Buku panduan ENERGI yang terbarukan

PNPM-MP belum banyak menyentuh aspek lingkungan dan pengelolaan sumber daya alam serta energi terbarukan. Berdasarkan hal tersebut, melalui dana hibah, diluncurkan Program Nasional Pemberdayaan Masyarakat Lingkungan Mandiri Perdesaan (PNPM-LMP) yang mengintegrasikan komponen pengelolaan lingkungan dan sumber daya alam serta energi terbarukan ke dalam PNPM.

Tujuan dari proyek-proyek ini adalah :Meningkatkan kesejahteraan dan kesempatan kerja masyarakat miskin di pedesaan dengan mendorong kemandirian dalam pengambilan keputusan dan pengelolaan lingkungan dan sumberdaya alam secara lestari serta energi terbarukan. (Source: PNPM Support Facility)

Untuk memfasilitasi penggunaan Energi Terbarukan pada program-program ini, maka Buku Panduan Energi Terbarukan merupakan alat bagi para fasilitator, pemangku kepentingan serta masyarakat untuk memahami dasar-dasar teknologi energi terbarukan, untuk belajar dari keberhasilan pelaksanaan di daerah-daerah pedesaan di Indonesia, serta memahami praktek-praktek terbaik dalam memberikan solusi energi terbarukan yang efektif dan berkelanjutan bagi masyarakat.

270190 460933

ISBN 1-885203-29-2

ENERGI yang Terbarukan

Buku Panduan

Buku ini disusun dengan pendanaan yang berasal dari

Kedutaan Besar Kerajaan Denmark

Buku

EN

ER

GI

Pand

uanTerb

arukan yang

Buku ini disusun oleh

Contaned Energy IndonesiaWww.containedenergy.com

Pernyataan

?Hak Cipta buku panduan ini dipegang oleh Kementerian Dalam Negri dalam kerangka Program PNPM-MP/LMP. Dilarang memperbanyak, menyimpan atau mentransmisikan buku ini dalam bentuk apapun baik melalui media elektronik, mekanik, fotokopi, rekaman atau lainnya tanpa izin tertulis dari pemegang hak cipta.

?Pemerintah Denmark and Bank Dunia tidak bertanggung jawab dengan informasi yang terdapat dalam publikasi ini, atau dengan kerusakan atau ketidakkesuaian dalam penerapan dari informasi yang terdapat dalam Guidebook ini.

?Pendapat, angka dan perhitungan yang terkandung dalam studi ini adalah tanggungjawab penyusun dan tidak mesti mencerminkan pandangan dari Pemerintah Indonesia, Pemerintah Denmark, dan Bank Dunia.

?Situs internet publik yang digunakan dalam buku ini telah tercantum secara eksplisit pada bagian akhir buku ini.

Ucapan terima kasih

?Buku ini disusun oleh tim Contained Energy Indonesia yang terdiri dari Pieter de Vries - Project Director, Mark Conners - Team Leader, Raden Jaliwala - Research and Editing Coordinator, Peter Konings, Amin Moanavi and Maelenn Kegni Toure - Contributor, and Researchers; Desain dan tata muka oleh Franky Isawan - Elipsis Design; Alih bahasa oleh Andrew Budianto - Worldnet Translation Services.

?Kontributor lainnya: Mark Hayton (PNPM TSU), Michael Zoeller (EKONID Germany), Soeripno Martosaputro (LAPAN), and Andrias Wiji SP (PT Cipta Tani Lestari).

Pada tahun 2010, banyak negara telah menyadari pentingnya pemanfaatkan sumber-sumber Energi Terbarukan sebagai pengganti energi tidak terbarukan seperti minyak bumi, batubara dan gas yang telah menimbulkan dampak yang sangat merusak terhadap bumi. Dengan semakin menipisnya cadangan sumber energi tidak terbarukan, maka biaya untuk penambangannya akan meningkat, yang berdampak pada meningkatnya harga jual ke masyarakat .Pada saat yang bersamaan, energi tidak terbarukan akan melepaskan emisi karbon ke atmosfir, yang menjadi penyumbang besar terhadap pemanasan global.

1. Pendahuluan

i banyak daerah pedalaman di Indonesia, solusi energi tidak terbarukan belum tersedia. Karena

akses kepada jaringan PLN belum ada ataupun masih sangat terbatas. Daerah perdesaan ini sering menjadi tempat-tempat yang terisolasi dan bergantung kepada pemakaian energi tradisional yang tidak bisa diandalkan, seperti generator yang berbahan bakar minyak, kayu atau tabung LPG sebagai sumber energi yang digunakan untuk memasak, penerangan, serta kebutuhan listrik dasar lainnya. Solusi Energi Terbarukan menjadi jawaban terhadap permintaan kebutuhan pembangunan desa di Indonesia, serta mempromosikan solusi praktis dan berkelanjutan yang bisa langsung diadopsi oleh masyarakat pedesaan yang menjadi prioritas bagi bangsa Indonesia.

Tantangan yang ada di hadapan kita adalah memastikan bahwa masyarakat perdesaan memiliki akses yang cukup terhadap banyak pilihan teknologi energi terbarukan sebelum mereka memutuskan untuk menggunakannya, di mana mereka ingin ikut berinvestasi untuk melakukan diversifikasi energi lebih lanjut, yang menawarkan peluang lebih luas kepada mereka untuk meningkatkan mata pencahariannya:

?Biomassa?Tenaga surya?Angin

Pendekatan kami adalah dengan mengajak para pembuat keputusan, penyedia layanan, wakil komunitas, penyedia bantuan teknis serta penyandang dana untuk bersama-sama meningkatkan kesadaran, membangun jaringan, dan meningkatan kapasitas terhadap investasi di bidang energi terbarukan.

Sumber: Fasilitas Dukungan PNPM

Di seluruh Indonesia, ada banyak sekali informasi dan bantuan teknis yang bisa diakses oleh masyarakat yang ingin berinvestasi pada bantuan dana hibah PNPM Hijau (Green PNPM block grant) melalui program pembangkit listrik tenaga air skala kecil (Micro hydro).

Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 1.

D

5. 1. Turbin dengan Axis Horizontal5. 2. Turbin dengan Axis Vertikal5. 3. Aplikasi5. 4. Studi kasus5. 5. Peta Angin

Daftar Isi

4. Energi Tenaga Matahari

5. Energi Tenaga Angin

6. Energi Tenaga Air

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Tentang Energi

3. 1. Energi Konvensional3. 2. Energi Terbarukan3. 3. Memahami Energi, Tentang Tenaga, Energi,

Watt, Watt per jam, KiloJoule3. 4. Tipe-tipe Energi3. 5. Pemanfaatnya Energi

4. 1. Solar Thermal4. 2. Solar Photovoltaic4. 3. Aplikasi4. 4 Studi kasus4. 5. Peta Iradasi Matahari

6. 1. Turbin Air6. 2. Turbin PicoEn6. 3. Kincir Air6. 4. Turbin Aliran6. 5. Aplikasi6. 6. Studi kasus

1

2

3

4

5

6

7. Biomassa

7. 1. Bio Gas7. 2. Bio Fuel7. 3. Bio Diesel7. 4. Etanol7. 5. Biomassa7. 6. Gasifikasi7. 7. Energi yang berasal dari limbah7. 8. Aplikasi7. 9. Studi kasus7. 10.Stok Pakan

8. Keberlanjutan

9. Pelatihan

10. Sosialisasi

11. Pemantauan

12. Pemiliharaan

13. Mempersiapkan Proyek

14. Pengelolaan Proyek

15. Pendanaan

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Buku ENERGI yang Panduan Terbarukan

?

Boleh

Pertanyaan yang sering diajukan

Catatan TeknisPerhatian

Hindari

Simbol-simbol yang digunakan dalam Buku Panduan ini

Ingat

Pada tahun 2010, banyak negara telah menyadari pentingnya pemanfaatkan sumber-sumber Energi Terbarukan sebagai pengganti energi tidak terbarukan seperti minyak bumi, batubara dan gas yang telah menimbulkan dampak yang sangat merusak terhadap bumi. Dengan semakin menipisnya cadangan sumber energi tidak terbarukan, maka biaya untuk penambangannya akan meningkat, yang berdampak pada meningkatnya harga jual ke masyarakat .Pada saat yang bersamaan, energi tidak terbarukan akan melepaskan emisi karbon ke atmosfir, yang menjadi penyumbang besar terhadap pemanasan global.

1. Pendahuluan

i banyak daerah pedalaman di Indonesia, solusi energi tidak terbarukan belum tersedia. Karena

akses kepada jaringan PLN belum ada ataupun masih sangat terbatas. Daerah perdesaan ini sering menjadi tempat-tempat yang terisolasi dan bergantung kepada pemakaian energi tradisional yang tidak bisa diandalkan, seperti generator yang berbahan bakar minyak, kayu atau tabung LPG sebagai sumber energi yang digunakan untuk memasak, penerangan, serta kebutuhan listrik dasar lainnya. Solusi Energi Terbarukan menjadi jawaban terhadap permintaan kebutuhan pembangunan desa di Indonesia, serta mempromosikan solusi praktis dan berkelanjutan yang bisa langsung diadopsi oleh masyarakat pedesaan yang menjadi prioritas bagi bangsa Indonesia.

Tantangan yang ada di hadapan kita adalah memastikan bahwa masyarakat perdesaan memiliki akses yang cukup terhadap banyak pilihan teknologi energi terbarukan sebelum mereka memutuskan untuk menggunakannya, di mana mereka ingin ikut berinvestasi untuk melakukan diversifikasi energi lebih lanjut, yang menawarkan peluang lebih luas kepada mereka untuk meningkatkan mata pencahariannya:

?Biomassa?Tenaga surya?Angin

Pendekatan kami adalah dengan mengajak para pembuat keputusan, penyedia layanan, wakil komunitas, penyedia bantuan teknis serta penyandang dana untuk bersama-sama meningkatkan kesadaran, membangun jaringan, dan meningkatan kapasitas terhadap investasi di bidang energi terbarukan.

Sumber: Fasilitas Dukungan PNPM

Di seluruh Indonesia, ada banyak sekali informasi dan bantuan teknis yang bisa diakses oleh masyarakat yang ingin berinvestasi pada bantuan dana hibah PNPM Hijau (Green PNPM block grant) melalui program pembangkit listrik tenaga air skala kecil (Micro hydro).

Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 1.

D

5. 1. Turbin dengan Axis Horizontal5. 2. Turbin dengan Axis Vertikal5. 3. Aplikasi5. 4. Studi kasus5. 5. Peta Angin

Daftar Isi

4. Energi Tenaga Matahari

5. Energi Tenaga Angin

6. Energi Tenaga Air

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Tentang Energi

3. 1. Energi Konvensional3. 2. Energi Terbarukan3. 3. Memahami Energi, Tentang Tenaga, Energi,

Watt, Watt per jam, KiloJoule3. 4. Tipe-tipe Energi3. 5. Pemanfaatnya Energi

4. 1. Solar Thermal4. 2. Solar Photovoltaic4. 3. Aplikasi4. 4 Studi kasus4. 5. Peta Iradasi Matahari

6. 1. Turbin Air6. 2. Turbin PicoEn6. 3. Kincir Air6. 4. Turbin Aliran6. 5. Aplikasi6. 6. Studi kasus

1

2

3

4

5

6

7. Biomassa

7. 1. Bio Gas7. 2. Bio Fuel7. 3. Bio Diesel7. 4. Etanol7. 5. Biomassa7. 6. Gasifikasi7. 7. Energi yang berasal dari limbah7. 8. Aplikasi7. 9. Studi kasus7. 10.Stok Pakan

8. Keberlanjutan

9. Pelatihan

10. Sosialisasi

11. Pemantauan

12. Pemiliharaan

13. Mempersiapkan Proyek

14. Pengelolaan Proyek

15. Pendanaan

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Buku ENERGI yang Panduan Terbarukan

?

Boleh

Pertanyaan yang sering diajukan

Catatan TeknisPerhatian

Hindari

Simbol-simbol yang digunakan dalam Buku Panduan ini

Ingat

ecara lebih ilmiah, energi menentukan kapasitas di mana semua obyek yang Sada harus melakukan tugasnya.

Sumber EnergiAda banyak sumber-sumber energi utama dan digolongkan menjadi dua kelompok besar yang dibahas pada alinea-alinea berikut:

Energi konvensional adalah energi yang diambil dari sumber yang hanya tersedia dalam jumlah terbatas di bumi dan tidak dapat diregenerasi. Sumber-sumber energi ini akan berakhir cepat atau lambat dan berbahaya bagi lingkungan.

Energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber alami seperti matahari, angin, dan air dan dapat dihasilkan lagi dan lagi. Sumber akan selalu tersedia dan tidak merugikan lingkungan.

Sumber-sumber energi Konvensional dan Terbarukan bisa dikonversikan menjadi sumber-sumber energi sekunder, seperti listrik. Listrik berbeda dari sumber-sumber energi lainnya dan dinamakan sumber energi sekunder atau pembawa energi karena dimanfaatkan untuk menyimpan, memindahkan atau mendistribusikan energi dengan nyaman. Sumber energi primer diperlukan untuk menghasilkan energi listrik.

?

?

Apa yang dimaksud dengan energi?Secara sederhana, energi adalah hal yang membuat segala sesuatu di sekitar kita terjadi - kita menggunakan energi untuk semua hal yang kita lakukan. Energi ada di semua benda: manusia, tanaman, binatang, mesin, dan elemen-elemen alam (matahari, angin, air dsb).

3. Tentang Energi

Di malam hari, lampu-lampu di rumah menggunakan tenaga listrik untuk menghasilkan cahaya.

Matahari mengeluarkan cahaya dan energi panas, yang membuat semua tanaman di sekitar kita tumbuh.

Bensin adalah energi yang disimpan dalam tangki sepeda

motor, mobil atau kapal dan membuat kita bisa bepergian

dari satu tempat ke tempat lainnya.

Sumber-sumber energi konvensional biasanya terkait dengan polusi terhadap lingkungan kita.

Sumber-sumber energi terbarukan biasanya terkait dengan dampak yang sangat kecil atau tidak ada sama sekali terhadap lingkungan.

Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 3.

Mengapa energi terbarukan?Ada banyak alasan mengapa energi terbarukan menjadi pilihan, diantaranya; relatif tidak mahal, bersifat netral karbon, kebanyakan tidak menimbulkan polusi dan semakin mendapatkan dukungan dari berbagai LSM untuk menggantikan solusi energi tidak terbarukan berbasis bahan bakar minyak. Lebih lanjut, mengimplemantasikan teknologi ini dalam masyarakat perdesaan bisa memberikan peluang kemandirian kepada masyarakat perdesaan untuk mengelola dan mengupayakan kebutuhan energi mereka sendiri beserta solusinya.

Tujuan dari buku panduan ini adalah memberikan referensi yang berguna kepada para fasilitator di daerah perdesaan dan Green PNPM pada saat menjelaskan mengenai pilihan energi terbarukan kepada masyarakat pedesaan, kepada pembuat keputusan serta pemangku kepentingan di masyarakat. Buku panduan ini dimaksudkan untuk memberikan pemahaman yang lebih jelas mengenai pilihan energi terbarukan untuk digunakan di berbagai konteks perdesaan di Indonesia. Tenaga Surya, Pembangkit Listrik Tenaga Air skala kecil, Tenaga Angin dan Biomassa yang berasal dari berbagai sumber disampaikan pada Buku Panduan ini sebagai berikut: Pertama, ada penjelasan singkat mengenai energi, yang

2. Tujuan

penggunaannya. Kemudian dilengkapi dengan studi kasus yang menjelaskan pelaksanaannya di masyarakat pedesaan di Indonesia.

Untuk para fasilitator: Tinjau ulang dasar-dasar masing-masing jenis energi terbarukan, pelajari dasar penggunaannya, keuntungan dan kerugian, dan simak bagaimana masyarakat pedesaan lain telah berhasil menjalankan teknologi tersebut dalam studi kasus. Di samping itu, sumber informasi lain serta daftar istilah perlu diberikan. Perangkat buku panduan ini diberikan untuk memberikan informasi serta memfasilitasi pengambil keputusan di masyarakat mengenai berbagai aplikasi energi terbarukan yang relevan.

Bagi Masyarakat Perdesaan: Teknologi Energi Terbarukan merupakan hal baru bagi kebanyakan daerah pedesaan di Indonesia. Dengan mengulas kembali studi kasus di masing-masing bab, maka anda akan melihat bagaimana masyarakat-masyarakat seperti dilingkungan anda sendiri telah belajar bagaimana bekerjasama dalam berbagai cara yang baru untuk melakukan penyempurnaan yang signifikan dengan mengadaptasi berbagai teknologi yang sederhana.

2.

ecara lebih ilmiah, energi menentukan kapasitas di mana semua obyek yang Sada harus melakukan tugasnya.

Sumber EnergiAda banyak sumber-sumber energi utama dan digolongkan menjadi dua kelompok besar yang dibahas pada alinea-alinea berikut:

Energi konvensional adalah energi yang diambil dari sumber yang hanya tersedia dalam jumlah terbatas di bumi dan tidak dapat diregenerasi. Sumber-sumber energi ini akan berakhir cepat atau lambat dan berbahaya bagi lingkungan.

Energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber alami seperti matahari, angin, dan air dan dapat dihasilkan lagi dan lagi. Sumber akan selalu tersedia dan tidak merugikan lingkungan.

Sumber-sumber energi Konvensional dan Terbarukan bisa dikonversikan menjadi sumber-sumber energi sekunder, seperti listrik. Listrik berbeda dari sumber-sumber energi lainnya dan dinamakan sumber energi sekunder atau pembawa energi karena dimanfaatkan untuk menyimpan, memindahkan atau mendistribusikan energi dengan nyaman. Sumber energi primer diperlukan untuk menghasilkan energi listrik.

?

?

Apa yang dimaksud dengan energi?Secara sederhana, energi adalah hal yang membuat segala sesuatu di sekitar kita terjadi - kita menggunakan energi untuk semua hal yang kita lakukan. Energi ada di semua benda: manusia, tanaman, binatang, mesin, dan elemen-elemen alam (matahari, angin, air dsb).

3. Tentang Energi

Di malam hari, lampu-lampu di rumah menggunakan tenaga listrik untuk menghasilkan cahaya.

Matahari mengeluarkan cahaya dan energi panas, yang membuat semua tanaman di sekitar kita tumbuh.

Bensin adalah energi yang disimpan dalam tangki sepeda

motor, mobil atau kapal dan membuat kita bisa bepergian

dari satu tempat ke tempat lainnya.

Sumber-sumber energi konvensional biasanya terkait dengan polusi terhadap lingkungan kita.

Sumber-sumber energi terbarukan biasanya terkait dengan dampak yang sangat kecil atau tidak ada sama sekali terhadap lingkungan.

Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 3.

Mengapa energi terbarukan?Ada banyak alasan mengapa energi terbarukan menjadi pilihan, diantaranya; relatif tidak mahal, bersifat netral karbon, kebanyakan tidak menimbulkan polusi dan semakin mendapatkan dukungan dari berbagai LSM untuk menggantikan solusi energi tidak terbarukan berbasis bahan bakar minyak. Lebih lanjut, mengimplemantasikan teknologi ini dalam masyarakat perdesaan bisa memberikan peluang kemandirian kepada masyarakat perdesaan untuk mengelola dan mengupayakan kebutuhan energi mereka sendiri beserta solusinya.

Tujuan dari buku panduan ini adalah memberikan referensi yang berguna kepada para fasilitator di daerah perdesaan dan Green PNPM pada saat menjelaskan mengenai pilihan energi terbarukan kepada masyarakat pedesaan, kepada pembuat keputusan serta pemangku kepentingan di masyarakat. Buku panduan ini dimaksudkan untuk memberikan pemahaman yang lebih jelas mengenai pilihan energi terbarukan untuk digunakan di berbagai konteks perdesaan di Indonesia. Tenaga Surya, Pembangkit Listrik Tenaga Air skala kecil, Tenaga Angin dan Biomassa yang berasal dari berbagai sumber disampaikan pada Buku Panduan ini sebagai berikut: Pertama, ada penjelasan singkat mengenai energi, yang

2. Tujuan

penggunaannya. Kemudian dilengkapi dengan studi kasus yang menjelaskan pelaksanaannya di masyarakat pedesaan di Indonesia.

Untuk para fasilitator: Tinjau ulang dasar-dasar masing-masing jenis energi terbarukan, pelajari dasar penggunaannya, keuntungan dan kerugian, dan simak bagaimana masyarakat pedesaan lain telah berhasil menjalankan teknologi tersebut dalam studi kasus. Di samping itu, sumber informasi lain serta daftar istilah perlu diberikan. Perangkat buku panduan ini diberikan untuk memberikan informasi serta memfasilitasi pengambil keputusan di masyarakat mengenai berbagai aplikasi energi terbarukan yang relevan.

Bagi Masyarakat Perdesaan: Teknologi Energi Terbarukan merupakan hal baru bagi kebanyakan daerah pedesaan di Indonesia. Dengan mengulas kembali studi kasus di masing-masing bab, maka anda akan melihat bagaimana masyarakat-masyarakat seperti dilingkungan anda sendiri telah belajar bagaimana bekerjasama dalam berbagai cara yang baru untuk melakukan penyempurnaan yang signifikan dengan mengadaptasi berbagai teknologi yang sederhana.

2.

Sumber Energi Primer Konvensional

Produk minyak dan minyak bumi

LPG

Pengunaan

SolarBensin

Batubara Gas alam Uranium

BAHAN BAKAR FOSIL BAHAN BAKAR NUKLIR

Transportasi Transportasi

Produksi listrik>Solar Genset

Produksi Kepanasan> Industri> Memasakan

Daya gerah> Industri

Produksi listrik

Produksi Kepanasan> Industri> Memasakan

ProduksiKepanasan> Industri> Memasakan

Bahan bakuuntuk produkumum.

Produksi listrik

Gambar3.1

Energi di IndonesiaSektor energi adalah salah satu sektor terpenting di Indonesia karena merupakan dasar bagi semua pembangunan lainnya. Ada banyak tantangan yang terkait dengan energi, dan salah satu hal yang menjadi perhatian pemerintah Indonesia adalah bagaimana memperluas jaringan listrik, terutama dengan membangun infrastruktur pasokan listrik ke daerah perdesaan. Masih ada banyak daerah perdesaan yang sering mengalami pemadaman listrik oleh karena infrastruktur yang tidak memadai. Banyak tempat yang tidak memiliki akses terhadap infrastruktur listrik, sehingga masyarakat menggunakan sumber-sumber energi yang mahal dan tidak efisien, seperti lampu minyak tanah dan genset, atau kayu untuk memasak.

Pada tahun 2008, tingkat rata-rata ketersediaan jaringan listrik di Indonesia adalah 65%. Pemerintah memiliki rencana untuk meningkatkan akses publik terhadap listrik, yang akan bisa mempercepat peningkatkan pembangunan di lokasi-lokasi yang terisolasi. Dulu, tujuan utama pengadaan jaringan listrik adalah menghubungkan desa-desa dengan jaringan listrik PLN, yang bukan merupakan solusi praktis untuk dapat menjangkau semua tempat di Nusantara.

Oleh karena ada kekuatiran mengenai keamanan energi dan perubahan iklim, maka

Indonesia berencana untuk meningkatkan porsi pemanfaatan energi terbarukan, yang sangat sesuai untuk dikembangkan di daerah-daerah perdesaan dan daerah terpencil. Kebijakan Energi Nasional saat ini telah menetapkan target pembangunan energi jangka-panjang, meningkatkan peran energi yang baru dan terbarukan hingga 25% dari konsumsi energi primer pada tahun 2025. Dukungan yang lebih besar dari para pemangku kepentingan dan pelaksanaan teknologi yang telah disempurnakan bisa melampaui sasaran tersebut, di mana 25% sumber-sumber energi berasal dari sumber energi baru dan terbarukan pada tahun 2025. Sasaran yang ambisius ini disosialisasikan sebagai Visi 25/25.

3.1. Energi Konvensional

Apakah itu?Sumber-sumber energi konvensional tidak dapat tergantikan dalam waktu singkat, itulah mengapa disebut dengan tidak terbarukan.

Sumber-sumber energi konvensional tidak ramah lingkungan; karena menimbulkan polusi udara, air, dan tanah yang berdampak kepada Penurunan tingkat kesehatan dan standar hidup.

Sumber-sumber energi konvensional primer (lihat Gambar 3.1) diambil dari tanah dalam bentuk cair (minyak & petroleum), gas (gas alam) dan padat (batubara & uranium).

Sumber-sumber energi yang ada di indonesia saat ini terdiri dari sumber minyak yang terbatas, sumber gas alam yang cukup, dan sumber batubara yang melimpah, serta energi panas bumi. Gambar 3.2 memperlihatkan bahwa minyak adalah sumber energi primer utama di Indonesia.

Tenaga nuklir tidak digunakan, namun disebutkan pada Buku Panduan ini sebagai sumber energi primer konvensional, untuk menekankan pernyataan ini kita lihat fakta berikut:

Bahan Bakar Fosil merupakan sumber energi tidak terbarukan tetapi tidak semua sumber energi tidak terbarukan adalah bahan bakar minyak (contoh: uranium)

Bagaimana cara kerjanya?Bahan bakar fosil bisa langsung dibakar pada tungku atau kompor dan akan menghasilkan panas yang bisa dimanfaatkan untuk proses industri atau sekedar untuk memasak.

Gambar 3.2

Minyak

Gas alam

Batubara

Tenaga air

Panas bumi

57%

25%

13%

4%

1%

Konsumsi energi primer berdasarkan

sumbernya tahun 2001

Bahan bakar minyak bisa digunakan sebagai sumber energi primer untuk transportasi (lihat Gambar 3.1) Campuran udara dan bahan bakar fosil dibakar di dalam mesin dan energi panas yang dihasilkan dikonversi menjadi energi mekanik yang menggerakkan sepeda motor, mobil atau kapal.

Akhirnya bahan bakar fosil dibakar untuk dikonversikan ke energi listrik. Minyak (solar) pada umumnya dibakar pada generator mesin diesel, yang membangkitkan listrik di desa-desa yang terletak di tempat-tempat terpencil, atau digunakan sebagai pasokan listrik cadangan oleh berbagai institusi (rumah sakit, dan sebagainya).

Generator mesin diesel bekerja dengan cara yang sama dengan mesin mobil. Namun, energi mekanik yang digunakan untuk menggerakkan poros genset digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Batubara dan gas alam dibakar di pembangkit listrik thermal untuk menghasilkan listrik dengan skala besar (untuk kota-kota besar).

Pembangkit listrik tenaga batubara adalah pembangkit listrik thermal paling awal dibangun yang menggunakan bahan bakar fosil. Pembangkit listrik tenaga batu bara membakar batubara untuk memanaskan air yang digunakan untuk menggerakkan turbin uap, terutama baling-baling besar dengan bilah-bilah logam yang dikemas rapat untuk membangkitkan tenaga. Diagram pembangkit listrik diperlihatkan pada Gambar 3.3 dan prinsip pengoperasiannya dijelaskan pada diagram berikut.

4. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 5.

Sumber Energi Primer Konvensional

Produk minyak dan minyak bumi

LPG

Pengunaan

SolarBensin

Batubara Gas alam Uranium

BAHAN BAKAR FOSIL BAHAN BAKAR NUKLIR

Transportasi Transportasi

Produksi listrik>Solar Genset

Produksi Kepanasan> Industri> Memasakan

Daya gerah> Industri

Produksi listrik

Produksi Kepanasan> Industri> Memasakan

ProduksiKepanasan> Industri> Memasakan

Bahan bakuuntuk produkumum.

Produksi listrik

Gambar3.1

Energi di IndonesiaSektor energi adalah salah satu sektor terpenting di Indonesia karena merupakan dasar bagi semua pembangunan lainnya. Ada banyak tantangan yang terkait dengan energi, dan salah satu hal yang menjadi perhatian pemerintah Indonesia adalah bagaimana memperluas jaringan listrik, terutama dengan membangun infrastruktur pasokan listrik ke daerah perdesaan. Masih ada banyak daerah perdesaan yang sering mengalami pemadaman listrik oleh karena infrastruktur yang tidak memadai. Banyak tempat yang tidak memiliki akses terhadap infrastruktur listrik, sehingga masyarakat menggunakan sumber-sumber energi yang mahal dan tidak efisien, seperti lampu minyak tanah dan genset, atau kayu untuk memasak.

Pada tahun 2008, tingkat rata-rata ketersediaan jaringan listrik di Indonesia adalah 65%. Pemerintah memiliki rencana untuk meningkatkan akses publik terhadap listrik, yang akan bisa mempercepat peningkatkan pembangunan di lokasi-lokasi yang terisolasi. Dulu, tujuan utama pengadaan jaringan listrik adalah menghubungkan desa-desa dengan jaringan listrik PLN, yang bukan merupakan solusi praktis untuk dapat menjangkau semua tempat di Nusantara.

Oleh karena ada kekuatiran mengenai keamanan energi dan perubahan iklim, maka

Indonesia berencana untuk meningkatkan porsi pemanfaatan energi terbarukan, yang sangat sesuai untuk dikembangkan di daerah-daerah perdesaan dan daerah terpencil. Kebijakan Energi Nasional saat ini telah menetapkan target pembangunan energi jangka-panjang, meningkatkan peran energi yang baru dan terbarukan hingga 25% dari konsumsi energi primer pada tahun 2025. Dukungan yang lebih besar dari para pemangku kepentingan dan pelaksanaan teknologi yang telah disempurnakan bisa melampaui sasaran tersebut, di mana 25% sumber-sumber energi berasal dari sumber energi baru dan terbarukan pada tahun 2025. Sasaran yang ambisius ini disosialisasikan sebagai Visi 25/25.

3.1. Energi Konvensional

Apakah itu?Sumber-sumber energi konvensional tidak dapat tergantikan dalam waktu singkat, itulah mengapa disebut dengan tidak terbarukan.

Sumber-sumber energi konvensional tidak ramah lingkungan; karena menimbulkan polusi udara, air, dan tanah yang berdampak kepada Penurunan tingkat kesehatan dan standar hidup.

Sumber-sumber energi konvensional primer (lihat Gambar 3.1) diambil dari tanah dalam bentuk cair (minyak & petroleum), gas (gas alam) dan padat (batubara & uranium).

Sumber-sumber energi yang ada di indonesia saat ini terdiri dari sumber minyak yang terbatas, sumber gas alam yang cukup, dan sumber batubara yang melimpah, serta energi panas bumi. Gambar 3.2 memperlihatkan bahwa minyak adalah sumber energi primer utama di Indonesia.

Tenaga nuklir tidak digunakan, namun disebutkan pada Buku Panduan ini sebagai sumber energi primer konvensional, untuk menekankan pernyataan ini kita lihat fakta berikut:

Bahan Bakar Fosil merupakan sumber energi tidak terbarukan tetapi tidak semua sumber energi tidak terbarukan adalah bahan bakar minyak (contoh: uranium)

Bagaimana cara kerjanya?Bahan bakar fosil bisa langsung dibakar pada tungku atau kompor dan akan menghasilkan panas yang bisa dimanfaatkan untuk proses industri atau sekedar untuk memasak.

Gambar 3.2

Minyak

Gas alam

Batubara

Tenaga air

Panas bumi

57%

25%

13%

4%

1%

Konsumsi energi primer berdasarkan

sumbernya tahun 2001

Bahan bakar minyak bisa digunakan sebagai sumber energi primer untuk transportasi (lihat Gambar 3.1) Campuran udara dan bahan bakar fosil dibakar di dalam mesin dan energi panas yang dihasilkan dikonversi menjadi energi mekanik yang menggerakkan sepeda motor, mobil atau kapal.

Akhirnya bahan bakar fosil dibakar untuk dikonversikan ke energi listrik. Minyak (solar) pada umumnya dibakar pada generator mesin diesel, yang membangkitkan listrik di desa-desa yang terletak di tempat-tempat terpencil, atau digunakan sebagai pasokan listrik cadangan oleh berbagai institusi (rumah sakit, dan sebagainya).

Generator mesin diesel bekerja dengan cara yang sama dengan mesin mobil. Namun, energi mekanik yang digunakan untuk menggerakkan poros genset digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Batubara dan gas alam dibakar di pembangkit listrik thermal untuk menghasilkan listrik dengan skala besar (untuk kota-kota besar).

Pembangkit listrik tenaga batubara adalah pembangkit listrik thermal paling awal dibangun yang menggunakan bahan bakar fosil. Pembangkit listrik tenaga batu bara membakar batubara untuk memanaskan air yang digunakan untuk menggerakkan turbin uap, terutama baling-baling besar dengan bilah-bilah logam yang dikemas rapat untuk membangkitkan tenaga. Diagram pembangkit listrik diperlihatkan pada Gambar 3.3 dan prinsip pengoperasiannya dijelaskan pada diagram berikut.

4. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 5.

1

2

3 4

5

6

78

91011

12

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Batu bara dimuat kedalam pembangkit

Batu bara dibakar dalam tungku besar untuk menghasilkan panas

Air dipanaskan di dalam tungku

Uap menggerakkan turbin menciptakan energi mekanik

Air mendidih dari uap turbin didinginkan pada menara pendingin dan dipompa untuk digunakan kembali

Turbin memutar generator dan membangkitkan listrik

Listrik mengalir melalui kabel-kabel.

Trafo step-up merubah tegangan listrik menjadi sangat tinggi.

Tiang logam raksasa membawa listrik bertegangan sangat tinggi melalui kabel-kabel.

Trafo step-down merubah listrik tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang aman untuk perumahan.

Listrik mengalir dari rumah ke rumah melalui kabel transmisi.

Listrik mengaliri rumah melalui jaringan listrik.

Gambar Skema Pembangkit Listrik 3.3.

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) bekerja atas prinsip yang sama dengan listrik tenaga uap (PLTU). Tetapi, turbin gas lah yang digunakan untuk menciptakan energi, mesin rotasi bukannya turbin uap. Pada langkah 4, paduan gas dan udara dinyalakan dan menggerakkan turbin gas. Proses operasional pembangkit listrik tenaga gas selanjutnya mirip dengan pembangkit listrik tenaga uap.

Efek rumah kaca dan perubahan iklimEfek rumah kaca adalah proses di mana atmosfer menangkap sebagian energi matahari yang memanaskan bumi dan membuat iklim kita tidak terlalu panas. Perkembangan buatan manusia menambah 'gas rumah kaca' di atmosfer yang menyebabkan peningkatan suhu global dan gangguan iklim.

Gas rumah kaca ini mencakup karbon dioksida, yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil dan penggundulan hutan, metan yang dilepaskan dari pertanian, hewan dan lokasi penimbunan tanah, serta berbagai bahan kimia industri. Setiap hari kita menyumbangkan dampak negatif terhadap iklim kita dengan membakar bahan bakar fosil (minyak, batubara dan gas) untuk energi dan transportasi.

Hasilnya, perubahan iklim telah mulai mempengaruhi kehidupan kita, dan diprediksikan bisa menghancurkan mata pencaharian banyak orang di negara berkembang, serta menimbulkan dampak negatif pada alam dan lingkungan pada dekade-dekade mendatang. Dengan demikian, kita harus secara signifikan mengurangi emisi gas rumah kaca. Hal ini masuk akal jika dipandang dari segi lingkungan maupun perekonomian.

3.2 Energi Terbarukan

Apakah yang dimaksud dengan Energi Terbarukan?Energi terbarukan adalah sumber-sumber energi yang bisa habis secara alamiah. Energi terbarukan berasal dari elemen-elemen alam yang tersedia di bumi dalam jumlah besar, misal: matahari, angin, sungai, tumbuhan dsb. Energi terbarukan merupakan sumber energi paling bersih yang tersedia di planet ini.

Ada beragam jenis energi terbarukan, namun tidak semuanya bisa digunakan di daerah-daerah terpencil dan perdesaan.

Tenaga Surya, Tenaga Angin, Biomassa dan Tenaga Air adalah teknologi yang paling sesuai untuk menyediakan energi di daerah-daerah terpencil dan perdesaan. Energi terbarukan lainnya termasuk Panas Bumi dan Energi Pasang Surut adalah teknologi yang tidak bisa dilakukan di semua tempat. Indonesia memiliki sumber panas bumi yang melimpah; yakni sekitar 40% dari sumber total dunia. Akan tetapi sumber-sumber ini berada di tempat-tempat yang spesifik dan tidak tersebar luas. Teknologi energi terbarukan lainnya adalah tenaga ombak, yang masih dalam tahap pengembangan.

Berbagai energi terbarukan

Matahari terletak berjuta-juta kilometer dari Bumi (149 juta kilometer) akan tetapi menghasilkan jumlah energi

yang luar biasa banyaknya. Energi yang dipancarkan oleh matahari yang mencapai Bumi setiap menit akan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi seluruh penduduk manusia di planet kita selama satu tahun, jika bisa ditangkap dengan benar.

Setiap hari, kita menggunakan tenaga surya, misal untuk mengeringkan pakaian atau mengeringkan hasil panen. Tenaga

surya bisa dimanfaatkan dengan cara-cara lain: Sel Surya (yang disebut dengan sel

Energi Solar

fotovoltaik yang mengkonversi cahaya matahari menjadi listrik secara langsung. Pada waktu memanfaatkan energi matahari untuk memanaskan air, panas matahari langsung dipakai untuk memanaskan air yang dipompakan melalui pipa pada panel yang dilapisi cat hitam.

Pada saat angin bertiup, angin disertai dengan energi kinetik (gerakan) yang bisa melakukan suatu pekerjaan.Contoh, perahu layar

memanfaatkan tenaga angin untuk mendorongnya bergerak di air. Tenaga angin juga bisa dimanfaatkan menggunakan baling-baling yang dipasang di puncak menara, yang disebut dengan turbin angin yang akan menghasilkan energi mekanik atau listrik.

Biomassa merupakan salah satu sumber energi yang telah digunakan orang sejak dari jaman dahulu kala: orang telah membakar

kayu untuk memasak makanan selama ribuan tahun. Biomassa adalah semua benda organik (misal: kayu, tanaman pangan, limbah hewan & manusia) dan bisa digunakan sebagai sumber energi untuk memasak, memanaskan dan pembangkit listrik. Sumber energi ini bersifat terbarukan karena pohon dan tanaman pangan akan selalu tumbuh dan akan selalu ada limbah tanaman. Ada empat jenis biomassa:

?

terurai di alam; Kayu serta limbah pertanian bisa dibakar dan digunakan untuk menghasilkan uap dan listrik. Banyak listrik yang digunakan oleh industri menghasilkan limbah yang bisa dipakai untuk menggerakkan mesin mereka sendiri (contoh: produsen furnitur).

?Bahan bakar padat limbah anorganik;Tidak semua limbah adalah organik; beberapa di antaranya bersifat anorganik, seperti plastik. Pembangkit listrik yang

Tenaga Angin

Biomassa

Bahan bakar padat limbah organik atau

Perlu diketahui

6. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 7.

1

2

3 4

5

6

78

91011

12

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Batu bara dimuat kedalam pembangkit

Batu bara dibakar dalam tungku besar untuk menghasilkan panas

Air dipanaskan di dalam tungku

Uap menggerakkan turbin menciptakan energi mekanik

Air mendidih dari uap turbin didinginkan pada menara pendingin dan dipompa untuk digunakan kembali

Turbin memutar generator dan membangkitkan listrik

Listrik mengalir melalui kabel-kabel.

Trafo step-up merubah tegangan listrik menjadi sangat tinggi.

Tiang logam raksasa membawa listrik bertegangan sangat tinggi melalui kabel-kabel.

Trafo step-down merubah listrik tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang aman untuk perumahan.

Listrik mengalir dari rumah ke rumah melalui kabel transmisi.

Listrik mengaliri rumah melalui jaringan listrik.

Gambar Skema Pembangkit Listrik 3.3.

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) bekerja atas prinsip yang sama dengan listrik tenaga uap (PLTU). Tetapi, turbin gas lah yang digunakan untuk menciptakan energi, mesin rotasi bukannya turbin uap. Pada langkah 4, paduan gas dan udara dinyalakan dan menggerakkan turbin gas. Proses operasional pembangkit listrik tenaga gas selanjutnya mirip dengan pembangkit listrik tenaga uap.

Efek rumah kaca dan perubahan iklimEfek rumah kaca adalah proses di mana atmosfer menangkap sebagian energi matahari yang memanaskan bumi dan membuat iklim kita tidak terlalu panas. Perkembangan buatan manusia menambah 'gas rumah kaca' di atmosfer yang menyebabkan peningkatan suhu global dan gangguan iklim.

Gas rumah kaca ini mencakup karbon dioksida, yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil dan penggundulan hutan, metan yang dilepaskan dari pertanian, hewan dan lokasi penimbunan tanah, serta berbagai bahan kimia industri. Setiap hari kita menyumbangkan dampak negatif terhadap iklim kita dengan membakar bahan bakar fosil (minyak, batubara dan gas) untuk energi dan transportasi.

Hasilnya, perubahan iklim telah mulai mempengaruhi kehidupan kita, dan diprediksikan bisa menghancurkan mata pencaharian banyak orang di negara berkembang, serta menimbulkan dampak negatif pada alam dan lingkungan pada dekade-dekade mendatang. Dengan demikian, kita harus secara signifikan mengurangi emisi gas rumah kaca. Hal ini masuk akal jika dipandang dari segi lingkungan maupun perekonomian.

3.2 Energi Terbarukan

Apakah yang dimaksud dengan Energi Terbarukan?Energi terbarukan adalah sumber-sumber energi yang bisa habis secara alamiah. Energi terbarukan berasal dari elemen-elemen alam yang tersedia di bumi dalam jumlah besar, misal: matahari, angin, sungai, tumbuhan dsb. Energi terbarukan merupakan sumber energi paling bersih yang tersedia di planet ini.

Ada beragam jenis energi terbarukan, namun tidak semuanya bisa digunakan di daerah-daerah terpencil dan perdesaan.

Tenaga Surya, Tenaga Angin, Biomassa dan Tenaga Air adalah teknologi yang paling sesuai untuk menyediakan energi di daerah-daerah terpencil dan perdesaan. Energi terbarukan lainnya termasuk Panas Bumi dan Energi Pasang Surut adalah teknologi yang tidak bisa dilakukan di semua tempat. Indonesia memiliki sumber panas bumi yang melimpah; yakni sekitar 40% dari sumber total dunia. Akan tetapi sumber-sumber ini berada di tempat-tempat yang spesifik dan tidak tersebar luas. Teknologi energi terbarukan lainnya adalah tenaga ombak, yang masih dalam tahap pengembangan.

Berbagai energi terbarukan

Matahari terletak berjuta-juta kilometer dari Bumi (149 juta kilometer) akan tetapi menghasilkan jumlah energi

yang luar biasa banyaknya. Energi yang dipancarkan oleh matahari yang mencapai Bumi setiap menit akan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi seluruh penduduk manusia di planet kita selama satu tahun, jika bisa ditangkap dengan benar.

Setiap hari, kita menggunakan tenaga surya, misal untuk mengeringkan pakaian atau mengeringkan hasil panen. Tenaga

surya bisa dimanfaatkan dengan cara-cara lain: Sel Surya (yang disebut dengan sel

Energi Solar

fotovoltaik yang mengkonversi cahaya matahari menjadi listrik secara langsung. Pada waktu memanfaatkan energi matahari untuk memanaskan air, panas matahari langsung dipakai untuk memanaskan air yang dipompakan melalui pipa pada panel yang dilapisi cat hitam.

Pada saat angin bertiup, angin disertai dengan energi kinetik (gerakan) yang bisa melakukan suatu pekerjaan.Contoh, perahu layar

memanfaatkan tenaga angin untuk mendorongnya bergerak di air. Tenaga angin juga bisa dimanfaatkan menggunakan baling-baling yang dipasang di puncak menara, yang disebut dengan turbin angin yang akan menghasilkan energi mekanik atau listrik.

Biomassa merupakan salah satu sumber energi yang telah digunakan orang sejak dari jaman dahulu kala: orang telah membakar

kayu untuk memasak makanan selama ribuan tahun. Biomassa adalah semua benda organik (misal: kayu, tanaman pangan, limbah hewan & manusia) dan bisa digunakan sebagai sumber energi untuk memasak, memanaskan dan pembangkit listrik. Sumber energi ini bersifat terbarukan karena pohon dan tanaman pangan akan selalu tumbuh dan akan selalu ada limbah tanaman. Ada empat jenis biomassa:

?

terurai di alam; Kayu serta limbah pertanian bisa dibakar dan digunakan untuk menghasilkan uap dan listrik. Banyak listrik yang digunakan oleh industri menghasilkan limbah yang bisa dipakai untuk menggerakkan mesin mereka sendiri (contoh: produsen furnitur).

?Bahan bakar padat limbah anorganik;Tidak semua limbah adalah organik; beberapa di antaranya bersifat anorganik, seperti plastik. Pembangkit listrik yang

Tenaga Angin

Biomassa

Bahan bakar padat limbah organik atau

Perlu diketahui

6. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 7.

adalah alkohol yang dibuat melalui proses fermentasi gula yang terkandung pada tanaman pangan (contoh: tebu, ubi kayu atau jagung), dan digunakan sebagai tambahan untuk bensin. Biodiesel dibuat dari minyak sayur (misal: Minyak Sawit, Jatropha Curcas, Minyak Kelapa, atau Minyak Kedelai, atau Limbah Minyak Sayur/WVO. Biodiesel bisa digunakan sendiri atau sebagai tambahan pada mesin diesel tanpa memodifikasi mesin.

Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir atau air terjun. Air yang mengalir ke puncak baling-baling atau

baling-baling yang ditempatkan di sungai, akan menyebabkan baling-baling bergerak dan menghasilkan tenaga mekanis atau listrik.

Tenaga air sudah cukup dikembangkan dan ada banyak pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang menghasilkan listrik di seluruh Indonesia.

Pada umumnya, bendungan dibangun di seberang sungai untuk menampung air di mana sudah ada danau. Air selanjutnya dialirkan melalui lubang-lubang pada bendungan untuk menggerakkan baling-baling modern yang disebut dengan turbin untuk menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Akan tetapi, hampir semua program PLTA kecil di Indonesia merupakan program yang memanfaatkan aliran sungai dan tidak mengharuskan mengubah aliran alami air sungai.

Energi panas bumi adalah energi panas yang berasal dari dalam Bumi. Pusat Bumi cukup panas

untuk melelehkan bebatuan. Tergantung pada lokasinya, maka suhu Bumi meningkat satu derajat Celsius setiap penurunan 30 hingga 50 m di bawah permukaan tanah. Suhu Bumi 3000 meter di bawah permukaan cukup panas untuk merebus air. Kadang-kadang, air

Tenaga Air

Energi Panas Bumi

memanfaatkan sampah untuk menghasilkan energi disebut pembangkit listrik tenaga sampah. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara yang sama sebagai pembangkit listrik tenaga batubara, kecuali bahan bakar tersebut bukan bahan bakar fosil tetapi sampah yang bisa dibakar.

?Bahan Bakar GasSampah yang ada di tempat pembuangan sampah akan membusuk dan menghasilkan gas metan. Jika gas metan tersebut ditampung, maka bisa langsung dmanfaatkan untuk dibakar yang menghasilkan panas untuk penggunaan praktis atau digunakan pada pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik. Metan bisa juga dihasilkan dengan menggunakan kotoran hewan dan manusia dalam metode yang terkendali. Biodigester adalah wadah kedap udara di mana limbah atau kotoran difermentasi dalam kondisi tanpa oksigen melalui proses yang dinamakan pencernaan anaerob untuk menghasilkan gas yang mengandung banyak metan. Gas ini bisa dipakai untuk memasak, memanaskan & membangkitkan listrik.

Gasifikasi adalah proses untuk menghasilkan gas yang bisa dipakai sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik. Dalam proses gasifikasi, biomassa dengan biaya murah, seperti batubara atau limbah pertanian dibakar sebagian dan gas sintetik yang dihasilkan dikumpulkan dan digunakan untuk pemanas dan pembangkit listrik. Dengan menggunakan teknik lebih lanjut lagi, maka gas sintetik bisa dikonversi menjadi minyak solar sintetik/bahan bakar dari sumber hayati (biofuel) berkualitas tinggi, yang setara dengan minyak solar yang digunakan untuk menggerakkan mesin diesel konvensional

?Bahan Bakar Hayati Berbentuk CairBahan bakar hayati adalah bahan bakar untuk kendaraan bermotor atau mesin. Bahan bakar ini bisa digunakan sebagai tambahan atau menggantikan bahan bakar konvensional untuk mesin. Bioethanol

bawah tanah merayap mendekati bebatuan panas dan menjadi sangat panas atau berubah menjadi uap.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) adalah seperti pembangkit listrik tenaga batu bara biasa, hanya tidak memerlukan bahan bakar. Uap atau air panas langsung berasal dari bawah tanah dan menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator yang menghasilkan listrik. Lubang-lubang dibor ke dalam tanah dan uap atau air panas keluar dari pipa-pipa dialirkan ke pembangkit listrik tenaga panas bumi untuk menghasilkan listrik.

Tenaga panas bumi bersifat terbarukan selama air yang diambil dari Bumi dimasukkan kembali secara terus-menerus ke dalam tanah setelah didinginkan di

Hal-hal Teknis

pembangkit listrik. Tidak banyak tempat di mana PLTPB bisa dibangun, karena perlu menemukan lokasi dengan jenis bebatuan yang sesuai dengan kedalaman di mana memungkinkan untuk melakukan pemboran ke dalam tanah dan mengakses panas yang tersimpan.

Dua kali sehari, air pasang naik dan turun menggerakkan volume air yang sangat banyak saat tingkat air laut naik dan turun di sepanjang

garis pantai. Energi air pasang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik seperti halnya listrik tenaga air tetapi dalam skala yang lebih besar. Pada saat air pasang, air bisa ditahan di belakang bendungan.

Ketika surut, maka tercipta perbedaan ketinggian air antara air pasang yang ditahan di bendungan dan air laut, dan air laut di belakang bendungan bisa mengalir melalui turbin yang berputar, untuk menghasilkan listrik.

Memang tidak mudah membangun penahan air pasang ini, karena pantai harus terbentuk secara alami dalam bentuk kuala, dan hanya 20 lokasi di seluruh dunia yang telah diidentifikasi sebagai tempat yang berpotensi untuk dimanfaatkan energi pasang surut.

Ombak laut yang selalu beralun disebabkan oleh angin yang meniup di atas laut. Ombak laut memiliki potensi menjadi sumber

energi yang hebat jika bisa dimanfaatkan dengan benar. Ada beberapa metode untuk memanfaatkan energi ombak.

Ombak bisa ditangkap dan dinaikkan ke bilik dan udara dikeluarkan paksa dari bilik tersebut. Udara yang bergerak menggerakkan turbin (seperti turbin angin) yang menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik.

Energi pasang surut

Tenaga ombak

Bahan Bakar Fosil

Bahan bakar fosil terbentuk dari sisa-sisa organik tanaman dan hewan, yang mati ribuan tahun lalu dan tetap terkubur dalam pasir dan lumpur. Tahun-tahun berlalu, lapisan pasir dan lumpur kian menumpuk di atasnya dan berubah bentuk menjadi batuan karena panas dan tekanan. Sisa tumbuhan dan hewan yang terkubur di dalamnya berubah menjadi bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil harus diekstraksi dari kedalaman bumi di mana mereka terbentuk.

8. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 9.

adalah alkohol yang dibuat melalui proses fermentasi gula yang terkandung pada tanaman pangan (contoh: tebu, ubi kayu atau jagung), dan digunakan sebagai tambahan untuk bensin. Biodiesel dibuat dari minyak sayur (misal: Minyak Sawit, Jatropha Curcas, Minyak Kelapa, atau Minyak Kedelai, atau Limbah Minyak Sayur/WVO. Biodiesel bisa digunakan sendiri atau sebagai tambahan pada mesin diesel tanpa memodifikasi mesin.

Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir atau air terjun. Air yang mengalir ke puncak baling-baling atau

baling-baling yang ditempatkan di sungai, akan menyebabkan baling-baling bergerak dan menghasilkan tenaga mekanis atau listrik.

Tenaga air sudah cukup dikembangkan dan ada banyak pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang menghasilkan listrik di seluruh Indonesia.

Pada umumnya, bendungan dibangun di seberang sungai untuk menampung air di mana sudah ada danau. Air selanjutnya dialirkan melalui lubang-lubang pada bendungan untuk menggerakkan baling-baling modern yang disebut dengan turbin untuk menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Akan tetapi, hampir semua program PLTA kecil di Indonesia merupakan program yang memanfaatkan aliran sungai dan tidak mengharuskan mengubah aliran alami air sungai.

Energi panas bumi adalah energi panas yang berasal dari dalam Bumi. Pusat Bumi cukup panas

untuk melelehkan bebatuan. Tergantung pada lokasinya, maka suhu Bumi meningkat satu derajat Celsius setiap penurunan 30 hingga 50 m di bawah permukaan tanah. Suhu Bumi 3000 meter di bawah permukaan cukup panas untuk merebus air. Kadang-kadang, air

Tenaga Air

Energi Panas Bumi

memanfaatkan sampah untuk menghasilkan energi disebut pembangkit listrik tenaga sampah. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara yang sama sebagai pembangkit listrik tenaga batubara, kecuali bahan bakar tersebut bukan bahan bakar fosil tetapi sampah yang bisa dibakar.

?Bahan Bakar GasSampah yang ada di tempat pembuangan sampah akan membusuk dan menghasilkan gas metan. Jika gas metan tersebut ditampung, maka bisa langsung dmanfaatkan untuk dibakar yang menghasilkan panas untuk penggunaan praktis atau digunakan pada pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik. Metan bisa juga dihasilkan dengan menggunakan kotoran hewan dan manusia dalam metode yang terkendali. Biodigester adalah wadah kedap udara di mana limbah atau kotoran difermentasi dalam kondisi tanpa oksigen melalui proses yang dinamakan pencernaan anaerob untuk menghasilkan gas yang mengandung banyak metan. Gas ini bisa dipakai untuk memasak, memanaskan & membangkitkan listrik.

Gasifikasi adalah proses untuk menghasilkan gas yang bisa dipakai sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik. Dalam proses gasifikasi, biomassa dengan biaya murah, seperti batubara atau limbah pertanian dibakar sebagian dan gas sintetik yang dihasilkan dikumpulkan dan digunakan untuk pemanas dan pembangkit listrik. Dengan menggunakan teknik lebih lanjut lagi, maka gas sintetik bisa dikonversi menjadi minyak solar sintetik/bahan bakar dari sumber hayati (biofuel) berkualitas tinggi, yang setara dengan minyak solar yang digunakan untuk menggerakkan mesin diesel konvensional

?Bahan Bakar Hayati Berbentuk CairBahan bakar hayati adalah bahan bakar untuk kendaraan bermotor atau mesin. Bahan bakar ini bisa digunakan sebagai tambahan atau menggantikan bahan bakar konvensional untuk mesin. Bioethanol

bawah tanah merayap mendekati bebatuan panas dan menjadi sangat panas atau berubah menjadi uap.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) adalah seperti pembangkit listrik tenaga batu bara biasa, hanya tidak memerlukan bahan bakar. Uap atau air panas langsung berasal dari bawah tanah dan menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator yang menghasilkan listrik. Lubang-lubang dibor ke dalam tanah dan uap atau air panas keluar dari pipa-pipa dialirkan ke pembangkit listrik tenaga panas bumi untuk menghasilkan listrik.

Tenaga panas bumi bersifat terbarukan selama air yang diambil dari Bumi dimasukkan kembali secara terus-menerus ke dalam tanah setelah didinginkan di

Hal-hal Teknis

pembangkit listrik. Tidak banyak tempat di mana PLTPB bisa dibangun, karena perlu menemukan lokasi dengan jenis bebatuan yang sesuai dengan kedalaman di mana memungkinkan untuk melakukan pemboran ke dalam tanah dan mengakses panas yang tersimpan.

Dua kali sehari, air pasang naik dan turun menggerakkan volume air yang sangat banyak saat tingkat air laut naik dan turun di sepanjang

garis pantai. Energi air pasang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik seperti halnya listrik tenaga air tetapi dalam skala yang lebih besar. Pada saat air pasang, air bisa ditahan di belakang bendungan.

Ketika surut, maka tercipta perbedaan ketinggian air antara air pasang yang ditahan di bendungan dan air laut, dan air laut di belakang bendungan bisa mengalir melalui turbin yang berputar, untuk menghasilkan listrik.

Memang tidak mudah membangun penahan air pasang ini, karena pantai harus terbentuk secara alami dalam bentuk kuala, dan hanya 20 lokasi di seluruh dunia yang telah diidentifikasi sebagai tempat yang berpotensi untuk dimanfaatkan energi pasang surut.

Ombak laut yang selalu beralun disebabkan oleh angin yang meniup di atas laut. Ombak laut memiliki potensi menjadi sumber

energi yang hebat jika bisa dimanfaatkan dengan benar. Ada beberapa metode untuk memanfaatkan energi ombak.

Ombak bisa ditangkap dan dinaikkan ke bilik dan udara dikeluarkan paksa dari bilik tersebut. Udara yang bergerak menggerakkan turbin (seperti turbin angin) yang menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik.

Energi pasang surut

Tenaga ombak

Bahan Bakar Fosil

Bahan bakar fosil terbentuk dari sisa-sisa organik tanaman dan hewan, yang mati ribuan tahun lalu dan tetap terkubur dalam pasir dan lumpur. Tahun-tahun berlalu, lapisan pasir dan lumpur kian menumpuk di atasnya dan berubah bentuk menjadi batuan karena panas dan tekanan. Sisa tumbuhan dan hewan yang terkubur di dalamnya berubah menjadi bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil harus diekstraksi dari kedalaman bumi di mana mereka terbentuk.

8. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 9.

Sistem energi ombak yang lain adalah memanfaatkan gerakan naik turun ombak untuk menggerakkan piston yang bisa menggerakkan generator. Tidak mudah untuk menghasilkan listrik dari ombak dalam jumlah besar. Lagipula memindahkan energi tersebut ke pantai merupakan kesulitan tersendiri. Inilah sebabnya sistem tenaga ombak sejauh ini belum lazim.

Manfaat energi terbarukan?Tersedia secara melimpah?Lestari tidak akan habis?Ramah lingkungan (rendah atau tidak ada

limbah dan polusi)?Sumber energi bisa dimanfaatkan secara

cuma-cuma dengan investasi teknologi yang sesuai

?Tidak memerlukan perawatan yang banyak dibandingkan dengan sumber-sumber energi konvensional dan mengurangi biaya operasi.

?Membantu mendorong perekonomian dan menciptakan peluang kerja

?'Mandiri' energi tidak perlu mengimpor bahan bakar fosil dari negara ketiga

?Lebih murah dibandingkan energi konvensional dalam jangka panjang Bebas dari fluktuasi harga pasar terbuka bahan bakar fosil

?Beberapa teknologi mudah digunakan di tempat-tempat terpencil

?Distribusi Energi bisa diproduksi di berbagai tempat, tidak tersentralisir.

Kerugian dari energi terbarukan?Biaya awal besar?Kehandalan pasokan Sebagian besar

energi terbarukan tergantung kepada kondisi cuaca.

?Saat ini, energi konvensional menghasilkan lebih banyak volume yang bisa digunakan dibandingkan dengan energi terbarukan.

?Energi tambahan yang dihasilkan energi terbarukan harus disimpan, karena infrastruktur belum lengkap agar bisa dengan segera menggunakan energi yang belum terpakai, dijadikan cadangan di negara-negara lain dalam bentuk akses terhadap jaringan listrik.

?Kurangnya tradisi/pengalaman Energi terbarukan merupakan teknologi yang masih berkembang

?Masing-masing energi terbarukan memiliki kekurangan teknis dan sosialnya sendiri.

3.3 Memahami energi

Gaya

Kerja

Daya

Beberapa istilah dasar dan definisi yang digunakan untuk menjelaskan energi dijelaskan pada bagian ini.

Konsep

Gaya adalah sesuatu yang mengubah kondisi diam atau bergerak dari sesuatu yang lain.

Contoh: sebuah pena ditempatkan di ujung meja. Jika saya mendorong pena tersebut, maka saya memberikan gaya terhadap pena tersebut, dan pena yang ada di meja akan bergerak dan mungkin jatuh ke lantai jika saya mendorongnya cukup kuat, yaitu memberikan gaya yang cukup kuat terhadap pena tersebut.

Kerja adalah kegiatan yang melibatkan gaya dan gerakan. Kerja dilakukan atau diselesaikan.

Contoh: Pena anda telah merampungkan tugas jika jatuh dari meja.

Daya adalah kecepatan melakukan pekerjaan atau kecepatan menggunakan energi, yang sama oleh karena orang harus menggunakan sejumlah energi yang setara dengan pekerjaan yang telah diselesaikan.

Contoh: Untuk menyelesaikan kerjanya (jatuh dari meja), pen anda telah menggunakan Daya.

Memiliki komponendalam arah

gerakan

USAHA

Dilakukan jika

Tenaga

Dalam arahgerakan

Belum dilakukan jika

Tidak bergerakGaya tegak

lurus denganpergerakan

Gambar 3.4. Diagram Usaha

sama oleh karena orang harus menggunakan sejumlah energi yang setara dengan pekerjaan yang telah diselesaikan.

Contoh: Untuk menyelesaikan kerjanya (jatuh dari meja), pen anda telah menggunakan Daya.

Tenaga

Percepatanuntuk melakukan

pekerjaan

Percepatankonsumsi

energi

Aplikasilistrik

Aplikasimekanik

Aplikasipanas

Gambar 3.5. Diagram Tenaga

EnergiEnergi adalah kapasitas untuk melakukan tugas. Anda harus memiliki sejumlah energi yang ada yang anda pakai agar bisa menyelesaikan pekerjaan. Obyek juga menerima energi pada saat tugas dilakukan atasnya.

10.

1. Pembangkit Biomassa

2. Biomassa

3. Photovoltaik Tenaga Surya

4. Tenaga Angin

5. Tenaga Air

Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 11.

1

2

3

4

5

Sistem energi ombak yang lain adalah memanfaatkan gerakan naik turun ombak untuk menggerakkan piston yang bisa menggerakkan generator. Tidak mudah untuk menghasilkan listrik dari ombak dalam jumlah besar. Lagipula memindahkan energi tersebut ke pantai merupakan kesulitan tersendiri. Inilah sebabnya sistem tenaga ombak sejauh ini belum lazim.

Manfaat energi terbarukan?Tersedia secara melimpah?Lestari tidak akan habis?Ramah lingkungan (rendah atau tidak ada

limbah dan polusi)?Sumber energi bisa dimanfaatkan secara

cuma-cuma dengan investasi teknologi yang sesuai

?Tidak memerlukan perawatan yang banyak dibandingkan dengan sumber-sumber energi konvensional dan mengurangi biaya operasi.

?Membantu mendorong perekonomian dan menciptakan peluang kerja

?'Mandiri' energi tidak perlu mengimpor bahan bakar fosil dari negara ketiga

?Lebih murah dibandingkan energi konvensional dalam jangka panjang Bebas dari fluktuasi harga pasar terbuka bahan bakar fosil

?Beberapa teknologi mudah digunakan di tempat-tempat terpencil

?Distribusi Energi bisa diproduksi di berbagai tempat, tidak tersentralisir.

Kerugian dari energi terbarukan?Biaya awal besar?Kehandalan pasokan Sebagian besar

energi terbarukan tergantung kepada kondisi cuaca.

?Saat ini, energi konvensional menghasilkan lebih banyak volume yang bisa digunakan dibandingkan dengan energi terbarukan.

?Energi tambahan yang dihasilkan energi terbarukan harus disimpan, karena infrastruktur belum lengkap agar bisa dengan segera menggunakan energi yang belum terpakai, dijadikan cadangan di negara-negara lain dalam bentuk akses terhadap jaringan listrik.

?Kurangnya tradisi/pengalaman Energi terbarukan merupakan teknologi yang masih berkembang

?Masing-masing energi terbarukan memiliki kekurangan teknis dan sosialnya sendiri.

3.3 Memahami energi

Gaya

Kerja

Daya

Beberapa istilah dasar dan definisi yang digunakan untuk menjelaskan energi dijelaskan pada bagian ini.

Konsep

Gaya adalah sesuatu yang mengubah kondisi diam atau bergerak dari sesuatu yang lain.

Contoh: sebuah pena ditempatkan di ujung meja. Jika saya mendorong pena tersebut, maka saya memberikan gaya terhadap pena tersebut, dan pena yang ada di meja akan bergerak dan mungkin jatuh ke lantai jika saya mendorongnya cukup kuat, yaitu memberikan gaya yang cukup kuat terhadap pena tersebut.

Kerja adalah kegiatan yang melibatkan gaya dan gerakan. Kerja dilakukan atau diselesaikan.

Contoh: Pena anda telah merampungkan tugas jika jatuh dari meja.

Daya adalah kecepatan melakukan pekerjaan atau kecepatan menggunakan energi, yang sama oleh karena orang harus menggunakan sejumlah energi yang setara dengan pekerjaan yang telah diselesaikan.

Contoh: Untuk menyelesaikan kerjanya (jatuh dari meja), pen anda telah menggunakan Daya.

Memiliki komponendalam arah

gerakan

USAHA

Dilakukan jika

Tenaga

Dalam arahgerakan

Belum dilakukan jika

Tidak bergerakGaya tegak

lurus denganpergerakan

Gambar 3.4. Diagram Usaha

sama oleh karena orang harus menggunakan sejumlah energi yang setara dengan pekerjaan yang telah diselesaikan.

Contoh: Untuk menyelesaikan kerjanya (jatuh dari meja), pen anda telah menggunakan Daya.

Tenaga

Percepatanuntuk melakukan

pekerjaan

Percepatankonsumsi

energi

Aplikasilistrik

Aplikasimekanik

Aplikasipanas

Gambar 3.5. Diagram Tenaga

EnergiEnergi adalah kapasitas untuk melakukan tugas. Anda harus memiliki sejumlah energi yang ada yang anda pakai agar bisa menyelesaikan pekerjaan. Obyek juga menerima energi pada saat tugas dilakukan atasnya.

10.

1. Pembangkit Biomassa

2. Biomassa

3. Photovoltaik Tenaga Surya

4. Tenaga Angin

5. Tenaga Air

Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 11.

1

2

3

4

5

Contoh: Untuk menyelesaikan tugasnya, pena telah memakai energi.

UnitJoule

Joule (J) adalah satuan pengukur energi. Oleh karena joule adalah satuan yang kecil, maka digunakan satuan yang lebih besar: - kilojoule (kJ): 1kJ=1000J- megajoules (MJ): 1MJ=1000kJ- gigajoules (GJ): 1GJ=1000MJ

Daya didefinisikan sebagai kecepatan di mana energi dipakai. Diukur menggunakan J/detik atau J/jam. Akan tetapi satuan yang lazim dipakai dalam kehidupan sehari-hari adalah Watt (W), yang sebenarnya merupakan satuan yang agak membingungkan karena tidak menyampaikan konsep mengenai kecepatan penggunaan energi seperti halnya joule. Watt didefinisikan sebagai berikut: 1 W = 1 J/detikSatuan yang lebih besar bisa juga digunakan:- kilowatts (kW): 1 kW = 1 kJ/detik- megawatts (MW): 1 MW = 1000 kW/detik- gigawatts (GJ/detik): 1 GW = 1000 MW/detik

Energi juga bisa diukur menggunakan satuan watt jam (Wh) atau yang lebih lazim:- kilowatt-hours (kWh) : 1 kWh=1000 Wh- megawatt-hours (MWh): 1 MWh =1000 kWh.Kilowat-jam terkait dengan megajoule sebagai berikut:1 kJ/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam = 3600 kJ

Satuan kilowatt-jam bebas dari waktu. Tidak berarti bahwa tenaga 1 kW telah dipakai selama 1 jam.

Pengukuran ini berarti 3.6MJ energi telah dipakai selama jangka waktu yang tidak ditentukan, bisa satu menit, satu hari atau satu bulan.

Watt

Watt-jam, kilowatt-jam

ENERGI

Kapasitasuntuk pekerjaan

Beberapabentuk

EnergiKinetis

Energipotensial

EnergiKonservasi

Beberapabentuk

Gambar 3.6 Diagram Energi

Penting untuk menjelaskan perbedaan antara daya dan energi.

Sebagai perbandingan yang sederhana, energi (J) mirip dengan jarak (m), sedangkan daya (J/detik) mirip dengan kecepatan (m/detik). Daya tidak bisa dikonsumsi, hanya bisa dipakai. Ini berarti seberapa lamapun tenaga dipakai, tidak akan berkurang. Energi dikonsumsi artinya akan menjadi semakin berkurang saat dikonsumsi.

Hal-hal Teknis

Amper atau AmpAmp (A) adalah satuan untuk mengukur arus listrik.

VoltSatuan beda potensial listrik, yang lazimnya disebut voltase, antara dua titik adalah volt (V).

Daya nyata pada peralatan listrik adalah voltase kali total arus yang digunakan. Energi yang digunakan pada peralatan listrik adalah daya, yakni kecepatan penggunaan energi, kali jumlah waktu peralatan tersebut telah digunakan.

Pada saat daya dari peralatan listrik dinyatakan dalam Watt, maka akan mudah untuk mengalikan nilai tersebut dengan jumlah jam peralatan tersebut telah digunakan, dengan demikian menyatakan energi dalam satuan Watt-Jam. Inilah mengapa satuan yang sering disalahartikan tersebut lazim dipakai. Akan tetapi jika daya peralatan listrik tersebut dinyatakan dalam J/detik atau J/jam, maka mudah untuk menghitung energi dalam unit Joule, yang merupakan satuan pengukuran energi yang tepat dan lebih lengkap.

Per

lu D

iket

ahui

3.4 Beragam energiAda dua jenis energi yang utama, yakni energi tersimpan, atau disebut sebagai energi potensial, yang merupakan energi posisi. Semua benda yang ada memiliki energi potensial. Itulah yang disebut sebagai energi laten yang disimpan di dalam benda tidak bergerak, contoh: pena yang ditaruh di atas meja menyimpan energi potensial. Begitu benda tidak bergerak mulai bergerak, maka energi potensialnya dikonversi menjadi energi kinetik, contoh: jika pena jatuh dari meja, maka akan memiliki energi kinetik.

Energi Potensial dan Kinetik merupakan dua jenis energi yang utama dan bisa dalam berbagai bentuk seperti dirinci dalam tabel di bawah ini.

Bentuk-bentuk energi potensialEnergi Kimia adalah energi yang disimpan dalam ikatan atom dan molekul. Biomassa dan bahan bakar minyak adalah contoh-contoh energi kimia yang tersimpan. Energi kimia dikonversi menjadi energi thermal pada saat kayu dibakar di tungku atau pada saat bensin dibakar di dalam mesin sepeda motor.

Energi Mekanik adalah energi yang disimpan pada benda-benda karena adanya tekanan. Pada saat tugas dikerjakan pada suatu obyek, maka ia memperoleh energi mekanik. Pegas tekan (compressed spring) dan tali karet yang

POTENTIAL ENERGY KINETIC ENERGY

Energi Kimia

Energi Mekanik

Energi Nuklir

Energi Gravitasi

Energi Listrik

Energi Radiasi

Energi Thermal

Energi Gerakan

Suara

12. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 13.

Contoh: Untuk menyelesaikan tugasnya, pena telah memakai energi.

UnitJoule

Joule (J) adalah satuan pengukur energi. Oleh karena joule adalah satuan yang kecil, maka digunakan satuan yang lebih besar: - kilojoule (kJ): 1kJ=1000J- megajoules (MJ): 1MJ=1000kJ- gigajoules (GJ): 1GJ=1000MJ

Daya didefinisikan sebagai kecepatan di mana energi dipakai. Diukur menggunakan J/detik atau J/jam. Akan tetapi satuan yang lazim dipakai dalam kehidupan sehari-hari adalah Watt (W), yang sebenarnya merupakan satuan yang agak membingungkan karena tidak menyampaikan konsep mengenai kecepatan penggunaan energi seperti halnya joule. Watt didefinisikan sebagai berikut: 1 W = 1 J/detikSatuan yang lebih besar bisa juga digunakan:- kilowatts (kW): 1 kW = 1 kJ/detik- megawatts (MW): 1 MW = 1000 kW/detik- gigawatts (GJ/detik): 1 GW = 1000 MW/detik

Energi juga bisa diukur menggunakan satuan watt jam (Wh) atau yang lebih lazim:- kilowatt-hours (kWh) : 1 kWh=1000 Wh- megawatt-hours (MWh): 1 MWh =1000 kWh.Kilowat-jam terkait dengan megajoule sebagai berikut:1 kJ/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam = 3600 kJ

Satuan kilowatt-jam bebas dari waktu. Tidak berarti bahwa tenaga 1 kW telah dipakai selama 1 jam.

Pengukuran ini berarti 3.6MJ energi telah dipakai selama jangka waktu yang tidak ditentukan, bisa satu menit, satu hari atau satu bulan.

Watt

Watt-jam, kilowatt-jam

ENERGI

Kapasitasuntuk pekerjaan

Beberapabentuk

EnergiKinetis

Energipotensial

EnergiKonservasi

Beberapabentuk

Gambar 3.6 Diagram Energi

Penting untuk menjelaskan perbedaan antara daya dan energi.

Sebagai perbandingan yang sederhana, energi (J) mirip dengan jarak (m), sedangkan daya (J/detik) mirip dengan kecepatan (m/detik). Daya tidak bisa dikonsumsi, hanya bisa dipakai. Ini berarti seberapa lamapun tenaga dipakai, tidak akan berkurang. Energi dikonsumsi artinya akan menjadi semakin berkurang saat dikonsumsi.

Hal-hal Teknis

Amper atau AmpAmp (A) adalah satuan untuk mengukur arus listrik.

VoltSatuan beda potensial listrik, yang lazimnya disebut voltase, antara dua titik adalah volt (V).

Daya nyata pada peralatan listrik adalah voltase kali total arus yang digunakan. Energi yang digunakan pada peralatan listrik adalah daya, yakni kecepatan penggunaan energi, kali jumlah waktu peralatan tersebut telah digunakan.

Pada saat daya dari peralatan listrik dinyatakan dalam Watt, maka akan mudah untuk mengalikan nilai tersebut dengan jumlah jam peralatan tersebut telah digunakan, dengan demikian menyatakan energi dalam satuan Watt-Jam. Inilah mengapa satuan yang sering disalahartikan tersebut lazim dipakai. Akan tetapi jika daya peralatan listrik tersebut dinyatakan dalam J/detik atau J/jam, maka mudah untuk menghitung energi dalam unit Joule, yang merupakan satuan pengukuran energi yang tepat dan lebih lengkap.

Per

lu D

iket

ahui

3.4 Beragam energiAda dua jenis energi yang utama, yakni energi tersimpan, atau disebut sebagai energi potensial, yang merupakan energi posisi. Semua benda yang ada memiliki energi potensial. Itulah yang disebut sebagai energi laten yang disimpan di dalam benda tidak bergerak, contoh: pena yang ditaruh di atas meja menyimpan energi potensial. Begitu benda tidak bergerak mulai bergerak, maka energi potensialnya dikonversi menjadi energi kinetik, contoh: jika pena jatuh dari meja, maka akan memiliki energi kinetik.

Energi Potensial dan Kinetik merupakan dua jenis energi yang utama dan bisa dalam berbagai bentuk seperti dirinci dalam tabel di bawah ini.

Bentuk-bentuk energi potensialEnergi Kimia adalah energi yang disimpan dalam ikatan atom dan molekul. Biomassa dan bahan bakar minyak adalah contoh-contoh energi kimia yang tersimpan. Energi kimia dikonversi menjadi energi thermal pada saat kayu dibakar di tungku atau pada saat bensin dibakar di dalam mesin sepeda motor.

Energi Mekanik adalah energi yang disimpan pada benda-benda karena adanya tekanan. Pada saat tugas dikerjakan pada suatu obyek, maka ia memperoleh energi mekanik. Pegas tekan (compressed spring) dan tali karet yang

POTENTIAL ENERGY KINETIC ENERGY

Energi Kimia

Energi Mekanik

Energi Nuklir

Energi Gravitasi

Energi Listrik

Energi Radiasi

Energi Thermal

Energi Gerakan

Suara

12. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 13.

ditarik adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan.

Energi Nuklir merupakan energi yang tersimpan dalam inti atom; merupakan energi yang bersama-sama menahan inti atom. Energi dalam jumlah yang luar biasa besarnya bisa dilepaskan pada saat inti atom digabungkan (fusi) atau dipisahkan (fisi). Energi matahari dihasilkan dari reaksi penggabungan nuklir.

Energi Gravitasi adalah energi yang tersimpan pada ketinggian suatu benda. Semakin tinggi dan berat benda tersebut, semakin besar energi gravitasi yang disimpannya. Tenaga air merupakan contoh energi gravitasi: bendungan mengumpulkan air dari sungai di waduk dan energi yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin.

Energi Listrik adalah energi yang tersimpan dalam aki/batere, dan bisa dipakai untuk menghidupkan HP atau menghidupkan mobil. Energi listrik diteruskan menggunakan partikel-partikel kecil bermuatan listrik yang disebut elektron, yang biasanya menjalar melalui kabel. Petir merupakan contoh energi listrik yang ada di alam, dan dengan demikian tidak dibatasi oleh kabel. Listrik adalah bentuk energi elektromagnetik.

Beragam energi kinetikEnergi Radiasi adalah energi elektromagnetik, yang bergerak melalui gelombang. Energi radiasi termasuk cahaya yang bisa dilihat, sinar x, sinar gamma dan gelombang radio. Cahaya adalah salah satu energi radiasi. Matahari juga energi radiasi, yang memungkinkan kehidupan di atas Bumi.

Energi Thermal, atau panas, adalah getaran dan gerakan atom serta molekul di dalam zat. Pada saat suatu benda dipanaskan, maka atom dan molekulnya bergerak dan bertumbukan lebih cepat. Energi panas bumi merupakan energi thermal yang ada di Bumi. Panas juga bisa disebabkan oleh gesekan.

Energi Gerakan adalah energi yang tersimpan dalam gerakan benda. Semakin cepat

bergeraknya, semakin banyak energi yang tersimpan. Untuk menggerakkan benda memerlukan energi, dan energi dilepaskan pada saat suatu benda melambat. Angin adalah contoh energi gerakan. Suara adalah gerakan energi melalui zat-zat dalam gelombang membujur. Suara dihasilkan pada saat suatu daya menyebabkan suatu benda atau zat bergetar: energi dipindahkan melalui zat dalam suatu gelombang. Pada umumnya, energi pada bunyi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan bentuk-bentuk energi lainnya.

Hukum energiEnergi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan; selalu ada jumlah energi yang sama di sana dalam satu bentuk atau yang lainnya. Energi dipendam atau disimpan.

Bentuk energi apapun bisa dikonversi menjadi bentuk energi yang lain. Namun, konversi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya sering sangat tidak efisien. Hal ini berarti ada kehilangan dan energi yang bisa dipakai untuk mengerjakan sesuatu berkurang pada setiap transformasinya.

Sebagian energi yang kita peroleh dari makanan kita membuat kita bisa berlari; sebagian besar energi yang kita peroleh dari makanan hilang dalam bentuk panas. Energi yang bisa dipakai adalah energi yang dikonversi oleh lambung kita dan digunakan oleh otot agar kita bisa lari. Energi yang hilang adalah energi yang hilang melalui panas, keringat.

Contoh: pada saat kita makan, maka energi dalam makanan dikonversi oleh tubuh kita sehingga kita bisa menggunakannya untuk bergerak, bernafas dan berpikir. Namun, tubuh kita hanya memiliki efisiensi sebesar 5% dalam menghasilkan energi yang bisa dipakai, sisa energi pada makanan hilang dalam bentuk panas tubuh yang anda rasakan pada saat berolah raga.

3.5. Penggunaan energi

Sektor industri

Sektor transportasi

Sektor komersial/residensial

Ada tiga sektor utama energi di mana energi digunakan di Indonesia.

termasuk fasilitas dan peralatan yang digunakan untuk produksi, pertanian, pertambangan, dan konstruksi.

Terdiri dari kendaraan bermotor yang mengangkut orang dan barang, seperti mobil, truk, sepeda motor, kereta api, pesawat terbang dan kapal.

Terdiri dari rumah tinggal, bangunan komersial seperti gedung perkantoran bertingkat, pusat perbelanjaan, usaha kecil seperti warung dan industri rumah tangga.

Gambar 3.9.

Industri

Residensi

Transportasi

36%

27%

37%

Pembagian Konsumsi Energi per Sektor 2001

Fig 3.7 Diagram Energi

KONVERSI ENERGI

Kimia Bergerak

Radiasi

Kimia

Listrik Thermal

Bergerak

Kimia

Gambar 3.8 Diagram Konversi Energi

14. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 15.

ditarik adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan.

Energi Nuklir merupakan energi yang tersimpan dalam inti atom; merupakan energi yang bersama-sama menahan inti atom. Energi dalam jumlah yang luar biasa besarnya bisa dilepaskan pada saat inti atom digabungkan (fusi) atau dipisahkan (fisi). Energi matahari dihasilkan dari reaksi penggabungan nuklir.

Energi Gravitasi adalah energi yang tersimpan pada ketinggian suatu benda. Semakin tinggi dan berat benda tersebut, semakin besar energi gravitasi yang disimpannya. Tenaga air merupakan contoh energi gravitasi: bendungan mengumpulkan air dari sungai di waduk dan energi yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin.

Energi Listrik adalah energi yang tersimpan dalam aki/batere, dan bisa dipakai untuk menghidupkan HP atau menghidupkan mobil. Energi listrik diteruskan menggunakan partikel-partikel kecil bermuatan listrik yang disebut elektron, yang biasanya menjalar melalui kabel. Petir merupakan contoh energi listrik yang ada di alam, dan dengan demikian tidak dibatasi oleh kabel. Listrik adalah bentuk energi elektromagnetik.

Beragam energi kinetikEnergi Radiasi adalah energi elektromagnetik, yang bergerak melalui gelombang. Energi radiasi termasuk cahaya yang bisa dilihat, sinar x, sinar gamma dan gelombang radio. Cahaya adalah salah satu energi radiasi. Matahari juga energi radiasi, yang memungkinkan kehidupan di atas Bumi.

Energi Thermal, atau panas, adalah getaran dan gerakan atom serta molekul di dalam zat. Pada saat suatu benda dipanaskan, maka atom dan molekulnya bergerak dan bertumbukan lebih cepat. Energi panas bumi merupakan energi thermal yang ada di Bumi. Panas juga bisa disebabkan oleh gesekan.

Energi Gerakan adalah energi yang tersimpan dalam gerakan benda. Semakin cepat

bergeraknya, semakin banyak energi yang tersimpan. Untuk menggerakkan benda memerlukan energi, dan energi dilepaskan pada saat suatu benda melambat. Angin adalah contoh energi gerakan. Suara adalah gerakan energi melalui zat-zat dalam gelombang membujur. Suara dihasilkan pada saat suatu daya menyebabkan suatu benda atau zat bergetar: energi dipindahkan melalui zat dalam suatu gelombang. Pada umumnya, energi pada bunyi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan bentuk-bentuk energi lainnya.

Hukum energiEnergi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan; selalu ada jumlah energi yang sama di sana dalam satu bentuk atau yang lainnya. Energi dipendam atau disimpan.

Bentuk energi apapun bisa dikonversi menjadi bentuk energi yang lain. Namun, konversi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya sering sangat tidak efisien. Hal ini berarti ada kehilangan dan energi yang bisa dipakai untuk mengerjakan sesuatu berkurang pada setiap transformasinya.

Sebagian energi yang kita peroleh dari makanan kita membuat kita bisa berlari; sebagian besar energi yang kita peroleh dari makanan hilang dalam bentuk panas. Energi yang bisa dipakai adalah energi yang dikonversi oleh lambung kita dan digunakan oleh otot agar kita bisa lari. Energi yang hilang adalah energi yang hilang melalui panas, keringat.

Contoh: pada saat kita makan, maka energi dalam makanan dikonversi oleh tubuh kita sehingga kita bisa menggunakannya untuk bergerak, bernafas dan berpikir. Namun, tubuh kita hanya memiliki efisiensi sebesar 5% dalam menghasilkan energi yang bisa dipakai, sisa energi pada makanan hilang dalam bentuk panas tubuh yang anda rasakan pada saat berolah raga.

3.5. Penggunaan energi

Sektor industri

Sektor transportasi

Sektor komersial/residensial

Ada tiga sektor utama energi di mana energi digunakan di Indonesia.

termasuk fasilitas dan peralatan yang digunakan untuk produksi, pertanian, pertambangan, dan konstruksi.

Terdiri dari kendaraan bermotor yang mengangkut orang dan barang, seperti mobil, truk, sepeda motor, kereta api, pesawat terbang dan kapal.

Terdiri dari rumah tinggal, bangunan komersial seperti gedung perkantoran bertingkat, pusat perbelanjaan, usaha kecil seperti warung dan industri rumah tangga.

Gambar 3.9.

Industri

Residensi

Transportasi

36%

27%

37%

Pembagian Konsumsi Energi per Sektor 2001

Fig 3.7 Diagram Energi

KONVERSI ENERGI

Kimia Bergerak

Radiasi

Kimia

Listrik Thermal

Bergerak

Kimia

Gambar 3.8 Diagram Konversi Energi

14. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 15.

4.Apa yang dimaksud dengan Tenaga Surya?

Matahari merupakan sumber energi yang luar biasa yang setiap hari, di setiap negara di dunia, terbit di timur dan terbenam di barat. Kita menggunakan matahari untuk mendefinisikan hari; matahari diperlukan oleh tumbuhan dan tanaman pangan untuk tumbuh; matahari memberikan cahaya untuk dimanfaatkan; matahari mempengaruhi cuaca dan berfungsi mendatangkan angin. Singkat kata, tanpa matahari, kehidupan di dunia tidak mungkin terjadi. Di samping fakta-fakta yang penting ini, matahari atau surya juga memberikan energi/tenaga.

. Tenaga Surya

enaga surya senantiasa mencapai Bumi, 24 jam sehari, tujuh hari Tseminggu. Cahaya matahari

mengandung tenaga yang sedemikian banyaknya, sehingga bahkan sebagian cahaya matahari yang jatuh di gurun Sahara akan cukup memenuhi kebutuhan energi untuk semua kebutuhan energi umat manusia. Pada saat matahari tengah hari, tenaga surya mencapai permukaan bumi dengan nilai energi puncak sebesar satu kilowatt (1 kW) per meter persegi per jam. Jadi, jika semua energi ini bisa ditampung, maka akan bisa menyediakan semua kebutuhan tenaga listrik di setiap negara yang ada di bumi ini. Pendek kata, tenaga surya adalah energi yang berasal dari matahari.

Bagaimana bekerjanya tenaga surya?Seperti yang dijelaskan sebelumnya, matahari merupakan stasiun tenaga nuklir yang sangat dahsyat yang telah menciptakan dan mempertahankan kehidupan di atas bumi dari awal kehidupan ini. Tenaga surya hadir dalam bentuk panas dan cahaya

Energi dalam bentuk panas bisa dipakai secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa contoh dari pemakaian langsung adalah menghangatkan rumah, memasak dan menyediakan air panas. Sedangkan contoh

Iradasi dan RadiasiJumlah tenaga surya tersedia per satuan luas disebut radiasi. Jika ini terjadi selama periode waktu tertentu maka disebut iradiasi atau "insolation". Radiasi matahari adalah integrasi atau penjumlahan penyinaran matahari selama periode waktu.

?Simbol = I?Unit kW/m2 = atau Watt/m2?Mengukur device = pyranometer atau

berdasarkan referensi sel surya ?Nilai Puncak = 1kW/m2 (=1000W/m2)?Nilai nominal = o.8 kW/m2

Pyranometersumber: Kip & Zonen, Delft, The Netherlands

Reference cellSumber: EU REP-5, PV installation, Kosrae

pemakaian tidak langsung adalah pembangkit listrik tenaga dan angin. Bagaimana caranya? Panas matahari mempengaruhi cuaca, sehingga menimbulkan angin untuk menggerakkan turbin angin dan hujan untuk menggerakkan pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Istilah lain yang digunakan untuk energi panas yang berasal dari matahari adalah Energi Thermal Matahari.

Cahaya merupakan bentuk lain dari energi yang terpancar dari matahari. Kita semua tahu bahwa tanpa cahaya matahari kita tidak bisa melihat. Kita menggunakan cahaya matahari untuk menjalankan kegiatan kita sehari-hari; ini merupakan pemakaian langsung atas cahaya yang berasal dari matahari. Ada hal yang menarik, cahaya juga bisa dikonversi menjadi tenaga listrik dengan menggunakan modul fotovoltaik yang disebut dengan modul PV atau panel surya. Prinsip untuk mengkonversi cahaya menjadi energi (yang berguna) juga dilakukan oleh alam melalui proses yang disebut dengan fotosintesis, di mana dedaunan hijau pada tanaman mengkonversi sinar matahari menjadi energi yang diperlukan tanaman agar tumbuh, dan jika dikonsumsi oleh manusia, inilah cara manusia memperoleh energi untuk tubuh kita.

Sebenarnya matahari bisa menjadi sumber energi yang sempurna untuk menyediakan tenaga listrik yang diperlukan di seluruh dunia. Sayangnya energi yang berasal dari matahari tidak bersifat homogen. Nilai segeranya tidak saja bergantung kepada cuaca setiap hari, namun berubah-ubah sepanjang tahun. Artinya, energi yang tersedia untuk mengoperasikan peralatan listrik juga akan berubah-ubah.

Setiap hari matahari terbit di timur dan ketika semakin meninggi di langit, maka volume energinya meningkat hingga mencapai puncaknya pada tengah hari (setengah rotasi antara terbit dan terbenam). Setelah itu (pada saat matahari bergerak ke arah barat), energi yang tersedia berkurang. Efek lain yang kita perlu ingat adalah bahwa bumi mengitari matahari sepanjang tahun. Hal ini

Waktu Puncak MatahariIradiasi harian disebut waktu puncak matahari. Jumlah waktu puncak matahari puncak untuk hari adalah jumlah waktu dimana energi pada

2tingkat 1 kW/m akan memberikan sebuah jumlah yang equivalen untuk total energi hari tersebut.

7.00 am 10.00 am 2.00 am 6.00 am

Irad

asi

21 k

W/m

Kurva iradasi mataharipada siang hari

Waktu

Waktu puncak matahari (Peak Sun Hours(PSH)) diperlukan untuk mengukur sistem surya dengan benar.

Energi yang dibutuhkan dunia2800 x 800 km = 640,000 km

100,000 TWh

Eropa320 x 320 km = 102.400= 18,000TWh

Jerman180 x 180 km = 32,400 km2= 5,000 TWh

Sumber: Bernd Melchior,Bluenergy AG

Hal-hal Teknis

Hal

-hal

Tek

nis

16. Buku Panduan Energi yang Terbarukan | 17.

4.Apa yang dimaksud dengan Tenaga Surya?

Matahari merupakan sumber energi yang luar biasa yang setiap hari, di setiap negara di dunia, terbit di timur dan terbenam di barat. Kita menggunakan matahari untuk mendefinisikan hari; matahari diperlukan oleh tumbuhan dan tanaman pangan untuk tumbuh; matahari memberikan cahaya untuk dimanfaatkan; matahari mempengaruhi cuaca dan berfungsi mendatangkan angin. Singkat kata, tanpa matahari, kehidupan di dunia tidak mungkin terjadi. Di samping fakta-fakta yang penting ini, matahari atau surya juga memberikan energi/tenaga.

. Tenaga Surya

enaga surya senantiasa mencapai Bumi, 24 jam sehari, tujuh hari Tseminggu. Cahaya matahari

mengandung tenaga yang sedemikian banyaknya, sehingga bahkan sebagian cahaya matahari yang jatuh di gurun Sahara akan cukup memenuhi kebutuhan energi untuk semua kebutuhan energi umat manusia. Pada saat matahari tengah hari, tenaga surya mencapai permukaan bumi dengan nilai energi puncak sebesar satu kilowatt (1 kW) per meter persegi per jam. Jadi, jika semua energi ini bisa ditampung, maka akan bisa menyediakan semua kebutuhan tenaga listrik di setiap negara yang ada di bumi ini. Pendek kata, tenaga surya adalah energi yang berasal dari matahari.

Bagaimana bekerjanya tenaga surya?Seperti yang dijelaskan sebelumnya, matahari merupakan stasiun tenaga nuklir yang sangat dahsyat yang telah menciptakan dan mempertahankan kehidupan di atas bumi dari awal kehidupan ini. Tenaga surya hadir dalam bentuk panas dan cahaya

Energi dalam bentuk panas bisa dipakai secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa contoh dari pemakaian langsung adalah menghangatkan rumah, memasak dan menyediakan air panas. Sedangkan contoh

Iradasi dan RadiasiJumlah tenaga surya tersedia per satuan luas disebut radiasi. Jika ini terjadi selama periode waktu tertentu maka disebut iradiasi atau "insolation". Radiasi matahari adalah integrasi atau penjumlahan penyinaran matahari selama periode waktu.

?Simbol = I?Unit kW/m2 = atau Watt/m2?Mengukur device = pyranometer atau

berdasarkan referensi sel surya ?Nilai Puncak = 1kW/m2 (=1000W/m2)?Nilai nominal = o.8 kW/m2

Pyranometersumber: Kip & Zonen, Delft, The Netherlands

Reference cellSumber: EU REP-5, PV installation, Kosrae

pemakaian tidak langsung adalah pembangkit listrik tenaga dan angin. Bagaimana caranya? Panas matahari mempengaruhi cuaca, sehingga menimbulkan angin untuk menggerakkan turbin angin dan hujan untuk menggerakkan pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Istilah lain yang digunakan untuk energi panas yang berasal dari matahari adalah Energi Thermal Matahari.

Cahaya merupakan bentuk lain dari energi yang terpancar dari matahari. Kita semua tahu bahwa tanpa cahaya matahari kita tidak bisa melihat. Kita menggunakan cahaya matahari untuk menjalankan kegiatan kita sehari-hari; ini merupakan pemakaian langsung atas cahaya yang berasal dari matahari. Ada hal yang menarik, cahaya juga bisa dikonversi menjadi tenaga listrik dengan menggunakan modul fotovoltaik yang disebut dengan modul PV atau panel surya. Prinsip untuk mengkonversi cahaya menjadi energi (yang berguna) juga dilakukan oleh alam melalui proses yang disebut dengan fotosintesis, di mana dedaunan hijau pada tanaman mengkonversi sinar matahari menjadi energi yang diperlukan tanaman agar tumbuh, dan jika dikonsumsi oleh manusia, inilah cara manusia memperoleh energi untuk tubuh kita.

Sebenarnya matahari bisa menjadi sumber energi yang sempurna untuk menyediakan tenaga listrik yang diperlukan di seluruh dunia. Sayangnya energi yang berasal dari matahari tidak bersifat homogen. Nilai segeranya tidak saja bergantung kepada cuaca setiap hari, namun berubah-ubah sepanjang tahun. Artinya, energi yang t