KONVERSI ENERGI
1. PENGERTIAN KONVERSI ENERGI
Energi dalam pengetahuan teknologi dan fisika dapat diartikan sebagai
kemampuan melakukan kerja. Energi di dalam alam adalah suatu besaran yang
kekal (hukum termodinamika pertama). Energi tidak dapat diciptakan dan
tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversikan/berubah dari bentuk
energi yang satu ke bentuk energi yang lain, misalnya pada kompor di dapur,
energi yang tersimpan dalam minyak tanah diubah menjadi api.
Selanjutnya jika api digunakan untuk memanaskan air dalam panci, energi berubah bentuk
lagi menjadi gerak molekul-molekul air. Perubahan bentuk energi ini disebut
konversi. Sedangkan perpindahan energi disebabkan adanya perbedaan
temperatur yang disebut kalor. Energi juga dapat dipindahkan dari suatu
sistem ke sistem yang lain melalui gaya yang mengakibatkan pergeseran
posisi benda. Transfer energi ini adalah kemampuan suatu sistem untuk
menghasilkan suatu kerja yang pengaruh/berguna bagi kebutuhan manusia
secara positif. Jadi energi adalah suatu kuantitas yang kekal, dapat berubah
bentuk, dan dapat pindah dari satu sistem ke sistem yang lain, akan tetapi
jumlah keseluruhannya adalah tetap.
2. Sistem Konversi Energi dalam Suatu Sistem
Energi dalam suatu sistem tertentu dapat dirubah menjadi usaha, artinya kalau
energi itu dimasukkan ke dalam sistem dan dapat mengembang untuk
menghasilkan usaha. Sebagai contoh sistem konversi energi, apabila bahan
bakar bensin (premium) yang dimasukkan ke dalam silinder mesin konversi
energi jenis motor pembakaran dalam, misalnya sepeda motor. Energi
(C8H18/iso-oktan atau nilai kalor) yang tersimpan sebagai ikatan atom dalam
molekul bensin/premium dilepas pada waktu terjadi pembakaran dalam
silinder, hasil pembakaran ini ditransfer menjadi energi panas/kalor. Energi panas yang dihasilkan ini akan mendorong torak/piston yang ada dalam
silinder, akibatnya torak/piston akan bergerak. Bergeraknya torak/piston
terjadi transformasi energi, yaitu dari energi panas menjadi energi kinetik.
Selanjutnya energi kinetik ditransfer menjadi energi mekanik yang
menghasilkan usaha (kerja). Kerja yang merupakan hasil kemampuan dari
sistem yang berguna bagi kepentingan manusia, yaitu dapat berpindah dari
satu tempat ke tempat lain yang jauh jaraknya
3. MACAM MACAM ENERGI
a. Energi Mekanik
Energi yang tersimpan dalam energi kinetik atau energi potensial dan
dapat ditransisi atau transfer untuk menghasilkan usaha/kerja.
b. Energi Listrik
Energi yang berkaitan dengan akumulasi arus elektron dan bentuk transisi
atau transfernya adalah aliran elektron melalui konduktor jenis tertentu.
Energi listrik dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatis dan
merupakan energi yang berkaitan dengan medan listrik akibat
terakumulasinya muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor. Energi medan
listrik ekivalen dengan energi medan elektromagnetis yang sama dengan
energi yang berkaitan dengan medan magnet yang timbul akibat aliran
elektron melalui kumparan induksi.
c. Energi Kimia
Energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron di mana dua atau lebih
atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang
stabil. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan.
Bila energi dilepas dalam suatu reaksi maka reaksinya disebut reaksi
eksotermis yang dinyatakan dalam kJ, BTU, atau kkal. Bila dalam reaksi
kimia energinya terserap maka disebut dengan reaksi endotermis. Sumber
energi bahan bakar yang sangat penting bagi manusia adalah reaksi kimia
eksotermis yang pada umumnya disebut reaksi pembakaran. Reaksi
pembakaran melibatkan oksidasi dari bahan bakar fosil.
d. Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi dalam bentuk energi tersimpan yang dapat
dilepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini
dilepas sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi
yang lebih stabil. Satuan yang digunakan adalah juta-an elektron reaksi.
Reaksi nuklir dapat terjadi pada peluluhan radioaktif, fisi, dan fusi.
e. Energi Termal (Panas)
Merupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalah semua
energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas.
Sebaliknya, pengonversian dari energi termal ke energi lain dibatasi oleh
hukum Thermodinamika II. Bentuk energi transisi dan energi termal adalah energi panas (kalor), dapat pula dalam bentuk energi tersimpan
sebagai kalor laten atau kalor sensibel yang berupa entalpi.
4. SUMBER SUMBER ENERGI
Sumber energi merupakan tempat muncul atau timbulnya energi yang dapat
dimanfaatkan untuk kehidupan manusia dipermukaan bumi. Sumber energi
dapat dibedakan sebagai berikut:
1. Berasal dari bumi (terresterial),
2. Berasal dari luar bumi (extra terresterial),
3. Berdasarkan sifatnya.
Sumber energi dari bumi dapat dikategorikan jenis renewable atau nondepleted dan non-renewable atau depleted energy. Sumber energi yang
renewable atau dapat didaur ulang, misalnya kayu, biomassa, biogas. Sumber
energi dari luar bumi bersifat tidak habis atau non-depleted energy resource,
misalnya energi surya dan energi sinar kosmis. Sedangkan energi yang
sifatnya tidak bisa diperbaharui atau dapat habis (non-renewable atau depleted
energy) adalah minyak bumi (mineral), baru bara, dan gas alam.
Gambar 1. Diagram Klasifikasi Sumber Energi.
Sumber-sumber Energi
Tidak dapat didaur ulang
(Non-Renewable/Depleted Energy)
Dapat didaur ulang
(Renewable/Non-Depleted Energy)
Biomassa Panas Bumi
Terresterial ExtraTerresterial
Nuklir
Biogas Air Angin
Fosil
Terresterial
Tenaga Air Gelombang Laut Pasang Surut Gradien Suhu Matahari
Alternatifb. Sumber-sumber Energi yang Dapat Habis (Non-Renewable/Depleted
Energy Resources)
Sumber-sumber energi yang dapat habis dan langka daur ulang yang berasal
dari bumi (terresterial) adalah sumber-sumber energi konvesional yang pada
umumnya merupakan energi tambang atau energi fosil yang berasal dari perut
bumi, seperti minyak bumi, gas, batu bara, dan energi nuklir.
1) Sumber energi fosil
Energi fosil tersimpan dalam bentuk bahan bakar minyak, batu bara, dan gas.
Bahan bakar ini berasal dari fosil-fosil yang telah terbenam dalam perut bumi
miliyaran tahun yang silam, ada yang mengatakan minyak dan gas berasal dari
fosil-fosil binatang laut dan binatang darat, sedangkan batu bara dari fosil-fosil
kayu-kayu. Bahan bakar fosil ini diperoleh dengan jalan menambang dari
dalam perut bumi, minyak dan gas melalui pengeboran, sedangkan batu bara
diperoleh melalui pengalian permukaan atau dalam tanah.
Bahan bakar minyak diperkirakan akan habis pada akhir abad ke XXI. Gas
alam diprediksi oleh para ahli akan habis kurang lebih 100 tahun lagi,
sedangkan cadangan batu bara akan habis lebih kurang 200 sampai 300 tahun
yang akan datang. Ketiga jenis bahan bakar fosil tersebut dikategorikan
sebagai energi yang kurang akrab lingkungan karena kadar polusinya cukup
tinggi. Kadar CO2 semakin meningkat akhir-akhir ini, menyebabkan suhu
udara menjadi meningkat, mengakibatkan sebagian es di kutub mencair dan
tinggi permukaan laut terus meningkat yang lambat laun akan mengakibatkan
banjir besar di kota-kota yang berada di tepi pantai di seluruh dunia.
Energi dalam pengetahuan teknologi dan fisika dapat diartikan sebagai
kemampuan melakukan kerja. Energi di dalam alam adalah suatu besaran yang
kekal (hukum termodinamika pertama). Energi tidak dapat diciptakan dan
tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversikan/berubah dari bentuk
energi yang satu ke bentuk energi yang lain, misalnya pada kompor di dapur,
energi yang tersimpan dalam minyak tanah diubah menjadi api.
Selanjutnya jika api digunakan untuk memanaskan air dalam panci, energi berubah bentuk
lagi menjadi gerak molekul-molekul air. Perubahan bentuk energi ini disebut
konversi. Sedangkan perpindahan energi disebabkan adanya perbedaan
temperatur yang disebut kalor. Energi juga dapat dipindahkan dari suatu
sistem ke sistem yang lain melalui gaya yang mengakibatkan pergeseran
posisi benda. Transfer energi ini adalah kemampuan suatu sistem untuk
menghasilkan suatu kerja yang pengaruh/berguna bagi kebutuhan manusia
secara positif. Jadi energi adalah suatu kuantitas yang kekal, dapat berubah
bentuk, dan dapat pindah dari satu sistem ke sistem yang lain, akan tetapi
jumlah keseluruhannya adalah tetap.
2. Sistem Konversi Energi dalam Suatu Sistem
Energi dalam suatu sistem tertentu dapat dirubah menjadi usaha, artinya kalau
energi itu dimasukkan ke dalam sistem dan dapat mengembang untuk
menghasilkan usaha. Sebagai contoh sistem konversi energi, apabila bahan
bakar bensin (premium) yang dimasukkan ke dalam silinder mesin konversi
energi jenis motor pembakaran dalam, misalnya sepeda motor. Energi
(C8H18/iso-oktan atau nilai kalor) yang tersimpan sebagai ikatan atom dalam
molekul bensin/premium dilepas pada waktu terjadi pembakaran dalam
silinder, hasil pembakaran ini ditransfer menjadi energi panas/kalor. Energi panas yang dihasilkan ini akan mendorong torak/piston yang ada dalam
silinder, akibatnya torak/piston akan bergerak. Bergeraknya torak/piston
terjadi transformasi energi, yaitu dari energi panas menjadi energi kinetik.
Selanjutnya energi kinetik ditransfer menjadi energi mekanik yang
menghasilkan usaha (kerja). Kerja yang merupakan hasil kemampuan dari
sistem yang berguna bagi kepentingan manusia, yaitu dapat berpindah dari
satu tempat ke tempat lain yang jauh jaraknya
3. MACAM MACAM ENERGI
a. Energi Mekanik
Energi yang tersimpan dalam energi kinetik atau energi potensial dan
dapat ditransisi atau transfer untuk menghasilkan usaha/kerja.
b. Energi Listrik
Energi yang berkaitan dengan akumulasi arus elektron dan bentuk transisi
atau transfernya adalah aliran elektron melalui konduktor jenis tertentu.
Energi listrik dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatis dan
merupakan energi yang berkaitan dengan medan listrik akibat
terakumulasinya muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor. Energi medan
listrik ekivalen dengan energi medan elektromagnetis yang sama dengan
energi yang berkaitan dengan medan magnet yang timbul akibat aliran
elektron melalui kumparan induksi.
c. Energi Kimia
Energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron di mana dua atau lebih
atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang
stabil. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan.
Bila energi dilepas dalam suatu reaksi maka reaksinya disebut reaksi
eksotermis yang dinyatakan dalam kJ, BTU, atau kkal. Bila dalam reaksi
kimia energinya terserap maka disebut dengan reaksi endotermis. Sumber
energi bahan bakar yang sangat penting bagi manusia adalah reaksi kimia
eksotermis yang pada umumnya disebut reaksi pembakaran. Reaksi
pembakaran melibatkan oksidasi dari bahan bakar fosil.
d. Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi dalam bentuk energi tersimpan yang dapat
dilepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini
dilepas sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi
yang lebih stabil. Satuan yang digunakan adalah juta-an elektron reaksi.
Reaksi nuklir dapat terjadi pada peluluhan radioaktif, fisi, dan fusi.
e. Energi Termal (Panas)
Merupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalah semua
energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas.
Sebaliknya, pengonversian dari energi termal ke energi lain dibatasi oleh
hukum Thermodinamika II. Bentuk energi transisi dan energi termal adalah energi panas (kalor), dapat pula dalam bentuk energi tersimpan
sebagai kalor laten atau kalor sensibel yang berupa entalpi.
4. SUMBER SUMBER ENERGI
Sumber energi merupakan tempat muncul atau timbulnya energi yang dapat
dimanfaatkan untuk kehidupan manusia dipermukaan bumi. Sumber energi
dapat dibedakan sebagai berikut:
1. Berasal dari bumi (terresterial),
2. Berasal dari luar bumi (extra terresterial),
3. Berdasarkan sifatnya.
Sumber energi dari bumi dapat dikategorikan jenis renewable atau nondepleted dan non-renewable atau depleted energy. Sumber energi yang
renewable atau dapat didaur ulang, misalnya kayu, biomassa, biogas. Sumber
energi dari luar bumi bersifat tidak habis atau non-depleted energy resource,
misalnya energi surya dan energi sinar kosmis. Sedangkan energi yang
sifatnya tidak bisa diperbaharui atau dapat habis (non-renewable atau depleted
energy) adalah minyak bumi (mineral), baru bara, dan gas alam.
Gambar 1. Diagram Klasifikasi Sumber Energi.
Sumber-sumber Energi
Tidak dapat didaur ulang
(Non-Renewable/Depleted Energy)
Dapat didaur ulang
(Renewable/Non-Depleted Energy)
Biomassa Panas Bumi
Terresterial ExtraTerresterial
Nuklir
Biogas Air Angin
Fosil
Terresterial
Tenaga Air Gelombang Laut Pasang Surut Gradien Suhu Matahari
Alternatifb. Sumber-sumber Energi yang Dapat Habis (Non-Renewable/Depleted
Energy Resources)
Sumber-sumber energi yang dapat habis dan langka daur ulang yang berasal
dari bumi (terresterial) adalah sumber-sumber energi konvesional yang pada
umumnya merupakan energi tambang atau energi fosil yang berasal dari perut
bumi, seperti minyak bumi, gas, batu bara, dan energi nuklir.
1) Sumber energi fosil
Energi fosil tersimpan dalam bentuk bahan bakar minyak, batu bara, dan gas.
Bahan bakar ini berasal dari fosil-fosil yang telah terbenam dalam perut bumi
miliyaran tahun yang silam, ada yang mengatakan minyak dan gas berasal dari
fosil-fosil binatang laut dan binatang darat, sedangkan batu bara dari fosil-fosil
kayu-kayu. Bahan bakar fosil ini diperoleh dengan jalan menambang dari
dalam perut bumi, minyak dan gas melalui pengeboran, sedangkan batu bara
diperoleh melalui pengalian permukaan atau dalam tanah.
Bahan bakar minyak diperkirakan akan habis pada akhir abad ke XXI. Gas
alam diprediksi oleh para ahli akan habis kurang lebih 100 tahun lagi,
sedangkan cadangan batu bara akan habis lebih kurang 200 sampai 300 tahun
yang akan datang. Ketiga jenis bahan bakar fosil tersebut dikategorikan
sebagai energi yang kurang akrab lingkungan karena kadar polusinya cukup
tinggi. Kadar CO2 semakin meningkat akhir-akhir ini, menyebabkan suhu
udara menjadi meningkat, mengakibatkan sebagian es di kutub mencair dan
tinggi permukaan laut terus meningkat yang lambat laun akan mengakibatkan
banjir besar di kota-kota yang berada di tepi pantai di seluruh dunia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar