8/20/2019 Tkke Week 01

1/31

TEKNIK KONVERSI & KONSERVASI

ENERGIElita Fidiya N. S.T., M.Eng

Shanti Kartika Sari, S.T., M.S.

Qurrotin Ayunina, S.T., M.S.

DEPARTEMEN MANAJEMEN REKAYASA

UNIVERSITAS INTERNASIONAL SEMEN INDONESIA2015/2016

8/20/2019 Tkke Week 01

2/31

•Instructor Nama : Shanti Kartika Sari, S.T, M.S

E-mail : shanti.sari@uisi.ac.id

Phone : +6285738121229

• Late homework will not be accepted

• No make-up exams

• Plagiarism is forbidden!

• Academic dishonesty of any sort (hw or exams) will getzero point!

• The final grade is not negotiable!

8/20/2019 Tkke Week 01

3/31

-  Mini Project  : 25%

- Kuis : 20%

- Tugas : 25%

-UTS : 15%

- UAS : 15%

8/20/2019 Tkke Week 01

4/31

• Principles of Energy Conversion, Archie W. Culp,Jr., Ph.D, McGraw-Hill, Ltd.,

1997.

• Principles of Sustainable Energy Systems, Second Edition, Frank Kreith, Susan

Krumdieck, CRC Production, 2013.

• UNDP: World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability,

United Nations Development Programme, United Nations Department of

Economics and Social Eko Budi Purwanto, ”Perancangan & Analisis Algoritma”, 

Graha Ilmu, 2008.

• World Energy Council: New Renewable Energy Resources, Kogan Page,

London, 1994.

• Solar Engineering of Thermal Processes, Duffie & Beckmann, 2nd Edition, Wiley

Interscience, 1991.

8/20/2019 Tkke Week 01

5/31

-

Minggu 1 : Status energi

- Minggu 2 : Jenis-jenis sumber energi

- Minggu 3 : Proses dan mekanisme pembakaran bahan bakar

fosil

-

Minggu 4 : Jenis-jenis mekanisme konversi energi- Minggu 5 : Mekanisme kerja mesin konversi energi

- Minggu 6 : Analisis kinerja mesin konversi energi

- Minggu 7 : Analisis dampak penggunaan energi fosil

-

Minggu 8 : UTS

8/20/2019 Tkke Week 01

6/31

-

Minggu 9 : Teknik konversi energi biomassa dan bioenergy

- Minggu 10 : Teknik konversi energi dari radiasi matahari

- Minggu 11 : Aplikasi alat konversi sederhana dari biomassa

dan bioenergy dan radiasi matahari

-

Minggu 12 : Teknik konversi energi angin dan geotermal- Minggu 13 : Teknik konversi hydroelectricity

- Minggu 14 : Aplikasi teknik konversi energi angin, geotermal

dan hydroelectricity

-

Minggu 15 : Presentasi mini project- Minggu 16 : UAS

8/20/2019 Tkke Week 01

7/31

PENDAHULUANStatus Energi

8/20/2019 Tkke Week 01

8/31

8/20/2019 Tkke Week 01

9/31

Pengertian Energi dan Daya

• Energi  (energy ) adalah kemampuan untuk

melakukan kerja

• Satuan: J, MJ, toe, barrel

• 1 toe (tonne oil equivalent) = 7.4 barrels of crude

oil = 1270 m 3 of natural gas = 2.3 metric tonnes of

coal = 42 GJ (Giga Joule)

• Daya  ( power ) adalah energi dibagi dengan satuan

waktu atau laju energi yang digunakan/dihasilkan

• Satuan: Watt, kW, MW

• Daya (P)= Energi (W)/ Waktu (t)

8/20/2019 Tkke Week 01

10/31

Satuan dan Penggunaan Energi

• Satuan

 – 1.0 joule (J) = one Newton applied over a distance of one meter (= 1 kg

m2/s2).

 – 1.0 calorie = 4.187 J

 – 1.0 kilowatt-hour (kWh) = 3.6 MJ = 3,413 Btu – 1.0 gigajoule (GJ) = 109 joules = 0.948 million Btu = 239 million calories

= 278 kWh

 – 1.0 British thermal unit (Btu) = 1,055 joules (1.055 kJ)

• Penggunaan

 – Sebuah lampu memiliki ……. 40 W dipakai selama 5 jam. …….. Selama

sehari adalah ? kWh. Berapa yang harus dibayar apabila harga listrik

Rp.1000/ kWh ?

8/20/2019 Tkke Week 01

11/31

Sistem Energi

8/20/2019 Tkke Week 01

12/31

Status Energi di Dunia

• Tren penggunaan energi di

dunia:

• Sampai 1850s: Kayu

• 1850s – 1900: Batu bara

• 1900 – 1950: Petroleum↑,

batu bara ↓ 

• 1950 – 2000: batu bara,

petroleum, dan nuklir ↑ 

• 2000 – 2050: (?)

8/20/2019 Tkke Week 01

13/31

Konsumsi Energi di Dunia

Total konsumsi energi di dunia naik 5.6 % tiap tahunnya (2010)

8/20/2019 Tkke Week 01

14/31

Konsumsi Energi di ASEAN

8/20/2019 Tkke Week 01

15/31

Konsumsi Energi di ASEAN

8/20/2019 Tkke Week 01

16/31

Isu dan Permasalahan Umum

Pengelolaan Energi di Indonesia

• Kebutuhan energi primer meningkat sebesar 5% pada tahun

2010.

• Subsidi energi pada tahun 2011 mencapai Rp 255,6 triliun.

• Jumlah masyarakat yang belum mendapatkan akses terhadap

listrik sebesar 87,69 juta penduduk.

• Keterbatasan infrastruktur domestik juga menjadi tantangan

dan permasalahan dalam memenuhi kebutuhan energi

domestik.

• Ketergantungan terhadap minyak masih dominan mencapai

49,7% sementara pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT)

masih sekitar 6%.

8/20/2019 Tkke Week 01

17/31

Isu-isu Penting dalam Pengembangan

Energi di Indonesia

• Penggunaan bahan bakar fosil masih mendominasi.

• Adanya kendala dalam implementasi program

pengembangan bahan bakar nabati (BBN).

•

Sektor transportasi mengalami kendala dalampenyediaan sarana yang bersifat massal maupun

prasarana berupa jalan dan sistem pendukungnya.

• Belum adanya investor untuk sektor pembangkitan

tenaga listrik energi terbarukan.

• Pada sektor perminyakan, kilang minyak yang ada di

Indonesia saat ini sudah tidak mampu lagi memenuhi

permintaan BBM dalam negeri.

8/20/2019 Tkke Week 01

18/31

• Dengan kenaikan rata-rata 4,7,% per tahun (3,4% per tahun tanpa biomasa), konsumsi

energi final Indonesia pada tahun 2011 mencapai 1.116,1 juta SBM.

• Bahan bakar minyak masih mendominasi konsumsi energi final Indonesia hingga tahun

2011 dengan pangsa 32,7% (47,7%, tanpa biomasa), diikuti oleh biomasa 25,1%,

batubara 13, gas bumi 10,8%, listrik 8,8%, dan sisanya disumbang oleh LPG, produk BBM

lainnya, dan briket.

Konsumsi Energi di Indonesia

Konsumsi Energi

Final Menurut Jenis

8/20/2019 Tkke Week 01

19/31

Konsumsi Energi Final Menurut Sektor Pengguna

8/20/2019 Tkke Week 01

20/31

Produksi Energi Listrik Menurut Jenis Bahan Bakar Pembangkit

• Total energi listrik yang

dibangkitkan oleh energi

alternatif pada tahun

2011 adalah 21,8 TWh

atau sekitar 12% dari

total listrik yang dipasok

sebesar 183,2 TWh.

Kelistrikan

8/20/2019 Tkke Week 01

21/31

Permintaan Energi Final Menurut Skenario KEN

Pada periode 2011-2030

permintaan energi final

meningkat dari 156 juta TOE

pada tahun 2011 menjadi

468 juta TOE pada tahun

2030 atau diperkirakan

tumbuh rata-rata 6,0% per

tahun.

Gambaran Kebutuhan Energi Menurut

Sektor Pengguna 

8/20/2019 Tkke Week 01

22/31

Sektor Industri

• Perkembangan permintaan energi final sektor industri 2011-2030 untuk skenario

KEN meningkat dari 49,9 juta TOE pada tahun 2011 menjadi 235,8 juta TOE pada

tahun 2030, atau meningkat rata-rata sebesar 8,5% per tahun.

Permintaan Energi Final Sektor Industri Menurut Skenario KEN

8/20/2019 Tkke Week 01

23/31

Sektor

Transportasi

Permintaan Energi Final Sektor Transportasi Skenario KEN

Perkembangan permintan energi sektor transportasi 2011-2030 untuk skenario

KEN meningkat dari 39 juta TOE pada tahun 2011 menjadi 103 juta TOE pada

tahun 2030 atau meningkat rata-rata sebesar 5,2% per tahun.

8/20/2019 Tkke Week 01

24/31

Gambaran Penyediaan Energi Menurut

Jenis Energi

• Pangsa batubara akan meningkat dari 20% pada 2011 menjadi 30% pada 2030.

• Pangsa minyak bumi akan turun dari 37% pada 2011 menjadi 26% pada 2030.

• Pangsa gas bumi akan sedikit menurun dari 17% tahun 2011 menjadi 16% pada tahun

2030.

• Pangsa BBN di tahun 2030 akan mencapai 3% naik dari 1% pada tahun 2011.

Pasokan Energi Primer Menurut Jenis (Skenario KEN)

8/20/2019 Tkke Week 01

25/31

1. Peningkatan efisiensi penggunaan energi (penghematan)

2. Pemanfaatan sumber-sumber energi baru (diversifikasi energi)

Kebutuhan dan Produksi Energi

L j K i E i

8/20/2019 Tkke Week 01

26/31

Hubungan antara konsumsi energi, jumlah penduduk dan produk

nasional bruto (GDP).

Jika daya P meningkat dengan laju i  tiap tahun, maka laju perubahan P 

terhadap waktu t :

Daya awal Po pada t  = 0, pers (1) menjadi,

Laju Konsumsi Energi

(Energy Consumption Rate)

Source: Syamsul Arifin, Teknik Konversi Energi

8/20/2019 Tkke Week 01

27/31

Ambil td  = waktu yang diperlukan untuk meningkatkan daya P  dua kali.

Normalisasi persamaan (2), untuk kemudian di-ploting seperti pada gambar

berikut,

•   P/Po = laju konsumsi

energi.

•   t /td  = waktu pelipat dua-

an.

• Terlihat dari grafik pada

saat t  = td maka . = 2 

dan P = 2Po. Sehingga,

Source: Syamsul Arifin, Teknik Konversi Energi

8/20/2019 Tkke Week 01

28/31

Source: Syamsul Arifin, Teknik Konversi Energi

8/20/2019 Tkke Week 01

29/31

Laju konsumsi energi Amerika pada tahun 1970 adalah 70,8x1018 

J/tahun, dan laju pertumbuhan adalah 4 % per tahun, hitunglah waktu

pelipat duaan dan perkiraan laju konsumsi energi tahun 2000.

Ilustrasi-1

8/20/2019 Tkke Week 01

30/31

Pada tahu 1970 laju konsumsi energi Amerika adalah 70,8x1018 

J/tahun, cadangan batu bara Amerika adalah 70x1012  J, dan laju

pertumbuhan 4% per tahun. Taksirlah berapa tahun batubara tersebut

dapat digunakan sebagai sumber energi bahan bakar satu-satunya.

Ilustrasi-2

8/20/2019 Tkke Week 01

31/31

Carilah data pertumbuhan penduduk (jumlah penduduk), Produk Nasional

Bruto (GDP), konsumsi energi, serta cadangan minyak, batubara dan gas alam

untuk Indonesia. Serta lakukan analisis terhadap data tersebut!

1. Tugas menyusun laporan (sifat: individu).

2. Dikerjakan dengan mencantumkan referensi dan sumber yang jelas.

3. Deadline: 23 Februari 2016

Tugas