L/O/G/O. Dosen : Syamsul Arifin Pengantar TKKE.

L/O/G/O

Pengantar

TKKE

http://share.its.ac.id

Dosen :

Syamsul Arifin

syamsul@ep.its.ac.id

K1

“Tujuan pembelajaran adalah membawa Anda,

kelak hidup lebih bermartabat “

TEKNIK KONVERSI & KONSERVASI ENERGI

TF 091324 / 4 SKS / Smt. 6

Fasilitator :

Syamsul Arifin

eLearning : http://share.its.ac.id/

( Psw : RF1464 )

Personal e-mail :

syamp3ai@its.ac.id

Phone : 081-2354-2233, ext.its: 1136

JURUSAN TEKNIK FISIKA FTI-ITS

What you think ?

What kind of a world would you like to live in ?

Peaceful

Joyful

Loving

If you think that the world is not this blissful –

what are you doing about it ?

Your work towards sustainable energy will in

some part help to achieve such a civilized word

Course Description

Matakuliah ini akan memabahas :

1. Sumber-sumber energi dan bentuknya:

Sumber energi fosil (BBM dan Batu bara) yang

terbatas dan sumber energi masa depan yang

berkelanjutan (Sustainable Energy) yang tidak

terbatas.

2. Sistem-sistem pengkonversi energi :

Secara langsung (Thermoelectric

generator,Photovoltaic generator,Thermionic

generator,Fuel cell) maupun tidak langsung.

3. Dampak-dampak yang bisa ditimbulkan terhadap

lingkungan terutama peningkatan panas bumi dan

emissi gas yang pada akhirnya akan menimbulkan

efek rumah kaca (greenhouse effect).

Course Objective

1. Memberikan pemahaman tentang energi berkelanjutan.

2. Memberikan pemahaman tentang beberapa sumber energi,

ketersediaan energi, dan konversi energi.

3. Memberika pemahaman tentang pemanfaatan sumber energi,

dengan berbagai rancangan teknologi konversi energi baik

langsung (Thermoelectric generator, Photovoltaic

generator,Thermionic generator,

Fuel cell) maupun tidak langsung.

4. Memperkenalkan jenis-jenis renewable energy : Geothermal, solar,

wind, hydro-potential, biomass.

5. Memberikan kemampuan untuk menganalisis sistem-sistem

konversi energi dan perancangan sistem sederhana.

6. Memperkenalkan dampak lingkungan yang diakibatkan oleh sistem

konversi energi.

Course Outline

1. System energi masa depan berkelanjutan.

2. Pengertian konversi energi.

3. Bentuk dan klasifikasi sumber-sumber energy.

4. Dasar-dasar thermodinamika untuk konversi energi.

5. Thermoelectric generator.

6. Photovoltaic generator.

7. Thermionic generator.

8. Fuel cell

9. Renewable Energy : geothermal, solar, wind, hydro-potential,

biomass.

10. Energi Nuklir

11. Penyimpan Energi.

References

1.

Culp, Archi Jr., “Principles of Energy Conversion”,

McGraw Hill, 1991.

2.

M.M. El Wakil, ”Powerplant Technology”,

McGraw-Hill, 1991.

3.

Angriest, Stanley W., “Direct Energy Conversion”,

Allyn & Bacon, 1980.

Evaluasi

Jenis Evaluasi

Item Evaluasi

Bobot

(%)

Knowladge

Phsycomotor

Afective

ETS

80

20

--

15

EAS

80

20

--

20

Presentasi & Diskusi

(TCL)

40

20

40

20

Tugas :

Problem-Solver & Design

70

10

20

10

PBL

50

30

20

25

Praktikum

10

Item Evaluasi

Knowladge :

a. Penguasaan materi kuliah.

b. Penambahan wawasan baru.

c. Kemampuan analisis dengan asumsi, gambar dan rumus.

d. Kemampuan bertanya dan diskusi.

Phsycomotor :

a. Kemampuan menghitung yang benar (termasuk

penggunaan software & Hardware).

b. Kemampuan menggunakan tabel dan chart.

c. Kejelasan menerangkan dalam bentuk tulisan dan lisan.

d. Kemampuan menggunakan media presentasi di kelas.

Afective :

a. Kesungguhan mengerjakan tugas.

b. Kehadiran & sikap ilmiah pada saat Presentasi dan diskusi.

c. Kerjasama & komunikasi antar mhs. dan dosen.

World Population

Good News :

The pace global

population growth is on

decline

To stabilize or reduce

population :

Increase woman’s health

Education

Employment

Women is equal participants

in all aspects is society.

World Gross Domistic Product

World Gross Domistic Product

Annual Growth in World Gross Domistic

Product (% per year)

World Marketed Energy Consumption

World Marketed Energy Consumption by Region

Energy Intensity by Region

World Primary Energy Consumption by Fuel Type

World Oil Consumption and Production

Persian Gulf Oil Productive Capacity

World Oil Prices

Source : EIA (Energy Information Administration), International

Estimated Duration of Crude Oil and

Natural Gas Reserves

Energy Consumption Rate

Sangat menarik untuk memperoleh 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 : Pi dt dP _





_

















t o P P

it

idt

P

P

P

dP

o 0

ln

Pi

dt

dP

_

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

……..(1)

it

o

e

P

Energy Consumption Rate

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

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

P/Po = Laju konsumsi energi.

t/td = waktu pelipat dua-an.

2

.t_d



i

e

Terlihat dari grafik pada saat t=t_d maka dan P = 2P_o Sehingga,

 

ln(

2

)

ln

e

i.td



i

i

t

_d



ln(

2

)



0

,

693

……..(3)

Energy Consumption Rate

Ilustrasi-1:

Konsumsi energi listrik Amerika secara historis 7 % tiap tahun (i=0,07), berarti kapasitas pembangkit listrik (P) menjadi berlipat dua (2P_o) setiap,

tahun

t

_d

9

,

9

07

,

0

693

,

0

_



Total energi yang dikonsumsi E_o dari t=- ke t=t1 ;



 





1 . .1 t t i o t i o o

e

i

P

dt

e

P

E

Sedangkan energi total yang dikonsumsi E dari t=t1 ke t=t2 ;



. .



.



( )

1





( )

1



. 1 1 2 2 1 1 2 1 1 2















 



i t t o t t t t i t i o t i t i o t i o

e

e

E

e

i

P

e

e

i

P

dt

e

P

E

…..(4)

Mengacu pada gambar diatas, jika (t₂-t₁)=t_d, maka

e

i(t2t1)



₂

dan E=E

o

Energy Consumption Rate

Ilustrasi-2 :

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.

Solusi :

Diketahui : i=0,04 per tahun , Po = 70,8x1018 _{J/tahun, t=30 tahun}

Menggunakan persamaan (3),

tahun

t

_d

17

,

33

04

,

0

693

,

0





tahun

J

x

e

x

e

P

P



_o it



70

,

8

10

18

.

(0,04)(30)



235

,

1

10

18

/

Waktu pelipat duaan :

Energy Consumption Rate

Ilustrasi-3 :

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.

Solusi :

Diketahui : i =0,04 per tahun , Po = 70,8x1018 _{J/tahun, E1=70x10}12 _{J, t1=0}

Menggunakan persamaan (4),







1



04

,

0

10

8

,

70

1

10

70

1 2 1 0,042 18 ) ( . 21 1























o i t i t t t

e

x

e

e

i

P

x

E

tahun

x

x

t

92

,

56

10

8

,

70

04

,

0

)(

10

70

(

1

ln

04

,

0

1

18 21 2































Homework

Code

Tugas

Nilai

TA1

Carilah data pertumbuhan penduduk (jumlah penduduk), Produk Nasional Bruto (GDP), konsumsi energi, serta cadangan minyak, batubara dan gas alam untuk Indonesia. Serta lakukan analisis (jelaskan) keterkaitannya, apa yang sebaiknya dilakukan oleh masyarakat dan pemerintah Indonesia

berkaitan dengan konversi energi dan dampak lingkungannya.

A

(81-100)

TB1

Lakukan analisis dan jelaskan hubungan antara populasi penduduk dunia, Produk Nasional Bruto (GDP) dan konsumsi energi. Serta apa pendapat Anda dengan sisa cadangan minyak dan gas yang ada sampai tahun 2060.

B

(66-70)

TC1

Klasifikasikan bentuk dan sumber energi yang terdapat di Indonesia, serta jelaskan sistem-sistem (unit) konversi energi yang dijumpai di Indonesia. Dari sekian banyak sistem konversi energi, sistem apa yang paling sesuai untuk Indonesia sampai 20 tahun ke depan, jelaskan pendapat Anda.

AB

(71-80)

Note : semua tugas berdasarkan sumber atau referensi yang jelas dan cantumkan Waktu : 7 hari

Sifat : per mahasiswa

Thank you ……

What you think…… ?

I belief, you is thinking something….

else….

L/O/G/O

Thank You!

http://share.its.ac.id

Dosen :

Syamsul Arifin

syamsul@ep.its.ac.id