MEDIA MENGAJAR

UNTUK SMA/MA KELAS X

IPA Fisika

Sumber: flickr.com

• Sebagian besar sumber energi utama/primer untuk konversi energi listrik pada pembangkit listrik masih menggunakan sumber energi tak terbarukan, seperti minyak bumi, batu bara, dan gas alam.
• Sumber-sumber energi tersebut menghasilkan zat dalam jumlah banyak yang dapat mencemari atau merusak alam. Solusi terbaik untuk masalah tersebut, yaitu dengan mempercepat pengalihan sumber energi tak terbarukan menjadi sumber energi terbarukan yang lebih ramah lingkungan.

Energi merupakan suatu hal yang tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Namun, dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk energi yang lain.

Sumber energi merupakan segala sesuatu yang dapat menghasilkan energi. Dengan adanya sumber energi, semua aktivitas dalam kehidupan manusia dapat dilakukan.

• Salah satu bahan bakar fosil yang terbentuk dari batuan sedimen yang berasal dari sisa tumbuhan pada masa prasejarah.
• Senyawa hidrokarbon yang dapat dibakar, memiliki bentuk fisik seperti batu, dan berwarna hitam. Unsur utama batu bara terdiri atas hidrogen, karbon, dan oksigen.

1. Batu bara

• Terbentuk melalui proses pembatubaraan (coalification). Pada proses tersebut terjadi penggabungan proses biologi, kimia, dan fisika. Kualitas setiap batu bara ditentukan oleh tiga faktor, yaitu suhu, lama waktu pembentukan, dan tekanan.

1. Batu bara

• Dalam bidang industri, pemanfaatan batu bara dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
• Coking coal 🡪 Batu bara yang dimanfaatkan sebagai bahan baku proses peleburan baja dan besi.
• Thermal coal 🡪 Batu bara yang dimanfaatkan untuk pembangkit listrik.

​

Sumber: pixabay.com

Sumber: pixabay.com

1. Batu bara

• Panas yang dihasilkan dari pembakaran batu bara digunakan untuk memanaskan air sehingga menghasilkan uap. Selanjutnya, uap tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin yang akan memutar generator sehingga dapat menghasilkan energi listrik.

• Campuran kompleks senyawa organik yang mudah terbakar dan berasal dari jasad renik, sisa-sisa tumbuhan, serta hewan yang tertimbun selama berjuta tahun.
• Sisa-sisa organisme tersebut mengendap di dasar Bumi, kemudian tertutupi lumpur, lalu seiring waktu, sisa organisme tersebut berubah menjadi sedimen.

• Setelah itu, sisa-sisa organisme mengalami penguraian menjadi minyak bumi karena adanya tekanan dan suhu yang tinggi. Unsur utama dari minyak bumi adalah hidrogen dan karbon.
• Pembentukan minyak bumi membutuhkan waktu jutaan tahun. Terdapat peran bakteri anaerob sebagai pengurai sisa-sisa jasad renik. Bakteri anaerob bertugas sebagai pengurai sisa-sisa jasad renik sehingga terbentuk minyak bumi.

• Pengolahan minyak bumi disebut dengan distilasi. Distilasi merupakan teknik pemisahan dan pemurnian zat cair berdasarkan tingkat titik didih dan kemudahan suatu bahan untuk menguap (volatilitas).
• Distilasi yang digunakan untuk mengolah minyak bumi adalah distilasi bertingkat.

3. Gas Alam

• Gas alam atau gas bumi merupakan sumber energi yang tersusun atas campuran hidrokarbon dengan cadangan terbesar setelah batu bara dan minyak bumi.
• Gas alam berasal dari mikroorganisme, hewan, dan sisa tumbuhan yang berada di bawah tanah selama jutaan tahun.
• Jika dibandingkan dengan sumber energi fosil lainnya, gas alam memiliki tingkat polusi yang paling rendah karena memiliki intensitas karbon yang rendah.

3. Gas Alam

• Adapun komponen penyusun dalam gas alam, yaitu metana (CH₄) sebagai komponen terbesar gas alam, kemudian etana (C₂H₆), propana (C₃H₈), butana (C₄H₁₀), dan komponen lain seperti H₂O, CO₂, serta H₂S.
• Gas alam menghasilkan produk yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan manusia, seperti liquid petroleum gas (LPG), liquid natural gas (LNG), compressed natural gas (CNG), dan coal bed methane (CBM).

3. Gas Alam

• Umumnya, pemanfaatan gas dan uap dalam pembangkit listrik adalah sama. Hanya pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) menggunakan gas sebagai pemutar turbin.
• Oleh karena turbin dan generator terletak seporos, ketika turbin bergerak, generator juga akan bergerak. Setelah itu, generator akan menghasilkan beda potensial pada medan magnetik sehingga menghasilkan energi listrik.

Walaupun memerlukan biaya awal yang besar untuk pembangunan, tetapi dalam jangka panjang biaya energi terbarukan relatif lebih murah jika dibandingkan dengan energi konvensional.

• Matahari merupakan sumber energi terbesar dalam kehidupan manusia yang bersumber dari radiasi sinar dan panas yang dipancarkan.
• Energi Matahari berasal dari proses reaksi fusi nuklir sehingga dapat menghasilkan panas sampai dengan suhu 15.000.000°C pada inti Matahari.
• Pemanfaatan energi Matahari dapat melalui dua cara, yaitu sel surya dan termal surya.

• Sel surya atau fotovoltaik merupakan suatu perangkat berbahan semikonduktor yang terdiri atas rangkaian diode tipe P dan N. Perangkat tersebut dapat mengubah secara langsung energi Matahari menjadi energi listrik. Sementara itu, termal surya dimanfaatkan sebagai pemanas air.
• Energi Matahari tidak menghasilkan emisi yang berbahaya bagi kehidupan manusia ataupun lingkungan.

• Indonesia sebagai negara kepulauan yang memiliki garis pantai panjang sehingga berpotensi besar untuk menghasilkan energi listrik yang bersumber dari angin.
• Dalam proses konversi energi angin menjadi energi listrik, aliran angin dimanfaatkan sebagai penggerak baling-baling (rotor). Rotor yang bergerak menyebabkan generator juga bergerak sehingga menghasilkan energi listrik.

• Besar energi listrik yang dihasilkan oleh generator dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain kecepatan angin, diameter rotor, dan jenis generator yang digunakan.
• Untuk daerah pesisir, angin tidak hanya dimanfaatkan sebagai penghasil energi listrik, tetapi juga sebagai penggerak pompa air.

​

• Air merupakan salah satu sumber daya alam yang jumlahnya tidak terbatas karena air mengalami siklus hidrologi. Siklus hidrologi adalah proses yang berlangsung secara terus-menerus, di mana air yang berada di Bumi akan kembali lagi ke Bumi.
• Adapun komponen utama dari PLTA di antaranya dam, turbin, dan generator.
• Dam berfungsi sebagai penampung air dalam jumlah yang cukup besar.

• Turbin merupakan komponen yang berfungsi mengubah energi potensial dari air yang berada di dam, menjadi energi mekanik yang dapat menggerakkan turbin.
• Generator berperan dalam konversi energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin menjadi energi listrik. Prinsip kerja yang terjadi di generator memenuhi hukum Faraday.
• Besar energi listrik yang dihasilkan PLTA dipengaruhi oleh kapasitas aliran air dan ketinggian air.

• Berdasarkan daya listrik yang dihasilkan, PLTA dapat dibedakan menjadi empat jenis.
• Pico hydro menghasilkan daya listrik sebesar 5 kW.
• Micro hydro menghasilkan daya listrik di atas 100 kW atau lebih kecil dari 1 MW.
• Mini hydro menghasilkan daya listrik di atas 100 kW.
• Large hydro berupa bendungan atau dam yang menghasilkan daya listrik kurang dari 100 MW.

• Geotermal atau panas bumi merupakan sumber energi yang terdiri atas air dan secara terus-menurus mengalami siklus hidrologi serta termal yang secara kontinu dihasilkan dari bagian dalam Bumi.
• Sistem panas bumi di Indonesia terjadi karena adanya tiga lempengan yang saling berinteraksi, yaitu lempeng Pasifik lempeng Indo-Australia, dan lempeng Eurasia.

• Sekitar 40% cadangan energi panas bumi dunia terletak di bawah tanah Indonesia. Indonesia berada di lingkaran api (ring of fire), yaitu daerah yang sering terjadi gempa bumi dan letusan gunung berapi. Indonesia memiliki potensi besar untuk mengembangkan energi terbarukan yang bersumber dari panas bumi.

• Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas bumi (PLTP) adalah uap yang keluar dari pengeboran air. Air tersebut dialirkan melalui pipa untuk menggerakkan turbin yang sudah dihubungkan dengan generator. Selanjutnya dari generator, energi panas bumi dikonversi menjadi energi listrik.

• Bioenergi adalah sumber energi terbarukan yang berasal dari bahan baku organik.
• Bioenergi menghasilkan tiga jenis sumber energi, yaitu biomassa, biofuel, dan biogas.
• Salah satu bentuk bioenergi yang terus dikembangkan adalah biofuel, yang merupakan sumber energi yang dihasilkan dari biomassa.
• Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri atau pertanian.