Rabu, 02 September 2015

Makalah "ketergantungan BBM" 02

KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah berjudul “Energi Alternatif sebagai Pengganti Ketergantungan Terhadap BBM” ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Makalah ini ditujukan dalam rangka memenuhi salah satu nilai tugas mata kuliah Pembangkit Tenaga Listrik. Kami menyampaikan ucapan terimakasih kepada pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini, khususnya kami sampaikan kepada:

1. Silo Wardono, ST, M. Si. selaku Kepala Program Studi Teknik Listrik yang telah
menyediakan kesempatan dan bantuan fasilitas dalam menyelesaikan makalah ini;
2. Ikhsan Kamil, ST, selaku dosen mata kuliah Pembangkit Tenaga Listrik yang telah
membantu dalam memberikan bimbingan dan masukan dalam pembuatan makalah ini;
3. Orangtua kami, yang telah memberikan dukungan moral dan do’a dalam
menyelesaikan makalah ini;
4. Semua pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah ini

Kami selaku penulis mohon maaf atas segala kekurangan yang terdapat di dalam
makalah ini. Kami sadari makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami
sangat menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi memperbaiki agar karya
ini lebih mendekati kesempurnaan. Akhir kata, kami sampaikan banyak terimakasih atas
perhatian yang diberikan.


Depok, 28 Desember 2014

Hormat Kami




Penulis










BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Cadangan bahan bakar minyak Indonesia semakin menipis. Konsumsi BBM semakin hari semakin menigkat sedangkan cadanagan BBM terbatas. Cadangan minyak di Indonesia sekarang tinggal 12 tahun lagi, dan hanya memiliki cadangan minyak sebesar 3.7 miliar barel. Hal tersebut hanya mampu memproduksi 830,000 barel minyak per hari dan disisi lain Indonesia membutuhkan minyak 1.2 juta barel per hari.
Permasalahn krisis Bahan Bakar Minyak di Indonesia sudah mencapai tingkat yang sangat memprihatinkan. Di satu sisi konsumsi masyarakat terus meningkat, sementara persedian dan supply terus menerus menurun. Hal ini menyebabkan harga BBM terus melambung mencapai angka yang sulit dijangkau oleh sebagian masyarakat Indonesia terutama pada masyarakat kelas menengah ke bawah, sehingga pemerintah mengkaji ulang harga BBM tersebut.
Kelangkaan BBM ini membuat pemerintah bekerja keras untuk mencari jalan keluar yang terbaik, agar masyarakat di Indonesia tidak ketergantungan lagi dengan Bahan Bakar Minyak. Salah satu jalan untuk menggantikan konsumsi pemakaian Bahan Bakar Minyak yaitu dengan mencari sumber energi alaternatif yang dapat diperbaharui kembali seperti energi matahari, energi air, energi angin dan energi-energi lainnya yang dapat dijadikan sebagai pengganti dari ketergantungan BBM. 
1.2 Rumusan Masalah
1.      Apa pengertian energi alternatif?
2.      Apa saja bentuk-bentuk energi alternatif dan sumber-sumber energi alternatif?
3.      Bagaimana pemanfaatan energi alternatif sebagai energi pengganti minyak bumi ?
1.3 Tujuan
1.      Sebagai solusi untuk manusia agar tidak selalu ketergantungan dengan BBM
2.      Agar manusia dapat mengetahui macam-macam pengganti Bahan Bakar minyak 
3.      Memberikan informasi bahwa tanpa adanya BBM manusia tetap bisa mendapatkan bahan bakar dari energi lain








BAB II
PEMBAHASAN

2.1        Energi Alternatif
Energi alternative merupakan energi yang dapat digunakan untuk mengganti bahan bakar konvensional yang bersumber dari bahan bakar fosil (BBM, batu bara). Energy alternatif memiliki kriteria antara lain yaitu :
1.      Dapat digunakan berulang-ulang
2.      Jumlahnya berlimpah
3.      Pengolahannya tidak merusak alam
4.      Tidak berbahaya, aman serta tidak menimbulkan berbagai penyakit kibat pengolahan
Energi yang bisa dijadikan sebagai energi alternatif yaitu solar sel, solar thermal, biogas, energi nuklir, energi angin, energi panas bumi, energi panas laut dan energi pasang surut.
2.2        Sumber Energi Alternatif
2.2.1      Solar Sel
2.2.1.1    Sejarah Solar Sel
Efek photovoltaic pertama kali berhasil diidentifikasi oleh seorang ahli Fisika berkebangsaan Prancis Alexandre Edmond Becquerel pada tahun 1839. Baru pada tahun 1876, William Grylls Adams bersama muridnya, Richard Evans Day menemukan bahwa material padat selenium dapat menghasilkan listrik ketika terkena paparan sinar.
Dari percobaan tersebut, meskipun bisa dibilang gagal karena selenium belum mampu mengonversi listrik dalam jumlah yang diinginkan, namun hal itu mampu membuktikan bahwa listrik bisa dihasilkan dari material padat tanpa harus ada pemanasan ataupun bagian yang bergerak.
Tahun 1883, Charles Fritz mencoba melakukan penelitian dengan melapisi semikonduktor selenium dengan lapisan emas yang sangat tipis. Photovoltaic yang dibuatnya menghasilkan efisiensi kurang dari 1 %. Perkembangan berikutnya yang berhubungan dengan ini adalah penemuan Albert Einstein tentang efek fotolistrik pada tahun 1904. Tahun 1927, photovoltaic dengan tipe yang baru dirancang menggunakan tembaga dan semikonduktor copper oxide. Namun kombinasi ini juga hanya bisa menghasilkan efisiensi kurang dari 1 %.
Pada tahun 1941, seorang peneliti bernama Russel Ohl berhasil mengembangkan teknologi sel surya dan dikenal sebagai orang pertama yang membuat paten peranti solar cell modern. Bahan yang digunakan adalah silicon dan mampu menghasilkan efisiensi berkisar 4%.
Barulah kemudian di tahun 1954, Bell Laboratories berhasil mengembangkannya hingga mencapai efisiensi 6% dan akhirnya 11%. 5 Pada tengah hari yang cerah radiasi sinar matahari mampu mencapai 1000 watt permeter persegi. Jika sebuah piranti semikonduktor seluas satu meter persegi memiliki efisiensi 10 persen, maka modul sel surya ini mampu memberikan tenaga listrik sebesar 100 watt.
Sampai saat ini modul sel surya komersial memiliki efisiensi berkisar antara 5 hingga 15 persen tergantung material penyusunnya. Tipe silikon kristal merupakan jenis piranti sel surya yang memiliki efisiensi tinggi meskipun biaya pembuatannya relatif lebih mahal dibandingkan jenis sel surya lainnya. Tipe modul sel surya inilah yang banyak beredar di pasaran. Sebenarnya ada produk sel surya yang efisiensinya bisa mencapai 40%, namun belum dijual secara masal. Prestasi ini dicapai oleh DoE yang sudah mengembangkannya sejak awal tahun 1980.
DoE memulai penelitian yang dikenal dengan “multi-junction gallium arsenide-based solar cell devices,” solar sel multilayer yang dapat mengonversi 16 persen energi menjadi listrik.
Pada tahun 1994, laboratorium energi terbarukan (National Renewable Energy laboratory) milik DoE berhasil memecahkan rekor efisiensi 30 persen yang sangat menarik minat bagi dunia industri angkasa luar untuk memanfaatkannya. Hampir semua satelit saat ini memanfaatkan teknologi multi-junction cells. Pencapaian efisiensi hingga 40% tersebut dilakukan dengan mengkonsentrasikan cahaya matahari. Teknologi ini menggunakan konsentrator optik yang mampu meningkatkan intensitas cahaya matahari sehingga konversi listriknya pun juga meningkat.
Sedangkan pada umumnya teknologi sel surya hanya mengandalkan cahaya matahari alami atau dikenal dengan “one sun insolation” yang hanya mampu menghasilkan efisiensi 12 hingga 18 persen. Boeing-Spectrolab memakai struktur yang bernama multi-junction solar cell. Struktur ini mampu menangkap spectrum sinar matahari lebih banyak dan mengubahnya menjadi energi listrik. Sel individunya dibuat dalam beberapa lapis dan setiap lapisan mampu menangkap cahaya yang melewati sel.

2.2.1.2    Prinsip Kerja Solar Sel
Pemanfaatan energi terbarukan diantaranya dengan memanfaatkan tenaga radiasi cahaya matahari menggunakan sel surya sebagai pengonversi energi matahari menjadi energi listrik yang kita kenal dengan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Cahaya matahari terdiri atas foton atau partikel energi surya yang dikonversi menjadi energi listrik. Energi yang diserap oleh sel surya diserahkan pada elektron sel surya untuk dikonversikan menjadi energi listrik. Pada sel surya terdapat dua sambungan antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semi konduktor, masing-masing lapisan diketahui sebagai semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N. Pada saat foton mengenai sel surya maka energi yang diserap dari foton akan diberikan ke elektron untuk melepaskan diri dari semikonduktor N. Terlepasnya elektron ini meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron yang disebut dengan “fotogenerasi” elektron–hole. Dikarenakan pada sambungan PN terdapat medan listrik E, elektron hasil fotogenerasi tertarik kearah semikonduktor N begitu juga dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor P. Jika kedua semikonduktor tersebut dihubungkan dengan sebuah kabel dan diberi beban seperti ditunjukkan pada Gambar 1 akan menghasilkan arus listrik dan mengalir melalui kabel tersebut.





Gambar 1. Prinsip Kerja Solar Sel






2.2.1.3              Kelebihan dan Kekurangan Solar Sel
Penggunaan Solar Sel sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.    Melimpahnya ketersediaan energi sinar matahari
Sifat dari energi sinar matahari adalah terbarukan (dapat diperbaharui) dan mudah diperoleh diberbagai tempat di bumi.
2.    Tidak ada biaya konsumsi
Biaya sinar matahari dalam proses menyinari bumi adalah gratis. Semua makhluk hidup berhak menikmati dan memanfaatkannya.
3.    Ramah lingkungan
Solar Sel termasuk ke dalam kategori ramah lingkungan karena proses pengubahan energinya tidak menghasilkan emisi karbon, polusi udara maupun suara.
4.    Tidak memerlukan perawatan khusus
Solar Sel merupakan perangkat solid sederhana berisi kumpulan sel surya yang dilindungi oleh modul surya yang terbuat dari kaca, sehingga resiko kerusakannya tergolong sangat rendah.
5.    Solar Sel berumur panjang
Solar Sel memiliki ketahanan yang kuat dan tidak rentan rusak, dengan rata-rata umur penggunaan lebih dari 20 tahun.
6.    Sangat sesuai untuk diterapkan di daerah tropis
Daerah tropis mendapatkan penyinaran matahari yang lebih lama dengan intensitas yang lebih kuat, sehingga panel surya akan lebih efektif dalam menangkap energi sinar matahari.
7.    Tidak membutuhkan jaringan transmisi
Pemanfaatan hasil energi listrik dari Solar Sel tidak membutuhkan jaringan transmisi karena tidak membutuhkan jarak yang panjang kepada beban listriknya.
Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Solar Sel juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.    Memerlukan area yang cukup luas.
Besarnya nilai energi listrik yang dihasilkan bergantung dari luas area yang digunakan untuk pemanfaatan panel surya. Semakin luas bidang permukaan panel surya, maka energi listrik yang dihasilkan juga semakin besar.

2.    Ketergantungan terhadap polusi udara dan kondisi cuaca.
Hambatan yang terdapat pada jalur penyinaran matahari menuju panel surya akan sangat berpengaruh terhadap energi listrik yang dihasilkan.
3.    Hanya dapat menyerap energi pada siang hari saja.
Tingkat efektifitas panel surya hanya berlangsung selama terdapat sinar matahari, oleh karena itu, komponen media penyimpanan diperlukan untuk menampung energi listrik yang dihasilkan setiap harinya.
4.    Membutuhkan inverter.
Jenis daya yang dihasilkan dari panel surya adalah DC, oleh karena itu dibutuhkan tambahan perangkat inverter untuk dapat mengubahnya menjadi jenis daya AC.
Pengembangan teknologi Solar Sel masih perlu dilakukan terus menerus agar dapat diperoleh hasil yang lebih optimal. Adanya kekurangan dari Solar Sel di atas memberikan peluang adanya inovasi untuk semakin meningkatkan efektifitas dan efisiensi teknologi tersebut ke depan. Melalui proses peningkatan kualitas panel surya, diharapkan akan mampu mendorong upaya pemberdayaan teknologi Solar Sel secara lebih luas di masyarakat Indonesia. Dampak lebih lanjut, diharapkan tingkat ketergantungan masyarakat terhadap energi fosil sebagai sumber pembangkit listrik akan menurun untuk kemudian beralih kepada sumber energi terbarukan yang berkelanjutan.
2.2.2      Solar Thermal
2.2.2.1      Sejarah Solar Thermal
Kolektor panas berupa plat-plat datar untuk pemanasan air bertenaga surya sudah populer di Florida dan di Southern California sejak tahun 1920-an. Levi Yissar membuat prototipe pemanas air tenaga surya yang pertama buatan Israel dan pada tahun 1953 ia mendirikan NerYah Company, yang merupakan produsen pemanas air tenaga surya komersial Israel yang pertama. Meskipun sinar matahari di Israel tersedia secara berlimpah ruah, namun pada tahun 1967 alat ini hanya digunakan oleh 20% dari seluruh jumlah penduduk Israel.
2.2.2.2      Prinsip Kerja Solar Thermal
Solar thermal power plant adalah sebuah pembangkitan energi listrik dengan memanfaatkan panas dari sinar matahari. Cara kerja dari pembangkit ini adalah sinar matahari dipantulkan oleh cermin menuju ke receiver. Cermin ini digunakan untuk memantulkan cahaya matahari. Kemudian cahaya yang dipantulkan ke receiver (solar receiver steam generator) yang mana panas dari matahari dikumpulkan dan digunakan untuk memanaskan air dengan menggunakan system boiler. Jadi didalam receiver tersebut terdapat sebuah boiler dimana dalam mengubah air menjadi steam (uap) digunakan energi panas dari matahari. Uap air akan mengalir ke steam turbin yang digunakan untuk memutar generator dan menghasilkan tenaga listrik.










Gambar 2. Prinsip Kerja Solar Thermal


2.2.2.3      Kelebihan dan Kekurangan Solar Thermal
Penggunaan Solar Thermal sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.      Energi panas matahari adalah energi yang tersedia hampir diseluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
2.      Tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya baik bagi mnausia maupun lingkungan.
3.      Mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Solar Thermal juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Tidak efektif pada daerah yang memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
2.      Pada musim dingin pipa-pipa pada sistem pemanas akan pecah karena air di dalamnya membeku.
3.      Membutuhkan lahan yang sangat luas.
4.      Lapisan kolektor yang menyilaukan dapat membahayakan penglihatan dalam penerbangan.
5.      Sangat tergantung pada sinar matahari.

2.2.3      Energi Biogas
2.2.3.1      Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
Sejarah penemuan proses anaerobik digestion untuk menghasilkan biogas tersebar dibenua Eropa. Penemuan ilmuan Alessandro Volta terhadap gas yang dikeluarkan dirawa-rawa terjadi pada tahun 1770, beberapa decade kemudian Avogadro mengidentifikasikan tentang gas Methana. Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa biogas merupakan produk dari proses anaerobik digestion. Tahun 1884 Pateour melakukan penelitian tantang biogas menggunakan kotoran hewan. Era penelitian Pasteour menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini. Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Di Jerman dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua perang dunia dan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama perang dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di Negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900.

2.2.3.2      Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
Bagian utama dari sistem biogas adalah tangki penampungan (disgester). Di dalam tangki ini, bakteri merubah sampah organik menjadi gas metana melalui proses anaerobic disgestion. Setiap harinya, operator dari sistem biogas memberi makan bakteri tersebut dengan sampah rumah tangga seperti sampah dapur dan pupuk ternak. Gas metana yang dihasilkan akan menjadi bahan bakar untuk mendapatkan uap yang digunakan oleh turbin agar bisa menghasilkan listrik pada generator.
















Gambar 3. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga  Biogas
2.2.3.3      Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
Penggunaan Biogas sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.       Pendayagunaan sumber-sumber energi bahan buangan organik yang sudah tidak bermanfaat lagi secara ekonomis.
2.      Menanggulangi permasalahan sanitasi.
3.      Ampas hasil dari proses biogas memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan pupuk kandang asli pada.
4.      Ramah lingkungan.
5.      Mengatasi permasalahan global warming.
6.      Nilai dari 1 meter kubik biogas setara dengan setengah liter minyak diesel.
Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Biogas juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Tidak awet.
2.      Membutuhkan waktu kurang dari 2 minggu sebelum menghasilkan gas.
3.      Dalam pembuatannya harus hati-hati.
4.      Saat masih berupa sampah atau kotoran maka akan menimbulkan bau saat pemrosesan biogas.





2.2.4      Energi Nuklir
2.2.4.1      Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Pada tahun 1938, seorang ahli kimia asal Jerman Otto Hahn and Fritz Strassmann, bersama dengan fisikawan asal Austria Lise Meitner dan keponakan Meitner, Otto Robert Frisch, melakukan eksperimen dengan hasil dari uranium-dengan-neutron, untuk meneliti lebih lanjut klaim Fermi. Mereka menemukan bahwa neutron tersebut dapat membelah nukleus atom uranium menjadi 2 bagian sama persis, kebalikan dari Fermi. Hasilnya adalah seseatu yang sangat mengejutkan: semua bentuk peluruhan nuklir hanya berakibat kecil bagi massa dari nuklues, dimana proses ini kemudian dinamakan sebagai fisi. Para peneliti selanjutnya, termasuk Leó Szilárd, kemudian ia mengetahui, jika reaksi fisi melepaskan neutron tambahan, sebuah reaksi rantai nuklir yang stabil bisa dihasilkan. Setelah hasil percobaan ini diumumkan oleh Frédéric Joliot-Curie tahun 1939, para peneliti dari banyak negara (termasuk Amerika Serikat, Britania Raya, Perancis, Jerman, dan Uni Soviet) memberikan petisi pada pemerintah mereka masing-masing untuk mendukung penelitian nuklir fisi, tepat saat jatuhnya Perang Dunia II.
Di Amerika Serikat sendiri, mereka mulai membuat reaktor buatan manusia pertama, yang kemudian dikenal sebagai Chicago Pile-1, tanggal 2 Desember 1942. Proyek ini kemudian menjadi bagian dari Proyek Manhattan, yang membuat uranium yang diperkaya dan membangun reaktor besar untuk membuat plutonium yang akan digunakan sebagai senjata nuklir pertama di dunia, yang kemudian dipakai untuk mengebom kota Hiroshima dan Nagasaki.
Pasca Perang Dunia II, kemungkinan digunakannya energi atom untuk penggunaan sehari-hari, tidak untuk perang, diusahakan secara meluas sehingga digunakan sebagai alasan agar semua penelitian nuklir tidak mesti diawasi oleh sebuah lembaga militer. Meski begitu, para peneliti tetap setuju kalau seorang sipil yang belajar nuklir membutuhkan sedikitnya satu dekade untuk dapat menguasai nuklir. Fakta lainnya adalah reaktor nuklir juga dapat digunakan untuk memproduksi senjata nuklir (plutonium) yang membuat pemerintahan di berbagai negara (termasuk Amerika Serikat, Britania Raya, Kanada, dan Uni Soviet) mencoba menerapkan aturan agar semua percobaan nuklir berada di bawah kontrol dan klasifikasi pemerintah. Di Amerika Serikat, penelitian reaktor berada di bawah Komisi Energi Atom Amerika Serikat, yang berlokasi di Oak Ridge, Tennessee, Situs Hanford, dan Laboratorium Nasional Argonne.
Pekerjaan mengenai nuklir terus berlanjut di Amerika Serikat, Kanada, Inggris, dan Uni Soviet di akhir 1940-an dan awal 1950-an. Listrik pertama yang dihasilkan oleh reaktor nuklir untuk pertama kali terjadi pada tanggal 20 Desember 1950 di stasiun percobaan EBR-I dekat Arco, Idaho, dan berhasil memproduksi listrik sekitar 100 kW. Nuklir juga digunakan pada kapal selam Amerika Serikat, seperti pada kapal selam USS Nautilus milik AS yang diluncurkan tahun 1955. Tahun 1953, Presiden Amerika Dwight Eisenhower memberikan pidatonya yang berjudul "Atom untuk Perdamaian" di Perserikatan Bangsa-Bangsa, ia menginginkan agar pengembangan energi nuklir untuk tujuan "damai" dapat terealisasi dengan cepat.
2.2.4.2      Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Pada dasarnya prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN sama halnya dengan Pembangkit Listrik Konvensional. Dalam proses kerjanya, air akan diuapkan dalam suatu wadah (ketel) dengan melalui pembakaran. Dalam pembakaran tersebut akan menghasilkan uap yang akan dialirkan ke dalam turbin yang akan bergerak jika terdapat tekanan uap. Dalam proses tersebut turbin akan bergerak. Bergeraknya turbin ini berfungsi untuk menggerakkan generator yang akan menghasilkan energi listrik. Jika dalam Pembangkit Listrik Konvensional, bedanya yaitu bahan bakarnya dalam menghasilkan uap panas, yaitu dengan minyak, gas, atau batubara.
Proses dari pembakaran bahan bakar tersebut akan menghasilkan gas Karbon Dioksida atau CO2, Sulfur Dioksida SO2 dan juga Nitrogen Dioksida atau disebut juga Nox, selain itu pembakaran tersebut menghasilkan debu yang mengandung kadar logam berat. Sisa-sisa pembakaran tersebut di atas akan menjadi gas emisi ke udara dan berpotensi besar terhadap pencemaran lingkungan. Beberapa pencemaran lingkungan tersebut yaitu hujan asam dan pemanasan global (Global Warming).
Sedangkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, panas yang dipakai dihasilkan dari proses reaksi pembelahan inti Uranium di dalam reaktor nuklir. Sebagai bahan pemindah panas tersebut digunakanlah air yang secara terus-menerus disirkulasikan selama proses. Bahan bakar yang digunakan untuk pembakaran ini, yang menggunakan Uranium tersebut tidak melepaskan partikel-partikel seperti Nox, CO2, ataupun SO2, serta tidak mengeluarkan partikel debu yang mengandung logam berar. Sehingga Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah pembangkit yang sangat ramah lingkungan.










Gambar 4. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

2.2.4.3      Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Penggunaan Nuklir sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.      Tidak menghasilkan karbon dioksida sehingga tidak memberikan kontribusi terhadap efek rumah kaca.
2.       Menghasilkan jumlah energi yang besar dengan bahan bakar yang sedikit.
3.       Mengatasi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil yang semakin menipis.

Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Nuklir juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Sampah yang dihasilkan sangat berbahaya sehingga harus disegel dan terkubur selama ribuan tahun untuk memungkinkan radio aktivitasnya mati dan pergi. Selama itu tempat penyimpanan tsb harus dijaga agar aman dari bencana alam, teroris, dst.
2.      Pembangunan dan pemeliharaannya membutuhkan biaya yang sangat mahal.


2.2.5      Energi Angin
2.2.5.1       Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Tenaga angin menunjuk kepada pengumpulan energi yang berguna dari angin. Pada 2005, kapasitas generator tenaga-angin adalah 58.982 MW, hasil tersebut kurang dari 1% penggunaan listrik dunia. Meskipun masih berupa sumber energi listrik minor di kebanyakan negara, penghasilan tenaga angin lebih dari empat kali lipat antara 1999 dan 2005.
Kebanyakan tenaga angin modern dihasilkan dalam bentuk listrik dengan mengubah rotasi dari pisau turbin menjadi arus listrik dengan menggunakan generator listrik. Pada kincir angin energi angin digunakan untuk memutar peralatan mekanik untuk melakukan kerja fisik, seperti menggiling “grain” atau memompa air.
Tenaga angin digunakan dalam ladang angin skala besar untuk penghasilan listrik nasional dan juga dalam turbin individu kecil untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir.
Tenaga angin banyak jumlahnya, tidak habis-habis, tersebar luas, bersih, dan merendahkan efek rumah kaca.
Ada ribuan turbin angin yang beroperasi, dengan kapasitas total 58.982 MW yang 69% berada di Eropa (2005). Dia merupakan cara alternatif penghasilan listrik yang paling tumbuh cepat dan menyediakan tambahan yang berharga bagi stasiun tenaga berskala besar yang berbeban besar. Penghasilan kapasitas listrik diproduksi-angin berlipat empat antara 1999 dan 2005. 90% dari instalasi tenaga angin berada di AS dan Eropa. Pada 2010, Asosiasi Tenaga Angin Dunia mengharapkan 120.000 MW akan terpasang di dunia.

Jerman, Spanyol, Amerika Serikat, India dan Denmark telah membuat invesatasi terbesar dalam penghasilan listrik dari angin. Denmark terkenal dalam pemroduksian dan penggunaan turbin angin, dengan sebuah komitmen yang dibuat pada 1970-an untuk menghasilkan setengah dari tenaga negara tersebut dengan angin. Denmark menghasil lebih dari 20% listriknya dengan turbin angin, persentase terbesar dan ke-lima terbesar dari penghasilan tenaga angin. Denmark dan Jerman merupakan eksportir terbesar dari turbin besar.

Penggunaan tenaga angin hanya 1% dari total produksi listrik dunia (2005). Jerman merupakan produsen terbesar tenaga angin dengan 32% dari total kapasitas dunia pada 2005; targetnya pada 2010, energi terbarui akan memenuhi 12,5% kebutuhan listrik Jerman. Jerman memiliki 16.000 turbin angin, kebanyakan terletak di utara negara tersebut – termasuk tiga terbesar dunia, dibuat oleh perusahaan Enercon (4,5 MW), Multibrid (5 MW) dan Repower (5 MW). Provinsi Schleswig-Holstein Jerman menghasilkan 25% listriknya dari turbin angin.
2.2.5.2       Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas angin (bukan menggunakan listrik untuk menghasilkan listrik, namun menggunakan angin untuk menghasilkan listrik).  Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC (alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.




Gambar 5. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin

2.2.5.3       Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Penggunaan Angin sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.      Sumber energi akan selalu tersedia
2.      Ramah lingkungan
3.      Sumber energi gratis
4.      Pasokan melimpah
Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Angin juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Biaya pemasangan awal tinggi
2.      Tidak dapat terus diandalkan
3.      Belum efisien








2.2.6      Energi Panas Bumi
2.2.6.1      Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Pada abad ke-20, permintaan akan listrik membuat tenaga panas bumi dipertimbangkan sebagai sumber penghasil listrik. Pangeran Piero Ginori Conti menguji coba pembangkit listrik tenaga panas bumi yang pertama pada tanggal 4 Juli 1904 di Larderello, Italia. Pembangkit tersebut berhasil menyalakan empat buah bola lampu. Kemudian pada tahun 1911 pembangkit listrik tenaga panas bumi komersial pertama dibangun pula di situ. Pembangkit-pembangkit uji coba dibangun di Beppu, Jepang dan di Kalifornia, Amerika Serikat pada tahun 1920, namun hingga tahun 1958 hanya Italia satu-satunya pemilik industri pembangkit listrik tenaga panas bumi.
Pada tahun 1958, Selandia Baru menjadi penghasil listrik tenaga panas bumi terbesar kedua setelah Pembangkit Wairakei dioperasikan. Wairakei merupakan pembangkit pertama yang menggunakan teknologi flash steam.
Pada tahun 1960, Pacific Gas and Electric mulai mengoperasikan pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama di Amerika Serikat di The Geysers, Kalifornia. Turbin aslinya bertahan hingga 30 tahun dan menghasilkan daya bersih 11 megawatt.
Pembangkit listrik tenaga panas bumi dengan sistem siklus biner pertama kali diuji coba di Rusia dan kemudian diperkenalkan ke Amerika Serikat pada tahun 1981, akibat krisis energi tahun 1970-an dan perubahan-perubahan penting dalam kebijakan regulasi. Teknologi ini memungkinkan penggunaan sumber panas yang bersuhu lebih rendah dari sebelumnya. Pada tahun 2006, sebuah pembangkit dengan sistem siklus biner di mata air panas Chena, Alaska, Amerika Serikat mulai beroperasi, menghasilkan listrik dari sumber dengan rekor suhu terendah 57°C.
Pembangkit listrik tenaga panas bumi sampai dengan baru-baru ini hanya dapat dibangun pada sumber panas bumi dengan suhu yang tinggi dan berada dekat dengan permukaan tanah. Pengembangan pembangkit dengan sistem siklus biner dan peningkatan dalam teknologi pengeboran dan penggalian memungkinkan dibuatnya Sistem Panas Bumi yang Ditingkatkan (Enhanced Geothermal Systems) dalam rentang geografis yang lebih besar. Proyek demostrasi sudah beroperasi di Landau-Pfalz, Jerman, and Soultz-sous-Forêts, Perancis, sementara percobaan awal di Basel, Swiss dibatalkan setelah mengakibatkan gempa bumi. Proyek-proyek demonstrasi lainnya sedang dibangun di Australia, Inggris, dan Amerika Serikat. Efisiensi termal pembangkit listrik tenaga panas bumi pada umumnya rendah, berkisar 10-23%, karena fluida panas bumi bersuhu lebih rendah dibandingkan dengan uap dari ketel uap. Berdasarkan hukum termodinamika suhu yang rendah ini membatasi efisiensi mesin kalor dalam memanfaatkan energi saat menghasilkan listrik. Panas sisa menjadi terbuang, kecuali jika dapat dipergunakan langsung secara lokal, misalnya untuk rumah kaca, kilang gergaji, atau sistem pemanasan distrik. Efisiensi sistem tidak memengaruhi biaya operasional sebagaimana pada pembangkit batubara atau pembangkit bahan bakar fosil lainnya, namun tetap berpengaruh terhadap kelangsungan hidup pembangkit. Untuk dapat menghasilkan energi lebih dari yang dipakai oleh pompa pembangkit, dibutuhkan ladang panas bumi bersuhu tinggi dan siklus termodinakmika khusus. Karena pembangkit listrik tenaga panas bumi tidak bergantung pada sumber energi yang berubah-ubah, seperti misalnya tenaga angin atau surya, faktor kapasitasnya (capacity factor) bisa cukup besar, pernah ditunjukkan dapat mencapai hingga 96%. Namun, rata-rata global faktor kapasitas pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah 74,5% pada tahun 2008 menurut IPCC.
2.2.6.2      Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Pada prinsipnya PLTP merupakan Pembangkit listrik tenaga uap seperti pada umumnya. Hanya untuk PLTP ini uap yang digunakan bukan berasal dari boiler tetapi uap berasal dari dapur di dalam perut bumi. Air disuntikan kedalam perut bumi dimana terdapat sumber panas alami melalui injektor. Air akan mengalami pemanasan dan menjadi uap bertekanan dan keluar melalui sumur produksi. Uap 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 kembali kedalam injektor. Setelah uap menyelesaikan tugasnya menggerakan turbin maka akan menuju kondensor untuk dijadikan air kembali. Air dari kondensor akan didinginkan pada tangki pendingin melalui sistim pendinginan udara untuk selanjutnya air dapat di injeksikan kembali pada sumur injeksi.






Gambar 6. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

2.2.6.3      Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Penggunaan Panas Bumi sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.      Karena letak geografis Indonesia yang dilalui oleh Ring Of Fire (lintasan gunung berapi) potensi jumlah cadangan energi lebih besar dari total sumber daya lain di Indonesia.
2.      Ramah lingkungan.
3.      Ketersediaannya dapat diperbaharui.
4.      Nilai efisiensi mencapai 95% dengan Indonesia menempati urutan ke-5 di dunia dalam penggunaan panas bumi.
5.      Tidak dapat diekspor sehingga energi ini merupakan energi substitusi alternatif yang baik untuk lokal.
6.      Menyediakan tenaga listrik andal dengan meminimalkan penggunaan tempat.
7.      Mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.
8.      Tidak menghasilkan polusi dan limbah.
Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Panas Bumi juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Energi panas bumi terletak di daerah pegunungan yang kepadatan penduduknya rendah dan fasilitas infrastrukturnya terbatas sehingga membutuhkan investasi awal yang cukup mahal.
2.      Kedalaman sumber panas bumi rata-rata adalah 1000m sehingga cukup dalam.
3.      Pengembangan yang relatif baru sehingga penerapan ilmu masih sedikit.
4.      Harga jual listrik panas bumi sangat mahal dibandingkan dengan harga jual listrik dengan sumber energi lain.

2.2.7      Energi Panas Laut
2.2.7.1       Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut
1881, Jacques Arsene d’Arsonval, fisikawan prancis yang mengajukan konsep konversi energi termal lautan. 1930, George Claude yang membuat pembangkit listrik OTEC pertama kalinya di Kuba. Pembangkit listrik itu menghasilkan listrik 22 kilowatt dengan turbin bertekanan rendah. 1931, Nikola Tesla meluncurkan buku “On Future Motive Power” yang mencakup konversi energi termal lautan. ia beranggapan bahwa hal ini tidak bisa dilakukan dalam skala besar. 1935, Claude membangun pembangkit kedua di atas 10000 ton kargo yang mengapung di atas lepas pantai Brazil. Namun cuaca dan gelombang menghancurkan pembangkit listrik tersebut sebelum bisa menghasilkan energi. 1956, para fisikawan Prancis mendesain 3 megawatt pembangkit listrik OTEC di Abidjan, Pantai Gading. Pembangkit listrik OTEC itu tak pernah selesai karena murahnya harga minyak di tahun 1950an yang membuat pembangkit listrik tenaga minyak lebih ekonomis. 1962, J. Hilbert Anderson dan James H. Anderson, Jr. mendesain sebuah siklus untuk mencapai tujuan yang tidak dicapai Claude. Mereka fokus pada pengembangan desain baru dengan efisiensi yang lebih tinggi. 1967, J. Hilbert Anderson dan James H. Anderson, Jr mematenkan desain siklus tertutup setelah menganalisa masalah yang ditemukan pada desain Claude.
2.2.7.2       Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut
Pada teknologi konversi energi panas laut atau OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion,), siklus Rankine digunakan untuk menarik arus-arus energi termal yang memiliki minimal selisih suhu sebesar 20 derajat celcius atau sebesar 77 derajat fahrenheit. Pada saat ini terdapat dua siklus daya alternatif yang dikembangkan, yaitu siklus terbuka dan siklus tertutup.
Siklus terbuka dengan cara mendidihkan air laut pada tekanan rendah, menghasilkan uap air panas yang melewati generator. Dalam siklus Claude terbuka, air laut digunakan sebagai medium kerja maupun sebagai sumber energi. Air hangat yang berasal dari permukaan laut diuapkan dalam suatu alat penguap (flash evaporator) dan menghasilkan uap air dengan tekanan yang sangat rendah, 0,02 hingga 0,03 bar dan suhu kira-kira 20 derajat celcius. Uap itu memutar sebuah turbin uap yang merupakan penggerak mula bagi generator yang menghasilkan energi listrik.







Gambar 7. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut
2.2.7.3       Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut
Penggunaan Panas Laut sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.      Pemanfaatan energi baru mengurangi ketergantungan terhadapa BBM dan batu bara.
2.      Penelitiannya memberikan sumbangsih terhadap bidang ilmu pengetahuan.
3.      Mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi gas buang dari produk fosil.
4.      Menyerap banyak tenaga kerja.
5.      Solusi untuk masa yang akan datang apabila produksi BBM/batu bara telah berhenti.
6.      Mengurangi ketergantungan terhadap BBM/batu bara sebagai bahan baku.
7.      Jika dimanfaatkan secara optimum, maka dengan efisiensi sekitar 3% Indonesia dapat menghasilkan 240.000MW dari total potensi panas laut yang ada.
Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Panas Laut juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Butuh investasi awal yang sangat besar.
2.      Sistem pembangkit membutuhkan material tahan korosi.
3.      Pengetahuan tentang perkembangan energi panas di Indonesia masih kurang.
4.      Biaya produksi akan tinggi sehingga pemerintah harus melakukan subsidi nantinya dan budget APBN akan tersedot untuk biaya subsidi.

2.2.8      Energi Pasang Surut
2.2.8.1      Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
Energy pasang surut telah digunakan di Eropa pantai dan pantai timur Amerika Utara dalam bentuk turbin mengubahnya menjadi energy mekanik dan digunkan untuk menggiling gandum. Pada abad ke 19, proses ini digunakan untuk menghasilkan listrik. Pembangkit listrik tenaga pasang surut skala besar pertama di dunia adalah “Rance Tidal PowerStation” yang dibangun di Prancis dan mulai beroperasi sejak tahun 1966. Air laut merupakan fluida dengan massajenis yang lebh tinggi, hingga 800 kali udara. Selain itu sifat fenomena pasang surut yang dapat dioprediksi berdasarkan wilayah diikitui dengan pemantauan yang kontinyu ,ampu menjaga pasokan energy lisrik dari pembangkit listrik jenis ini.
2.2.8.2      Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
Dam yang digunakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut ukurannya jauh lebih besar dibandingkan dam air sungai yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai di mana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut. Ketika ombak masuk atau keluar (terjadi pasang atau surut), air mengalir melalui terowongan yang terdapat di dam. Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin.
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 dibubka 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. Namun ketika muka air laut dan air di dalam waduk sama tingginya, baik katur simpang maupun katup saluran turbin ditutup. Pada keadaan tersebt tinggi muka air dalam waduk tetap konstan sedangkan tinggi muka air laut terus surut. Apabila perbedaan 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 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 laur, katup simpang dan katup masuk turbin ditutup kembali.










Gambar 8. Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
2.2.8.3      Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
Penggunaan Pasang Surut sebagai alternatif dalam mendapatkan tenaga listrik memiliki keunggulan-keunggulan seperti berikut:
1.      Setelah dibangun energi dapat terus diperoleh secara gratis.
2.      Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya.
3.      Tidak membutuhkan bahan bakar.
4.      Biaya operasi rendah.
5.      Produksi listrik stabil.
6.      Pasang surut air laut dapat diprediksi.

Selain daripada keunggulan-keunggulan tersebut di atas, Pasang Surut juga memiliki sisi kekurangan sebagai berikut:
1.      Sebuah dam yang menutupi muara sungai memiliki biaya pembangunan yang sangat mahal, dan meliputi area yang sangat luas.
2.      Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya (ketika ombak pasang dan surut).

BAB III
PENUTUP
3.1  Kesimpulan
Ketika bahan bakar minyak sudah mengalami kelangkaan maka manusia dapat memperoleh bahan bakar tersebut dengan menggunakan sumber energy yang lainnya, Sehingga manusia tanpa bahan bakar minyak pun bisa beraktivitas seperti biasa.


3.2  Saran
Mencoba untuk memanfaatkan sumber energi yang telah tersedia di Indonesia agar kita tidak ketergantungan dalam satu hal saja.

















Tidak ada komentar:

Posting Komentar