar, sesuai dengan kemudahan ataupun kenyamanan yang didapatkan dari teknologi yang mutakhir tersebut. Sampai disini, manusia menemukan kendala lain yang mutlak harus dipikirkan jalan keluarnya. Penggunaan energi fosil dewasa ini telah mengakibatkan efek pencemaran yang mana salah satu dampak yang sangat terlihat dan sering dibicarakan di hampir seluruh belahan bumi ialah global warming. Pemanasan global (global warming) adalah kenaikan suhu rata-rata permukaan bumi yang diakibatkan oleh tingginya kandungan gas-gas rumah kaca hasil dari pembakaran sumber energi berbasis fosil dan pembabatan hutan. Sejak dimulainya revolusi industri, umat manusia telah sangat tergantung kepada penggunaan sumber energi yang berasal dari fosil, selanjutnya di tulisan ini akan diistilahkan dengan energi fosil. Energi fosil termasuk minyak bumi, gas alam, dan batubara. Sebagai gambaran besarnya ketergantungan umat manusia terhadap energi fosil, Energy Information Administration (EIA), menyebutkan bahwa selama tahun 2007, konsumsi energi global bersumber dari minyak bumi sebesar 36%, batubara 27.4%, dan gas alam 23.0%. Total penggunaan energi fosil ini adalah 86.4% dan sisanya dipasok oleh sumber energi lain seperti nuklir, hydropower, geothermal, angin, surya dan lain-lain. Menurut laporan statistik penggunaan minyak dunia, yang dikeluarkan British Petroleum (BP), selama tahun 2008 konsumsi energi dunia adalah sebesar 474 exajoule (474 x 10 18 joule). Jika komposisi 86.4% (laporan tahun 2007 oleh EIA) dianggap tidak
berubah jauh dengan 2008, maka konsumsi ini berasal dari energi fosil sebesar 409,5 EJ dan sisanya 64,5 EJ dari sumber energi lain seperti nuklir dan renewable energi. Pembakaran energi fosil ini setara dengan pelepasan 21,3 Gigaton karbon dioksida ke alam, tetapi alam dengan bantuan hutan hanya mampu menyerap setengah dari jumlah ini. Oleh karena itu akan ada penambahan karbon dioksida sekitar 10.6 Gigaton pertahun. Jika tidak ada langkah konkrit, ini akan meningkat terus di tahun-tahun mendatang seiring dengan meningkatnya kebutuhan energi dunia. Inilah salah satu yang akan menyebabkan pemanasan global, dan jika tidak diselesaikan bersama akan membahayakan kelangsungan hidup bumi sebagai planet yang bisa dihuni umat manusia dan mahluk hidup lainnya. Data di tersebut menunjukkan betapa umat manusia masih sangat bergantung kepada energi fosil dalam proses kehidupan dan perekonomiannya. Kondisi Indonesia, tidak jauh berbeda dengan kondisi global saat ini. Sumber utama energinya masih disuplai oleh energi fosil. Sementara, efisiensi konversi dan penggunaan energi fosil masih rendah. Menurut laporan statistik yang dikeluarkan oleh BP, total konsumsi energi Indonesia selama tahun 2007 adalah sebesar 5,18 EJ. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) menyebutkan konsumsi energi ini berasal dari energi fosil sebesar 95%, hidropower 3,4%, panas bumi 1,4%, lainnya 0,2% (data tahun 2003). Komposisi ini dengan jelas menunjukkan ketergantungan yang sangat tinggi pada energi fosil. Perbedaan utama permasalahan enegi yang dihadapi pemerintah Indonesia adalah ketergantungan yang besar kepada minyak bumi. Pemerintah, pada saat ini fokus pada usaha untuk mengurangi ketergantungan ini. Efisiensi energi di Indonesia juga sangat buruk. Menurut data, nilai elastisitas energi yang diolah oleh ESDM dari BP, Indonesia berada pada angka 1,84, idealnya angka ini dibawah 1. Elastisitas energi adalah perbandingan antara pertumbuhan konsumsi energi dengan pertumbuhan ekonomi. Jika nilai elastisitas energi suatu negara semakin tinggi, berarti pemakaian energi semakin tidak efisien. Sebagai perbandingan elastisitas energi beberapa negara adalah sebagai berikut: Malaysia 1,69, Thailand 1,16, Singapura 0,73, Jepang 0,1. Kesimpulannya perlu usaha yang serius untuk mengurangi nilai elastisitas energi ini. Pemerintah Indonesia mempunyai
komitmen yang jelas untuk mengelola konsumsi energinya agar lebih bersahabat dengan lingkungan. Komitment ini dapat dilihat dari pidato Presiden Yudhoyono pada suatu pertemuan internasional tentang lingkungan di Nusa Dua Bali, pada Februari 2010. Bahwa Indonesia berkomitmen mengurangi emisi karbonnya sampai 26% pada tahun 2020. Sudah banyak kebijakan yang dibuat oleh pemerintah Indonesia yang tujuannya meningkatkan penggunaan sumber energi terbarukan dan menggunakan energi dari fosil dengan lebih efisien. Adapun yang menjadi latar belakang pengajuan skripsi ini ialah salah satu titik penggunan energi yang cukup besar di Indonesia adalah penggunaan energi listrik untuk penggerak sistem pengkondisian udara atau AC. Melihat kondisi iklim serta akan terus meningkatnya taraf hidup masyarakat, diyakini penggunaan AC kedepannya akan semakin meningkat. Hal ini sangat berpotensi mengakibatkan pencemaran dikarenakan cairan referijeran yang dapat merusak lapisan ozon digunakan pada mesin-mesin pendingin yang menggunakan Siklus Kompresi Uap. Ditambah lagi dengan fakta bahwa pembangkit listrik di Indonesia didominasi oleh penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karena itu tindakan penghematan energi pada penggunaan AC sangatlah penting untuk penghematan energi dan mengurangi emisi karbon. Pada daerah tropis seperti Indonesia yang mempunyai temperatur dan kelembaban udara yang relatif tinggi, sistem pengkondisian udara didominasi dengan menurunkan temperatur dan kelembaban udara. Dalam skripsi ini, digunakan siklus yang menggunakan blower untuk mensirkulasikan udara dan memanfaatkan rendahnya temperatur tanah untuk efek pendinginan. 1.2 Tujuan Berdasarkan fakta dan fenomena yang didapat, maka saya mengajukan solusi mendinginkan udara ruangan dengan memanfaatkan efek dingin yang tersimpan di dalam tanah. Tujuan penelitian ini adalah antara lain: 1. Mendapatkan potensi siklus pendinginan dengan memanfaatkan efek dingin tanah (groundcooling).
2. Mensimulasikan kontainer yang merupakan komponen utama instalasi groundcooling, untuk mengetahui performansi dan kapasitasnya dalam memanfaatkan efek dingin tanah. 3. Mensimulasikan proses pendinginan suatu ruangan yang menggunakan instalasi groundcooling dan tanpa instalasi groundcooling untuk membuktikan potensi pemanfaatan efek groundcooling. 4. Memberi rekomendasi pemanfaatan efek dingin yang tersimpan didalam tanah untuk pendinginan ruangan. 1.3 Manfaat Hasil-hasil yang didapatkan dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat yang besar pada proses penghematan energi. Manfaat penelitian ini antara lain : 1. Mengurangi penggunaan energi listrik dalam bidang pengkondisian udara, yang pada akhirnya dapat mengurangi konsumsi bahan bakar minyak. 2. Memberi sumbangan yang berarti bagi perkembangan teknologi energi terbarukan bagi Indonesia. 3. Ikut berpartisipasi dalam mengurangi efek pemanasan global dengan menggunakan sumber energi yang bersih dan ramah lingkungan. 4. Membantu masyarakat kalangan menengah kebawah memperoleh kenyamanan di dalam ruangan tanpa harus mengeluarkan biaya yang besar. 1.4 Batasan Masalah Masalah yang akan dibahas pada penelitian ini akan dibatasi, antara lain: (1) proses pendinginan hanya dilakukan oleh sifat dingin yang tersimpan di dalam tanah. (2) Tidak melibatkan refrigeran (primer maupun sekunder) untuk mensirkulasikan efek dingin. (3) energi listrik hanya digunakan untuk mensirkulasikan udara yang didinginkan.
1.5 Sistematika Penulisan Hasil daripada penelitian groundcooling ini nantinya akan dibukukan dalam bentuk laporan skripsi dengan sitematika penulisan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang teori-teori dasar pengkondisian udara, teknik pendingin, kenyamanan udara bagi manusia manusia, siklus-siklus pendingin yang biasa digunakan dalam pengkondisian udara, dan teori computational fluid dynamic fluent (metode perhitungan dinamika fluida). Pada tinjauan pustaka saya juga akan menampilkan review beberapa jurnal internasional yang berkaitan dengan groundcooling. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Berisi mengenai metode penelitian yang dilakukan secara terurut, proses, analisis serta simulasi yang dilakukan untuk pengolahan data. BAB IV DATA DAN ANALISA DATA Berisi tentang data yang diperoleh dari proses, analisa, dan simulasi serta hasil analisa yang dilakukan, baik secara teoritis maupun numerik dengan menggunakan perangkat lunak CFD. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi tentang kesimpulan dari hasil analisa yang dilakukan secara teoritis maupun simulasi dengan menggunakan perangkat lunak CFD yang merujuk pada rekomendasi sebuah desain siklus pendinginan yang memanfaatkan efek dinginyang tersimpan di dalam tanah, serta saran untuk mencegah kekurangan pada desain optimasi