Energi Alternatif

ENERGI ALTERNATIF

A. Tujuan

1. Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip kerja sel surya.

2. Mahasiswa dapat menjelaskan energi angin untuk pembangkitan energi listrik.

3. Mahasiswa dapat menjelaskan energi panas laut untuk pembangkitan energi listrik.

4. Mahasiswa dapat menjelaskan energi ombak laut untuk pembangkitan energi listrik.

B. Pengertian Energi Alternatif

Semua energi yang dapat digunakan, yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut. Mengapa energi alternatif? Karena pada dasarnya bahan bakar konvensional (minyak/energi fosil) yang terus digunakan selama ini merupakan andalan untuk memenuhi kebutuhan energi diseluruh sektor kegiatan cadangannya semakin berkurang dan memiliki sifat tidak dapat diperbarui, dan tidak ramah lingkungan. Kekayaan sumber daya alam Indonesia yaitu surya, panas laut, ombak laut, dan angin dapat menjadi salah satu solusinya, dapat dimanfaatkan sebagai energi alternatif, menggantikan ketergantungan terhadap bahan bakar minyak, yang semakin terbatas baik jumlah dan cadangannya.

C. Macam – macam Energi Alternatif

Pada dasarnya dengan kekayaan alam di Indonesia yang melimpah, ada sangat banyak energi alternatif yang dapat dimanfaatkan, akan tetapi disini kita hanya membahas 4 macam energi alternatif, yaitu.

1. Surya

Indonesia yang merupakan daerah sekitar katulistiwa dan daerah tropis dengan luas daratan hampir 2 juta , dikaruniai penyinaran matahari lebih dari 6 jam sehari atau sekitas 2.400 jam dalam setahun. Energi surya dimuka bumi Indonesia mempunyai intensitas antara , betapa melimpahnya energi yang sebagian besar terbuang sia-sia ini. Tantangan, bagaimana mengembangkan pemanfaatan sumber energi ini. 2 km 2 − /7.06.0 mkW Bagi Indonesia upaya pemanfaatan energi surya mempunyai berbagai keuntungan yang antara lain adalah :

 • Energi ini tersedia dengan jumlah yang besar di Indonesia.

 • Sangat mendukung kebijakan energi nasional tentang penghematan, diversifikasi dan pemerataan energi.

• Memungkinkan dibangun di daerah terpencil karena tidak memerlukan transmisi energi maupun transportasi sumber energi.

Teknologi ini masih relatif baru di Indonesia , hal ini dimungkinkan karena ilmu pengetahuan dan teknologi Indonesia masih sangat terpengaruh oleh teknologi dari negara-negara Barat yang pada umumnya negara-negara tersebut mempunyai 4 musim, sehingga kurang mendapatkan sinar matahari kalupun mendapat sinar namun dengan jumlah yang tidak terlalu besar. Sedang di Indonesia seharusnya sel surya ini mendapatkan perhatian khusus, sebab Indonesia yang merupakan daerah tropis dan di daerah katulistiwa maka Indonesia mempunyai karakteristik angin yang kurang baik (sangat fluktuatif) dibanding dengan karakteristik angin di negara – negara Barat namun sangat menguntungkan untuk energi matahari yang rata-rata mendapat sinar matahari 6 jam dalam sehari dengan cuaca yang sangat mendukung.

Energi surya yang dikonversikan menjadi energi listrik disebut juga dengan energi photovoltaic. Pada awalnya teknologi ini digunakan sebagai pembangkit listrik di daerah pedesaan terpencil kemudian berkembang menjadi lampu penerangan jalan berenergi surya, penyediaan listrik di tempat umum seperti rumah peribadatan, pelayanan kesehatan, instansi-instansi pemerintah. Walaupun awalnya hanya cukup untuk kebutuhan penerangan namun PLTS cukup membantu elektrifikasi di tempat yang membutuhkan. Selain itu telah tersedia pula pompa air tenaga surya, yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih (air minum).

 a) Prinsip Kerja Teknologi Photovoltaic

Cahaya matahari dapat diubah menjadi energi listrik melalui modul surya yang terbuat dari bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor, merupakan bahan semi logam yang memiliki partikel yang disebut elektron-proton, yang apabila digerakkan oleh energi dari luar akan membuat pelepasan elektron sehingga menimbulkan arus listrik dan pasangan elektron hole. Modul surya mampu menyerap cahaya sinar matahari yang mengandung gelombang elektromagnetik atau energi foton ini. Energi foton pada cahaya matahari ini menghasilkan energi kinetik yang mampu melepaskan elektron-elektron ke pita konduksi sehingga menimbulkan arus listrik. Energi kinetik akan makin besar seiring dengan meningkatnya intensitas cahaya dari matahari. Intensitas cahaya matahari tertinggi diserap bumi di siang hari sehingga menghasilkan tenaga surya yang diserap bumi ada sekitar 120.000 terra Watt. Jenis logam yang digunakan juga akan menentukan kinerja daripada sel surya.

b) Komponen Sistem PV

Adapun komponen-komponen yang terdapat dalam Photovoltaic antara lain, dijelaskan berikut ini.

1. Modul Surya

Komponen utama dari PV yang dapat menghasilkan energi listrik DC disebut panel surya atau modul surya. Panel surya terbuat dari bahan semikonduktor (umumnya silicon) yang apabila disinari oleh cahaya matahari dapat menghasilkan arus listrik.

2. Baterai/Aki

Baterai atau aki adalah penyimpan energi listrik pada saat matahari tidak ada. Baterai yang cocok digunakan untuk PV adalah baterai deep cycle lead acid yang mampu menampung kapasitas 100 Ah, 12 V, dengan efisiensi sekitar 80%. Waktu pengisian baterai/aki selama 12 jam - 16 jam.

3. Regulator Baterai

Regulator baterai adalah alat yang mengatur pengisian arus listrik dari modul surya ke baterai/aki dan sebaliknya. Saat isi baterai tersisa 20% sampai 30%, maka regulator akan memutuskan dengan beban. Regulator baterai juga mengatur kelebihan mengisi baterai dan kelebihan tegangan dari modul surya. Manfaat dari alat ini juga untuk menghindari full discharge dan overloading serta memonitor suhu baterai. Kelebihan tegangan dan pengisian dapat mengurangi umur baterai. Regulator baterai dilengkapi dengan diode protection yang menghindarkan arus DC dari baterai agar tidak masuk ke panel surya lagi.

 

4. Inverter

Inverter adalah alat yang mengubah arus DC menjadi AC sesuai dengan kebutuhan peralatan listrik yang digunakan. Alat ini mengubah arus DC dari panel surya menjadi arus AC untuk kebutuhan beban-beban yang menggunakan arus AC.

5. Kabel Instalasi

Kabel yang digunakan untuk instalasi PV adalah kabel khusus yang dapat mengurangi loss (kehilangan) daya, pemanasan pada kabel, dan kerusakan pada perangkat. Spesifikasi kabel yang cocok dapat mengurangi loss 3

Konfigurasi teknologi PV yang lengkap terlihat pada gambar 6. Setiap terminal positif panel dihubungkan satu sama lainnya demikian pula dengan setiap terminal negatifnya. Kemudian terminal positif panel surya dihubungkan dengan terminal positif charge controller, demikian pula dengan terminal negatifnya. Tegangan panel surya akan digunakan untuk menghidupkan baterai.

c) Aplikasi Teknologi PV

Ada beberapa aplikasi teknologi PV yang saat ini sedang dikembangkan di Pulau Saugi antara lain Solar Home System, lampu penerangan tenaga surya, dan pompa air tenaga surya.

1) Solar Home System

Solar Home System (SHS) biasanya diterapkan pada rumah tinggal, tempat ibadah, puskesmas, dan instansi pemerintah di daerah terpencil seperti pedesaan. Komponen utama yang digunakan adalah modul surya, baterai/aki, regulator baterai, inverter, dan kabel. Skema SHS terlihat pada gambar 7.

2) Lampu jalan tenaga surya

Lampu jalan tenaga surya sangat besar manfaatnya dalam rangka penghematan energi listrik PLN yang membutuhkan BBM itu. Adapun komponen utamanya terdiri atas modul surya 50 Wp-100 Wp, baterai, regular baterai, lampu jalan DC, tiang lampu, dan alat control pengatur waktu penggunaan dan intensitas cahaya. Lampu jalan jenis ini sangat cocok untuk daerah terpencil yang jauh dari instalasi listrik PLN.

2. Angin

Angin adalah proses alam yang berlaku secara skala kecil dan skala besar, secara lingkup daerah dan dunia. Di lapisan atmosfir bawah udara dingin mengalir dari daerah kutub menuju daerah khatulistiwa dan di lapisan atmosfir atas udara hangat mengalir dari khatuistiwa menuju daerah kutub.

Angin merupakan suatu energi alam yang berlimpah adanya di bumi yang juga merupakan energi yang murah serta tak pernah habis. Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan oleh manusia. Adapun pemanfaatannya adalah antara lain :

• ·         Pemompaan air untuk keperluan rumah tangga dan pertanian.
• ·        Melaksanakan kegiatan pertanian, seperti menggiling jagung, menggiling tepung, tebu.
• ·         Mengalirkan air laut untuk pembuatan garam.
• ·   Membangkitkan tenaga listrik khususnya untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin terutama untuk daerah yang belum terjangkau oleh PLN.

a) Proses terjadinya angin

Angin terjadi bila terdapat pemanasan permukaan bumi yang tak sama oleh sinar matahari. Disiang hari udara di atas lautan relati lebih dingin daripada daratan. Sinar matahari menguapkan air lautan dan diserap lautan. Penguapan dan obsorsi sinar matahari di daratan kurang sehingga udara di atas daratan lebih panas. Dengan demikian udara di atas mengembang,jadi ringan dan naik ke atas. Udara dingin yang lebih berat turun mengisi kekurangan udara di daratan, maka terjadilah aliran udara yang disebit angin dari lautan ke daratan tepi pantai. Di malam hari peristiwa yang sebaliknya terjadi, angin di permukaan laut mengalir dari pantai ke tengah lautan dan peristiwa inilah yang dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mencari ikan di lautan. Angin di lereng gunung juga terjadi demikian. Pada sekitar puncak pegunungan lebih dulu panas dibandingkan dengan daerah lembah. Karena perbedaan panas ini sehingga menimbulkan perbedaan tekanan yang akhirnya timbul angin biasa yang disebut angin lembah dan angin gunung.

b) Turbin Angin sebagai Alternatif Pembangkit Listrik

Menurunnya tinggi muka air di berbagai bendungan - terutama yang dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit listrik tenaga air (PLTA)-telah menurunkan pasokan listrik di Jawa hingga 500 megawatt. Sebagai salah satu sumber pemasok listrik, PLTA bersama pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dan pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) memang memegang peran penting terhadap ketersediaan listrik terutama di Jawa, Madura, dan Bali. Energi angin yang sebenarnya berlimpah di Indonesia ternyata belum dimanfaatkan sebagai alternatif penghasil listrik. Padahal, di berbagai negara, pemanfaatan energi angin sebagai sumber energi alternatif nonkonvensional sudah semakin mendapatkan perhatian. Hal ini tentu saja didorong oleh kesadaran terhadap timbulnya krisis energi dengan kenyataan bahwa kebutuhan energi terus meningkat sedemikian besarnya. Di samping itu, angin merupakan sumber energi yang tak ada habisnya sehingga pemanfaatan sistem konversi energi angin akan berdampak positif terhadap lingkungan.

c) Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Pembangkit listrik tenaga angin atau wind power system memanfaatkan angin melalui kincir, untuk menghasilkan energi listrik. Alat ini sangat cocok sekali digunakan masyarakat yang tinggal di pulau-pulau kecil.

Secara umum, sistem alat ini memanfaatkan tiupan angin untuk memutar motor.Hembusan angin ditangkap baling-baling, dan dari putaran baling-baling tersebut akan dihasilkan putaran motor yang selanjutnya diubah menjadi energi listrik.

WindPower,System ini terdiri dari empat bagian utama, yaitu rotor, transmisi, elektrikal dan, tower. Bagian rotor terdiri dari baling-baling dengan empat daun, bentuknya seperti baling-baling pesawat. Dengan bentuk seperti ini diharapkan energi angin yang tertangkap bisa maksimal agar bobotnya lebih ringan. Baling-baling ini dibuat dengan diameter 3,5 dan bahannya dibuat dari fiberglass.

Untuk mendapat hembusan angin, baling-baling diletakkan pada tower setinggi delapan meter. Sedangkan pada bagian transmisi digunakan sistem kerekan dan tali, sistem transmisi ini digunakan untuk menyiasati kekuatan angin yang kecil. Karena kecepatan angin di Indonesia relatif kecil, transmisi ini sangat menguntungkan untuk meningkatkan putaran sebagai pengubah energi digunakan alternator dua fase 12 volt, energi listrik yang dihasilkan oleh alternator dapat disimpan dalam aki. Sementara kapasitas daya yang didapat sebesar 1,5 KW.

Wind Power System telah diuji coba oleh para mahasiswa di pantai kenjeran, kurang dari satu jam hasil dari percobaan tersebut sudah dapat menghasilkan energi listrik untuk menyalakan TV dan lampu sampai 100 watt.

Karya yang dibuat selama bulan ini sudah dapat langsung diterapkan bagi masyarakat. Untuk menyimpan energi listrik bisa digunakan aki besar, dan penggunaannya bisa digunakan instalasi pembagi. Sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan Win Power System relatif murah, sekitar Rp 16 juta. Tapi, itu belum termasuk bahan dan pembuatan towernya.

d) Prinsip kerja PLTA

Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam,Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin.Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik.Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.

Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini.

Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia,total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.

Tenaga angin telah lama dimanfaatkan di tanah air kita sejak ratusan mungkin ribuan tahun yang lalu, khususnya untuk menggerakkan kapal layar sampai sekarang, dan yang banyak kita lihat sekarang digunakan dalam tambak-tambak ikan di tepi pantai untuk menggerakkan baling-baling (atau turbin angin) untuk menjalankan memompaan air. Namun baiklah kalau kita di Indonesia mulai mempopulerkan PTLTA, khususnya ukuran kecil.PTLTA ukuran kecil adalah istilah yang biasanya diberikan kepada unit 50 KW atau lebih kecil.

Tempat-tempat terpencil yang biasanya menggunakan diesel-generator dapat menggantikannya atau menambahkannya dengan PTLTA ukuran kecil ini.

3. Ombak Laut

            Ombak adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan mentransfer energinya ke perairan, menyebabkan riak-riak yang kemudian berubah menjadi apayang kita sebut sebagai gelombang. Energi ombak laut adalah energi kinetik yang ada pada gelombang laut digunakan untuk menggerakkan turbin. Ombak naik ke dalam ruang generator, lalu air yang naik menekan udara keluar dari ruang generator dan menyebabkan turbin berputar. Ketika air turun, udara bertiup dari luar ke dalam ruang generator dan memutar turbin kembali. Putaran turbin kemudian dihubungkan ke generator dan diubah menjadi energi listrik dan di distribusikan ke beban.

a) Prinsip Kerja PLTG

Pertama aliran gelombang laut yang mempunyai energi kinetik masuk kedalam mesin konversi energi gelombang. Kemudian dari mesin konversi aliran gelombang yang mempunyai energi kinetik ini dialirkan menuju turbin. Di dalam turbin ini, energi kinetik yang dihasilkan gelombang digunakan untuk memutar rotor. Kemudian dari perputaran rotor inilah energi mekanik yang kemudian disalurkan menuju generator. Di dalam generator, energi mekanik ini dirubah menjadi energi listrik (daya listrik). Dari generator ini, daya listrik yang dihasilkan dialirkan lagi menuju sistem tranmisi (beban).

b) PLTGL – OWC (Oscillating Water Column)

OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. Alat OWC ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara ini akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator listrik sehingga menghasilkan listrik.

Pada teknologi OWC ini, digunakan tekanan udara dari ruangan kedap air untuk menggerakkan whells turbine yang nantinya pergerakan turbin ini digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Ruangan kedap air ini dipasang tetap dengan struktur bawah terbuka ke laut. Tekanan udara pada ruangan kedap air ini disebabkan oleh pergerakan naik-turun dari permukaan gelombang air.

Gerakan gelombang di dalam ruangan ini merupakan gerakan compresses dan gerakan decompresses yang ada di atas tingkat air di dalam ruangan. Gerakan ini mengakibatkan, dihasilkannya sebuah alternating streaming kecepatan tinggi dari udara. Aliran udara ini didorong melalui pipa ke turbin generator yang digunakan untuk menghasilkan listrik. Sistem OWC ini dapat ditempatkan permanen di pinggir pantai atau bisa juga ditempatkan di tengah laut. Pada sistem yang ditempatkan di tengah laut, tenaga listrik yang dihasilkan dialirkan menuju transmisi yang ada di daratan menggunakan kabel.

c) Kapasitas Terpasang dan Ekonomi The Limpet

Merupakan OWC terletak di pantai Islay , Skotlandia , saat ini beroperasi sebagai prototipe di 75kW . Namun, fasilitas ini mampu bekerja pada kapasitas penuh dari 500kW . Ini adalah kapasitas pembangkit yang membuat energi gelombang ekonomis dan mampu bersaing di pasar komersial ( Carbon Trust , 2010) situs di India yang dibangun sebagai dekat pantai OWC beroperasi pada 150kw . The Mk3 -PC dibangun oleh Oceanlinx dinilai untuk 2.5MW . Perbedaan mencolok tergantung pada konstruksi, turbin udara, dan energi gelombang yang tersedia . Energi gelombang saat operasi cukup mahal di 14 sen per kWh . Hal ini disebabkan sebagian untuk biaya instalasi mahal dan pengembangan teknologi . Akhirnya sebagai energi gelombang menjadi lebih tersebar luas biaya akan diturunkan menjadi harga yang sebanding dengan energi angin .

4. Panas Laut

Lautan yang meliputi dua per tiga permukaan bumi, menerima energi panas yang berasal dari penyinaran matahari. Lautan befungsi sebagai suatu penampungan yang cukup besar dari energi surya yang mencapai bumi. Kira-kira seperempat dari daya surya sebesar 1,7 x 1017 watt yang mencapai atmosfer diserap oleh lautan. Selain itu, air laut juga menerima energi panas yang berasal dari panas bumi, yaitu magma yang berasal dari bawah laut. Pemanasan dari permukaan air di daerah tropikal mengakibatkan permukaaan air laut memiliki suhu kira-kira 27 - 30oC. Bilamana air permukaan yang hangat ini dipakai dalam kombinasi dengan air yang lebih dingin (5 - 7oC) pada kedalaman 500 - 600 meter, maka suatu sumber energi panas yang relatif besar akan tersedia.

Menurut rancangan-rancangan terkini energi listrik akan dapat dibangkitkan dalam pusat-pusat listrik tenaga panas laut (PLT-PL) dengan menggunakan siklus Rankine rangkaian tertutup maupun terbuka. Selisih suhu sebesar 20o C akan tersedia selama 24 jam sehari dan sepanjang tahun. Hal ini jauh lebih menguntungkan dibanding dengan pemanfaatan sinar matahari di daratan, yang tersedia hanya siang hari, itupun bilamana udara tidak mendung atau cuaca tidak hujan. Bilamana selisih 20oC itu dimanfaatkan dengan suatu efisiensi efektif sebesar misalnya 1,2%, maka suatu arus air sebesar 5 meter kubik per detik akan dapat menghasilkan daya elektrik bersih dengan daya sebesar kira-kira 1 MW. Dapat dibayangkan bahwa ukuranukuran yang besar sekali diperlukan untuk dapat membantu suatu PLT-PL yang besar. Sebab sejumlah arus air yang meliputi 500 meter kubik per detik yang akan diperlukan untuk dapat membuat suatu PLT-PL yang besar, misalnya 100 MW. Dengan demikian maka taraf efisiensi yang perlu diusahakan untuk ditingkatkan.

a) Prinsip Kerja

Pada teknologi konversi energi panas laut atau KEPL (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC), siklus Rankine digunakan untuk menarik arus-arus energi termal yang memiliki sekurang-kurangnya selisih suhu sebesar 20oC. Pada saat ini terdapat dua siklus daya alternatif yang dikembangkan, yaitu siklus Claude terbuka dan siklus tertutup. Siklus terbuka dengan mendidihkan air laut yang beroperasi pada tekanan rendah, menghasilkan uap air panas yang melewati turbin penggerak/generator. Siklus tertutup menggunakan panas permukaan laut untuk menguapkan fluida pengerak dengan Amonia atau Freon. Uap panas menggerakan turbin, kemudian turbin berkerja menghidupkan generator untuk menghasilkan listrik. Prosesnya, air laut yang hangat dipompa melewati tempat pengubah dimana fluida pemanas tekanan rendah diuapkan hingga menjalankan turbo-generator. Air dingin dari dalam laut dipompa melewati pengubah kedua mengubah uap menjadi cair kemudian dialiri kembali dalam sistem.

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, lk 0,02 hingga 0,03 bar dan suhu kira-kira 20oC. Uap itu memutar sebuah turbin uap yang merupakan penggerak mula bagi generator yang menghasilkan energi listrik .

Karena tekanan uap itu rendah sekali maka ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar. Setelah melewati turbin, uap yang sudah dimanfaatkan dialirkan ke sebuah kondensor yang menghasilkan air tawar. Kondensor didinginkan oleh air laut yang berasal dari lapisan bawah permukaan laut. Dengan demikian, metode dengan siklus Claude ini menghasilkan energi listrik maupun air tawar. Masalah dengan metode ini adalah bahwa ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar oleh karena tekanan uap yang begitu rendah. Sebagai contoh, sebuah modul sebesar 10 MW yang terdiri atas penguap, turbin dan kondensor, akan memerlukan ukuran garis tengah dan panjang 100 meter.

Dalam kaitan ini maka metode kedua, yaitu dengan siklus tertutup, merupakan pilihan yang pada saat ini lebih disukai dan digunakan banyak proyek percobaan. Seperti yang terlihat pada gambar 2, air permukaan yang hangat dipompa ke sebuah penukar panas atau evaporator, dimana energi panas dilepaskan kepada suatu medium kerja, misalnya amonia. Amonia cair itu akan berubah menjadi gas dengan tekanan kira-kira 8,7 bar dan suhu lk 21oC. Turbin berputar menggerakkkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik. Gas amonia akan meninggalkan turbin pada tekanan kira-kira 5,1 bar dan suku lk 11oC dan kemudian di bawa ke kondensor. Pendinginan pada kondensor mengakibatkan gas amonia itu kembali menjadi bentuk benda cair.

Rendemen ini merupakan efisiensi termodinamika yang baik sekali, namun di dalam praktek rendemen yang sebenarnya akan terjadi lebih rendah, yaitu sekitar 2- 2,5 %. Pada rancangan-rancangan terkini suatu arus air sebesar 3-5 m3/s baik pada sisi air hangat maupun pada sisi air dingin, diperlukan untuk menghasilkan daya sebesar 1 MW pada generator. Selain amonia (NH3), juga Fron-R-22 (CHClF2) dan Propan (C3H6) memiliki titik didih yang sangat rendah, yaitu antara -30oC sampai - 50oC pada tekanan atmosfer dan + 30oC pada tekanan antara 10 dan 12,5 Kg/cm2. Gas-gas inilah yang prosfektif untuk dimanfaatkan sebagai medium kerja pada konversi energi panas laut.

b) Kelebihan dan Kelemahan

Keuntungan bagi sisi pemerintah : ƒ

• ·         Pemanfaatan energi baru, seperti tenaga panas laut,
• ·  akan mengurangi ketergantungan akan BBM atau Batu bara yang cadangannya diperkirakan akan habis dalam beberapa tahun mendatang. ƒ
• ·   Penelitian ini akan melibatkan instansi-instansi yang terkait / departemen sehingga diharapkan akan memberikan sumbangsihnya dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK). ƒ
• ·    Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampak pencemaran lingkungan akibat emisi gas buang dari produk BBM atau Batu bara. ƒ
• ·       Setiap proyek yang akan dibangun nantinya akan mengurangi jumlah pengangguran, karena tentunya akan menyerap banyak tenaga kerja. 

Keuntungan bagi pengguna

• Merupakan solusi alternatif untuk masa yang akan datang, sekiranya produksi BBM atau batu bara telah berhenti. ƒ
• Mengurangi ketergantungan akan BBM atau batu bara sebagai bahan baku dalam memproduksi listrik. ƒ
• Jika dimanfaatkan secara optimum, maka dengan efisiensi sekitar tiga persen maka Indonesia dapat menghasilkan 240.000 MW dari total potensi panas laut yang ada. ƒ Hasil sampingan berupa air tawar tentu dapat dimanfaatkan untuk produksi air minum bersih untuk didayakan oleh PLN.

Keuntungan bagi konsumen : ƒ

• ·         Konsumen akan merasa lega akan kontinuitas penyediaan energi listrik untuk beberapa waktu mendatang.

Kendala :

• ·    Untuk mengubah suatu sistem ketenaga listrikan dari BBM dan Batubara menjadi panas laut dibutuhkan biaya investasi yang sangat besar. ƒ
• ·         Efisiensi pembangkit tenaga panas laut (PLT-PL) yang masih di dwah 5 % tentu bukan merupakan kabar yang baik bagi semua pihak. ƒ
• ·         Belum ada investor yang besedia menanamkan investasinya untuk proyek pembuatan pembangkit tenaga panas laut (PLT-PL). ƒ
• ·         Adanya gangguan alam di daerah laut atau pantai akan merugikan sistem kelistrikan dengan teknologi panas laut. ƒ
• ·     Biaya produksi akan tinggi sehingga mau tidak mau jika pemerintah mekakukan subsidi, maka budget APBN akan tersedot untuk biaya subsidi.

Latihan Soal Energi Alternatif

1. Sebutkan perbedaan fungsi dari Solar Cell dengan Solar WaterHeating dan Solar Furnaces.

Jawaban 

Perbedaannya adalah :

·         Solar cell untuk merobah cahaya langsung menjadi listrik. Pada saat cuaca   cerah   kita   dapat   memperoleh   daya   yang   cukup   untuk menghidupkan satu buah bola lampu 1000 W dari 1 m2 solar panel.  Alat   ini   pada   awalnya   dikembangkan   dalam   rangka      untuk menyediakan kebutuhan listrik untuk satelit

·         Solar  water  heating Alat  ini  menggunakan    panas  dari  Matahari untuk  memanaskan  air  dalam  gelas  panel  diatas  atap  rumah.  Ini berarti  tidak  lagi  digunakan  gas  atau  listrik  yang  banyak  untuk memanaskan air kebutuhan rumah tangga.   Air dipompakan melalui pipa pipa dalam suatu panel. Pipa di catdengan cat  hitam sehingga dapat  menyerap  panas  bila  cahaya  matahari  mengenainya.  Cara seperti   ini   sangat   membantu   sekali   dalam   pembuatan   sistem pemanasan sentral

·         Solar  Furnances  atau  Tungku  Surya  menggunakan  luasan  yang sangat luas dari susunan  kaca  untuk  mengumpulkan energi cahaya matahari  kedalam  ruangan  yang  sempit  sebagai  fokusnya  dan menghasilkan temperatur yang sangat tinggi.

2. Apa yang dimaksud dengan efek photovoltaic?

Jawaban

Modul  surya (fotovoltaic)adalah  sejumlah  sel  surya  yang  dirangkai secara  seri  dan  paralel,  untuk  meningkatkan  tegangan  dan  arus  yang dihasilkan sehingga cukup untuk pemakaian sistem catu daya beban. Untuk  mendapatkan  keluaran  energi  listrik  yang  maksimum  maka permukaan modul surya harus selalu mengarah ke matahari. Komponen   utama   sistem   surya   photovoltaic   adalah   modul   yang merupakan   unit   rakitan   beberapa   sel   surya   photovoltaic.   Untuk membuat  modul  photovoltaic  secara  pabrikasi  bisa  menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul photovoltaic kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel photovoltaic  diperlukan  teknologi  tinggi.  Modul  photovoltaic  tersusun dari  beberapa  sel  photovoltaic  yang  dihubungkan  secara  seri  dan parallel.

3. Hal apa yang merupakan kendala operasi dari PLTS, dan hal apa yang menentukan tingkat kehandalan dari suatu pembangkit ?

Jawaban

Kendala  utama  yang  dihadapi  dalam  pengembangan  energi  surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang  dibangkitkan  relatif  tinggi,  karena  memerlukan  subsistem  yang terdiri   atas   baterai,   unit   pengatur   dan   inverter   sesuai   dengan kebutuhannya.

Hal  yang  Menentukan  Tingkat  Kehandalan  Dari  Suatu  Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya,  adalah Kehandalan  merupakan suatu  indikator tingkat kemampuan, kelancaran, ketahanan maupun keamanan suatu pembangkit  dalam  operasinya  untuk  memproduksi  tenaga  listrik sesuai keperluan / target yang telah direncanakan.Tingkat kehandalan suatu pembangkit biasanya tergantung dari :

·         Daya mampu yang tersedia

·         Fluktuasi dan kondisi beban

·         Alat pengaman (proteksi)

·         Mutu pemeliharaan

Untuk     mendukung     kehandalan     yang     optimal     maka     perlu melaksanakan  pemeliharaan  terhadap  pembangkit.  Semakin  tinggi tingkat  pemeliharaan  dan  perhatian  terhadap  pembangkit  tersebut, semakin tinggi pula kehandalannya.Kendala  operasi  dari  solar  power  supply  sangat  terpengaruh  oleh  keadaan  cuaca,    karena    besarnya    arus    dan  tegangan    output  berbanding  lurus  dengan penyinaran cahaya pada cell serta rendahnya effisiensi dari cell. 

Solar power supply harus ditempatkan pada tempat tempat yang dapat  menampung    sinar  matahari  secara  maksimum  sejak  matahari  terbit  sampai  tenggelam (pada area terbuka).

4. Sebutkan komponen pada PLTA (angin)!

Jawaban

1.    Anemometer

2.    Blades

3.    Brake

4.    Controller

5.    Gear box

6.    Generator

7.    High speed shaft

8.    Low speed shaft

9.    Nacelle

10. Pitch

11. Rotor

12. Tower

13. Wind direction

14. Wine vane

15. Yaw drive

16. Yaw motor

17. Battery

5. Bagaimana prinsip keja PLTA (angin)?

Jawaban

Awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas.  Kemudianangin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator inilah yang akan menghasilkan energi listrik.

6. Jelaskan sifat-sifat energi alternatif !

Jawaban

Sifat-sifat energi alternatif adalah jumlahnya tidak terbatas (tidak cepat habis) dan bersih (tidak menimbulkan polusi).

7. Jelaskan keuntungan dan kelemahan pemanfaatan energi alternatif  !

Jawaban

   Keuntungan

   a. Sumber energi alternatif dapat digunakan terus karena tidak akan habis

   b. Energi yang dihasilkan sangat besar

   c. Energi alternatif tidak mencemari lingkungan

   Kerugian

   a. Dibutuhkan biaya yang besar untuk memanfaatkan energi alternatif.

 b. Dibutuhkan teknologi tinggi dan pemikiran yang rumit untuk memanfaatkan    energi alternatif

     c. Tersedianya juga dipengaruhi musim. Contoh air akan banyak ketika musim   penghujan

        tetapi akan berkurang ketika musim kemarau.

8. Sebutkan sumber energi alternatif yang dapat diubah menjadi energi listrik !

Jawaban

Sumber energi alternatif yang dapat diubah menjadi energi listrik antara lain, angin, sinar matahari, gelombang laut, air, dan panas bumi.

9. Apa saja pemanfaatan energi alternatif dalam kehidupan sehari-hari ?

Jawaban

Energi alternatif banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya biogas digunakan untuk memasak, sel surya untuk menghidupkan kalkulator, dan lain-lain.

10. Bagaimanakah cara-cara memanfaatkan tenaga surya ?

 Jawaban

Sinar matahari ditangkap oleh panel surya, dalam panel surya sinar matahari diubah menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan digunakan untuk berbagai keperluan sehari-hari.

Kesimpulan

Energi adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu benda. Energi  menjadi  komponen  penting  bagi  kelangsungan  hidup  manusia  karena  hampir  semua  aktivitas  kehidupan manusia  sa ngat  tergantung  pada  ketersediaan  energi  yang cukup.  Untuk menghindarikrisis energi yang dikarenakan keterbatasan energi di alam di perlukanlan energi terbarukan. Energi terbarukan adalah adalah energi yang berasal dari “proses alam yang berkelanjutan”, seperti tenaga surya, tenaga angin, arus air proses biologi, dan panas bumi. Dengan adanya energi terbarukan diharapkan kebutuhan manusia akan sumber energi tidak akan berkurang.

DAFTAR RUJUKAN

[1] Dr A Harsono Soepardjo MEng Ketua PusatStudi Kelautan FMIPA-UI dan PenelitiPusat Studi Energi UI “ Energi Baru danTerbarukan” Kompas 24Oktober 2005.

[2] Raharjo, Irawan, Fitriana, Ira, Analisis Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia, Strategi Penyediaan Listrik Nasional Dalam Rangka Mengantisipasi Pemanfaatan PLTU Batubara skala kecil, PLTN, dan Energi Terbarukan.