Download - Konsep energi
1
KONSEP ENERGIKONSEP ENERGI
Oleh:Muhammad Nadjib
MateriMateri IIII
Energi ada di sekitar kita
1. Definisi Energi
3
Energi menjadikan hidup lebih berarti
1. Definisi Energi
Energi menjadikan hidup lebih berarti
1. Definisi Energi
4
Menurut kamus:
1. Definisi Energi
Energy is the capability to do work
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja
Definisi itu harus difahami bahwa:
Kerja bukanlah satu-satunya bentuk energi
Kalor dan radiasi adalah juga energi
Analogienergi:
Bank
Uang:1. Cash2. Cek3. Deposito
Energi
Kalor
Kerja
Radiasi
Energi tidak hanya dimiliki oleh benda/barang tetapijuga ada pada makhluk hidup
1. Definisi Energi
Jadi,
Energi adalah suatu sifat yang dimiliki makhlukhidup dan barang untuk melakukan perubahanyang dikonversi dalam bentuk kerja, kalor atauradiasi
5
Satuan energi adalah joule (J)
2. Satuan Energi
Energi = [Daya][Waktu]
Daya =Energi
Waktu
Energi = [Gaya][Jarak]
Notasi pangkat 10
2. Satuan Energi
6
Contoh perhitungan
2. Satuan Energi
Trinitrotoluene (TNT) termasuk zat yang eksplosif. Saatmeledak, TNT melepas energi yang diukur dengan unitmassa TNT. Berapa joule energi yang dikeluarkan saatmeledakkan 1 kg TNT?
Energi yang terkandung dalam 1 kg TNT:
3. Tipe Energi
Energi potensial
Energi tersimpan, atauenergi yang belum digunakan
Energi kinetik
Energi dalam gerakan, atauenergi yang telah digunakan
Contoh:
Dua tipe energi:
Contoh:
7
Kategori energi potensial
3. Tipe Energi
Energi kimia energi tersimpan dalamikatan atom/molekul
Energi mekanik energi tersimpan karena penga-ruh peregangan dan gravitasi
Energi nuklir energi tersimpan dalaminti atom
CPE, EPE, GPE
Kategori energi kinetik
3. Tipe Energi
Energi elektro-magnetik
energi yang bergerak dalambentuk gelombang transversal
Energi mekanik energi dalam gerakan benda
Energi termal energi yang berupa gerakandan getaran atom serta molekuldalam zat
Energi listrik energi gerakan elektron2 melalui penghantar
8
Tuliskan ‘P’ atau ‘K’ untuk gambar berikut yang menunjukkan kandungan energi POTENSIAL atauenergi KINETIK
3. Tipe Energi
P
P
K
K
K
4. Bentuk Energi
Ada enam bentuk energi
1. ENERGI MEKANIKEnergi benda bergerak
2. ENERGI TERMAL (KALOR)Energi yang dimiliki suatu obyekakibat aktivitas molekularnya
3. ENERGI KIMIAEnergi dalam bentuk ikatan kimiasuatu substansi
9
4. Bentuk Energi
Ada enam bentuk energi
4. ENERGI LISTRIKEnergi gerakan elektron
5. ENERGI ELEKTROMAGNETIKEnergi pancaran gelombangelektromagnetik
6. ENERGI NUKLIREnergi yang tersimpan didalam inti atom
5. Konservasi Energi
Aplikasi dari Hukum I Termodinamika:
Energi itu kekal/’ajêg’
Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan
Bila energi kelihatan hilang, sebenarnya energiberpindah ke tempat lain atau berubah menjadibentuk energi lain
10
5. Konservasi Energi
Aplikasi dari Hukum I Termodinamika:
Jumlah energi di awal dan di akhir prosesadalah sama
5. Konservasi Energi
Catatan:
Ada hukum kekekalan energi
Ada hukum kekekalan massa
Semenjak ditemukan hubungan energi-massaoleh Einstein maka pernyataan yang lengkapadalah “Hukum Kekekalan Massa dan Energi”
E= m x c2
11
6. Konversi Energi
Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentukyang lain. Perubahan bentuk energi disebutkonversi energi
6. Konversi Energi
Tabel proses konversi energi
12
6. Konversi Energi
Proses konversi energi adalah tahap demi tahap
Baterai Kabel
ENERGIKIMIA
ENERGIELEKTROMAGNETIK
ENERGI LISTRIK
Cahaya& Panas
Sentolop
7. Sumber Energi
Klasifikasi berdasar asal energi:
Extraterrestrial/income energy
berasal dari luar bumi
Terrestrial/capital energy
sudah ada di bumi
Klasifikasi berdasar ketersediaannya:
Energi konvensional
jumlahnya terbatas dan tidak dapat diregenerasi
lambat laun berbahaya bagi lingkungan
Energi non-konvensional/terbarukan
bersifat dapat diperbaharui
13
7. Sumber Energi
Klasifikasi sumber energi
Sumber Energi
KonvensionalNon-RenewableDepleted Energy
Terrestrial
Nuklir Fosil
Nuklir
MinyakBatubara
Gas
TerbarukanRenewable
Non-Depleted Energy
Terrestrial
Biomassa Angin Air
Pasangsurut
Gradientemperatur
GelombangTenaga
air
Panas bumi
Extraterrestrial
Matahari
Bulan
Meteor
Sinarkosmis
7. Sumber Energi
Sumber energi konvensional dan penggunaannya
14
7. Sumber Energi
Sumber energi terbarukan dan penggunaannya
surya anginbio-
massa airpanasbumi
term
al
listr
ik
mek
anik
listr
ik
listr
ik
term
al
bio
fuel
pad
at
gas
cair
listr
ik7. Sumber Energi
Energi matahari merupakan sumber energiterbarukan
15
8. Kondisi Energi Konvensional
Produksi nasional minyak dan gas alam
Sumber: SKK Migas, 2012
Produksi menurun sejak 2010
8. Kondisi Energi Konvensional
Produksi dan konsumsi minyak bumi
Sumber: Agus, LIPI, 2010
Produksi menurun tetapi konsumsi naik
16
8. Kondisi Energi Konvensional
Konsumsi energi final tiap sektor
Sumber: Outlook EnergiIndonesia, BPPT, 2013
Laju pertumbuhan konsumsi per tahun tertinggi:transportasi (6,47%), komersial (4,32%), danindustri (3,05%)
8. Kondisi Energi Konvensional
Konsumsi energi final tiap jenis
Sumber: Outlook Energi Indonesia, BPPT, 2013
Konsumsi didominasi BBM (avtur, avgas, bensin, minyak tanah, minyak solar, minyak diesel, danminyak bakar)
17
8. Kondisi Energi Konvensional
Cadangan minyak bumi
Sumber: Outlook Energi Indonesia, BPPT, 2013
Total cadangan minyak cenderung menurun Produksi minyak bumi jauh lebih besar dibandingkan
dengan penemuan ladang baru
8. Kondisi Energi Konvensional
Catatan
Ketergantungan pada energi fosil sangat tinggi, sementara cadangan sumber energi fosil (minyak, dsb)terbatas
Kebutuhan minyak bumi terus meningkat
Subsidi BBM cenderung meningkat!!!
Perlu dicari CARA untuk menghasilkan danmemanfaatkan sumber energi lain yang ‘bersih’,terbarukan dan kompetitif
18
9. Energi Terbarukan
Beberapa istilah
Energi konvensional (EK) = energi fosil
Energi alternatif (EA)
Energi baru (EB) = new energy
Energi terbarukan (ET) = renewable energy = sustainable energy
Energi baru dan terbarukan (EBT) = new and renewable energy
9. Energi Terbarukan
Kebijakan Pemerintah: Target bauran energi 2025
Sumber: Yoyon, LIPI, 2012
Pemanfaatan energi terbarukan ditingkatkan terus
Oil46,93% Oil
20%
NRE4,79%
Penggunaan minyak dikurangi
19
9. Energi Terbarukan
Konsep struktur suplai energi primer
Sumber: Kuznetsov & Edwards, ChemSusChem 2010, 3, 44–58
Pada masa mendatang, penggunaan energi fosil harusdikurangi dan diganti dengan energi terbarukanserta nuklir
9. Energi Terbarukan
Potensi dan pemanfaatan energi terbarukan
Potensi besar tetapi pemanfaatannya masih rendah
Sumber: Yoyon, LIPI, 2012
No. Renewable Energy Resources (SD)Installed
Capacity (KT)Ratio KT/SD
(%)
a b c d e = d/c
1 Hydro 75.670 MW 6.654,29 MW 8,8
2 Geothermal 29.038 MW 1.226 MW 4,2
3 Mini/Micro Hydro 769,69 MW 228,983 MW 29,75
4 Biomass 49.810 MW 1.618,4 MW 3,25%
5 Solar 4,8 kWh/m²/day 22,45 MW -
6 Wind 3 – 6 m/s 1,87 MW -
20
9. Energi Terbarukan
Keunggulan:
Tersedia melimpah di alam
Tidak akan habis selama masih ada kehidupan
Relatif ramah lingkungan
Sumber energi diperoleh dengan cuma-cuma
Perawatan minimal, biaya operasional rendah
Mendukung kemandirian energi nasional
Lebih murah dalam operasional jangka panjang
Teknologi relatif sederhana
Produksi energi tidak tersentral sesuaikebutuhan teritorial
9. Energi Terbarukan
Kekurangan:
Initial cost tinggi
Sangat tergantung oleh cuaca
Energi yang diperoleh lambat
Memerlukan energy storage
Teknologinya masih berkembang
Kekurangan teknisnya sangat spesifik, tergantungbentuk sumber energi
21
9. Energi Terbarukan
Catatan
Ketersediaan sumber ET besar
Untuk beberapa jenis ET:
Ada pengalaman dan teknologi lokal untukmembuat
Hasil dan teknologi sudah dimanfaatkan
Ada kebijakan yang mendukung
Mensyukuri nikmat Allah dengan memanfaatkanET untuk kemaslahatan umat
9. Energi Terbarukan
Desa mandiri energi