M A K A L A H
SUMBER DAYA ENERGI TERBARUKAN
(Renewable Energy Resources)
ZELVI LAGA
P032171307
MANAJEMEN LINGKUNGAN
PENGELOLAAN LINGKUNGAN HIDUP
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan
Rahmat, Inayah, Taufik dan Hinayahnya sehingga saya dapat menyelesaikan
penyusunan makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana.
Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk
maupun pedoman bagi pembaca dalam administrasi pendidikan dalam profesi
keguruan.
Harapan saya semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan
pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun
isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.
Makalah ini saya akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang
saya miliki sangat kurang. Oleh kerena itu saya harapkan kepada para pembaca
untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk
kesempurnaan makalah ini.
ZELVI LAGA
C. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Termal... 8
1. Komposisi Biogas ... 13
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1. Sistem Pemanasan Matahari Aktif... 6
2. Sistem Pemanasan Matahari Pasif... 7
3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Termal... 9
4. Sel Surya Fotovoltaik (PV)... 10
5. Pemanfaatan Biogas Kabupaten Pasuruan, Jatim... 14
6. Proses Untuk Menghasilkan Energi Biogas... 15
7. Peta Potensi Angin di Indonesia... 17
8. Fondasi Kincir Angin PLTB Sidrap... 18
9. Kincir Angin... 19
10. PLTA... 23
11. Peta Potensi Sumber Panas Bumi di Indonesia... 25
12. PLTPB... 25
13. Energi Pasang Surut... 29
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu unsur yang sangat penting bagi mahluk hidup adalah sumber energi. Semua kegiatan yang dilakukan oleh mahluk hidup termasuk manusia dalam kehidupan sehari-hari pasti memerlukan energi, baik besar maupun kecil sehingga energi dianggap sebagai salah satu unsur penting dalam menunjang kehidupan di alam semesta. Tanpa adanya energi maka semua aktivitas manusia akan terhambat. Secara sederhana, energi adalah hal yang membuat segala sesuatu disekitar kita terjadi. Kita menggunakan energi untuk semua hal yang kita lakukan. Misalnya untuk penerangan, proses industri atau untuk menggerakkan peralatan rumah tangga diperlukan energi listrik, untuk menggerakkan kendaraan baik roda dua maupun roda empat diperlukan bensin, serta masih banyak peralatan disekitar kehidupan manusia yang memerlukan energi.
Sektor energi adalah salah satu sektor terpenting di Indonesia karena merupakan dasar bagi semua pembangunan lainnya. Ada banyak tantangan yang terkait dengan energi. 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 efisiean seperti lampu minyak tanah, genset, atau kayu untuk memasak.
ketidakstabilan harga akibat laju permintaan yang lebih besar dari produksi, polusi gas rumah kaca (terutama CO2) akibat pembakaran bahan bakar fosil.
Sekarang ini, Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral sedang gencar dalam mensosialisasikan mengenai pentingnya hemat energi kepada seluruh masyarakat dengan memotong 10% penggunaan energi untuk energi yang berkeadilan. Gerakan itu dilatarbelakangi oleh pesatnya pertumbuhan konsumsi energi di tengah penurunan cadangan energi fosil yang saat ini masih menjadi sumber utama listrik di Indonesia. Gerakan ini merupakan aksi bersama yang melibatkan pemerintah, pelaku bisnis/industrri, organisasi masyarakat sipil atau individu untuk melakukan penghematan energi sebesar 10%.
Dengan menghemat 10% juga dapat melistriki sekitar 2,5 juta kepala keluarga di 6 provinsi yang tersebar di seluruh desa bagian Indonesia Timur atau setara dengan 10 juta jiwa akan mendapatkan akses listrik. Ilustrasinya, dengan mematikan lampu dan peralatan elektronik di rumah Anda selama satu jam per hari akan menghemat konsumsi listrik setara dengan 600 watt. Penghematan tersebut setara dengan pemberian akses listrik kepada satu rumah tangga di daerah terpencil.
Sejak 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 peningkatan pembangunan di lokasi-lokasi yang terisolasi. Dulu, tujuan utama pengadaan jaringan listrik adalah untuk 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.
1.2 Tujuan
sumberdaya energi terbarukan, maka akan timbul kesadaran dari kita semua. Yang pada akhirnya sumberdaya energi terbarukan dapat dikembangkan karena sumberdaya energi tidak terbarukan yang tidak ramah lingkungan yang menimbulkan polusi udara, air, dan tanah yang berdampak kepada penurunan tingkat dan standar hidup.
1.3 Manfaat
BAB II
SUMBERDAYA ENERGI TERBARUKAN
Pada tahun 2010, banyak negara telah menyadari pentingnya pemanfaatan sumber-sumber energi terbarukan sebagai pengganti energi tidak terbarukan seperti minyak bumi, gas bumi, batubara yang telah menimbulkan dampak yang sangat merusak terhadap bumi. Dengan semakin menipisnya cadangan sumber energi tidak terbarukan, maka biaya untuk penambangannya akan meningkat. Hal tersebut berdampak pada meningkatnya harga jual ke masyarakat. Pada saat yang bersamaan, energi tidak terbarukan akan melepaskan emisi karbon ke atmosfir yang menjadi penumbang besar terhadap pemanasan global.
Ada banyak alasan mengapa energi terbarukan menjadi pilihan. Diantaranya adalah relatif bersifat netral karbon, kebanyakan tidak menimbulkan polusi, dan semakin mendapatkan dukungan dari berbagai LSM untuk menggantikan solusi energi tidak terbarukan berbasis bahan bakar fosil. Lebih lanjut, mengimplementasikan teknologi ini dalam masyarakat perdesaan bisa memberikan peluang kemandirian untuk mengelola dan mengupayakan kebutuhan energi mereka sendiri beserta solusinya.
2. 1 Defenisi Sumberdaya Energi Terbarukan
2. 2 Indikator Sumberdaya Energi Terbarukan
Sumberdaya energi terbarukan mempunyai tiga indikator yang akan memperjelas bagian-bagian dari sumber energi terbarukan. Indikator tersebut adalah sebagai berikut :
Direct Solar Energy (Energi Matahari Langsung).
Indirect Solar Energy (Energi Matahari Tidak Langsung).
Other Renewable Energy Sources (Sumber Energi Terbarukan Lainnya).
Energy Solutions (Solusi Energi)
2.2.1. Direct Solar Energy (Energi Matahari Langsung)
Direct solar energy (energi matahari langsung) merupakan sumber energi matahari (surya) yang dihasilkan secara langsung. Matahari menghasilkan energi yang sangat besar.Pemanfaatan energi matahari yang paling sederhana adalah dengan cara langsung, yaitu panasnya digunakan untuk mengeringkan sesuatu seperti menjemur pakaian, bahan makanan (ikan dan kerupuk), dan mengeringkan air laut dalam proses pembuatan garam.
Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik dan untuk memanaskan.Energi matahari langsung mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik yang berguna bagi kehidupan kita. Pada energi matahari langsung, ada tiga pokok pembahasan utama yaitu :
a. Membedakan antara pemanasan tenaga surya aktif dan pasif serta bagaimana kegunaannya masing-masing.
b. Membandingkan kelebihan dan kekurangan sel surya fotofoltaik dan panas matahari pembangkit listrik dalam mengubah energi matahari menjadi listrik.
c. Mengetahui sel-sel bahan bakar bekerja.
Ketiga pokok pembahasan pada energi matahari langsung akan dijelaskan berdasarkan proses untuk memanfaatkan sumber energi matahari (surya) lebih rinci lagi sebagai berikut :
A. Pemanasan Matahari Aktif
Untuk menghasilkan air panas dalam kehidupan sehari-hari kita harus memasak air. Memasak air dengan menggunakan kompor gas yang biasanya kita lakukan tidak efisien. Hal ini disebabkan karena air yang kita masak jumlahnya akan berkurang karena sebagian menjadi uap ketika mencapai titik didih maksimum. Dengan memanfaatkan sumber energi dari matahari, kita dapat memperoleh air panas tanpa memasak air. Berikut ini adalah gambar bangunan yang memanfaatan energi matahari dalam pemanasan matahari aktif untuk memanaskan air :
Gambar 1. Sistem
Pemanasan Matahari Aktif
Ada beberapa komponen pendukung yang digunakan untuk menghasilkan air panas dalam sebuah bangunan yang memanfaatkan sistem pemanasan matahari aktif yaitu sebagai berikut :
a. Panel surya, fungsinya sebagai kolektor yang akan menyerap panas matahari.
b. Metal lempegan, fungsinya sebagai tempat sirkulasi panas yang berasal dari sinar matahari.
d. Tangki air panas, fungsinya sebagai wadah yang akan menampung air panas sebelum didistribusikan untuk keperluan dalam kehidupan sehari-hari.
Adapun tahapan yang dilalui untuk menghasilkan air panas dari sistem pemanasan matahari aktif seperti yang terlihat pada gambar 1 yaitu : panel surya dipasang diatap rumah. Sinar matahari memasuki panel surya dan menghangatkan cairan yang mengalir melalui pipa ke alat penukar panas (metal lempengan). Pada penukar panas (metal lempengan), cairan memanaskan air yang kemudian bergerak ke tangki penyimpanan panas. Di tangki air panas, kemudian dapat didistribusikan untuk keperluan sehari-hari seperti mandi dengan menggunakan air hangat.
B. Pemanasan Matahari Pasif
Untuk memanfaatkan energi matahari pada pemanasan matahari pasif, yaitu secara langsung tanpa membutuhkan peralatan pendukung. Dalam pemanasan matahari pasif dapat dimanfaatkan untuk menghangatkan ruangan sehingga tidak perlu lagi menggunakan alat penghangat ruangan yang menggunakan energi listrik untuk menghangatkan ruangan. Biasanya digunakan di negara yang memiliki empat musim.
Gambar 2. Sistem Pemanasan Matahari Pasif
Pada gambar 2, terlihat sebuah bangunan yang didesain untuk memanfaatkan sistem pemanasan matahari pasif yang akan menghangatkan ruangan terutama pada saat musim dingin tiba. Secara khusus, rumah atau bangunan didesain menghadap ke selatan. Bagian depan rumah dominan menggunakan dinding kaca. Pada saat musim dingin tiba, matahari lebih condong menghadap ke arah timur tenggara. Oleh karena itu, sinar matahari tepat jatuh didepan rumah.
Dinding kaca depan yang menghadap ke selatan memungkinkan cahaya matahari pada musim dingin karena dipantulkan. Di musim dingin, panas tersimpan di lantai yang terbuat dari beton. Adapun pemasangan tirai jendela yang mencegah kehilangan panas di malam hari pada musim dingin. Pada saat musim panas, panas yang dihasilkan oleh sinar matahari yang akan menembus ke ruangan tidak akan terperangkap karena adanya ventilasi yang meloloskan udara panas kembali keluar dari dalam rumah melalui ventilasi.
C. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Termal
selanjutnya terhubung dengan peralatan penyimpan. Prinsip inilah yang mendasari terciptanya selsurya sederhana oleh ilmuwan Prancis Edmond Becquerel. Selanjutnya temuan ini disempurnakan menjadi sel surya yang sangat efisien oleh Darly Chapin, Calvin Souther Fuller, dan Gerald Pearson pada tahun 1954 (id.wikipedia.org).
Sel-sel surya ini kemudian disusun dalam modul-modul menurut ukuran tertentu yang berbentuk lembaran atau panel sehingga dikenal pula dengan nama panel surya atau solar panel. Adapun prinsip kerja pada penggunaan panel surya adalah sebagai berikut :
Gambar 3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya Termal
Panel menyerap panas matahari yang datang bersama cahaya, mengubahnya menjadi energi dan mengalirkan energi listrik tersebut pada alat penyimpanan (aki atau baterai). Selanjutnya,energi yang tersimpan dalam aki dapat digunakan untuk menyalakan peralatan listrik yang berarus searah (direct current/DC). Bila hendak digunakan untuk menyalakan peralatan berarus bolak-balik (alternating current/AC),diantara aki dan peralatan perlu dipasang alat pengubah arus (inverter).
Sel surya fotovoltaik adalah sel surya yang mengkonversi cahaya matahari menjadi listrik secara langsung. Semakin terang sinar matahari, semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan. Adapun prinsip kerja pada penggunaan panel surya adalah sebagai berikut :
Gambar 4. Sel Surya Fotofoltaik (PV)
Pada sel surya fotovoltaik akan terjadi proses konversi dari energi foton ke energi listrik. Satu sel fotovoltaik menggunakan silikon. Ada proses donor atom pada silikon yaitu Tipe P (Phosphorus enriched sillicon) dan Tipe N (Boron enriched sillicon). Tipe P bermuatan positif (+) dan Tipe N bermuatan negatif (+). Terjadinya perbedaan muatan listrik ini maka listrik akan mengalir dari Tipe P ke Tipe N atau listrik mengalir dari kutub positif ke kutuk negatif. Salah satu pemanfaatan sel surya fotovoltaik pada pembangkit listrik tenaga surya adalah yang biasanya digunakan pada lampu jalan.
Indirect solar energy (energi matahari tidak langsung) merupakan sumber energi matahari (surya) yang dihasilkan secara tidak langsung. Beberapa sumber energi terbarukan secara tidak langsung menggunakan energi matahari. Pembakaran biomassa (bahan organik) adalah contoh energi matahari tidak langsung karena tanaman menggunakan energi matahari untuk fototsintesis dan menyimpan energi dalam biomassa. Pada energi matahari tidak langsung, ada dua pokok pembahasan utama yaitu :
a. Mendefenisikan biomassa dari garis besar penggunaannya. b. Membandingkan potensi energi angin dan tenaga air.
Kedua pokok pembahasan pada energi matahari tidak langsung akan dijelaskan berdasarkan proses dancara memanfaatkan sumber energi matahari (surya) tidak langsung lebih rinci lagi sebagai berikut :
A. Energi Biomassa (Biomass Energy)
Beberapa sumber energi terbarukan secara tidak langsung menggunakan energi matahari. Pembakaran biomassa adalah contoh dari energi matahari secara tidak langsung karena tanaman menggunakan energi matahari untuk proses fotosintesis dan menyimpan energi dalam bioamssa. Energi biomassa adalah sumber energi dari bahan organik yang berasal dari tumbuhan dan hewan. Bahan organik ini dapat diperoleh secara langsung melalui pemanfaatan tanaman dan hewan, atau dari sampah. Ketersediaan sampah organik akan terus berlanjut selama kegiatan manusia juga terus menghasilkan sampah, terutama sampah yang berasal dari tumbuhan dan hewan.
Tumbuh-tumbuhan menyerap energi dari matahari untuk pertumbuhan dan perkembangbiakannya. Hewan herbivor memanfaatkan energi matahari yang terdapat pada tumbuhan secara langsung untuk kelangsungan hidupnya, sedangkan hewan karnivor memanfaatkan energi matahari secara tidak langsung yaitu melalui energi yang telah berubah bentuk menjadi daging pada hewan lain.
karenanya, meskipun menghasilkan limbah CO2, pemanfaatan biomassa merupakan pemanfaatan energi yang berkelanjutan.
Biomassa dapat diambil dari limbah pertanian, limbah industri berbahan dasar organik (misalnya pohon jarak atau Ricinus communis. Selain limbah pertanian dan industri, limbah peternakan dan dan limbah rumah tangga juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi biomassa. Bahan penyusun biomassa dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu biomassa kering (limbah kayu, jerami, atau sekam) dan biomassa basah (kotoran ternak dan sampah rumah tangga).
Pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan secara luas adalah pembakaran langsung (direct combustion) dalam bentuk energi biomassa berbentuk cair, contohnya biodisel, bioetanol, dan bio-oil. Biofuel berasal dari setiap bahan padatan, cairan, atau gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik yang dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, domestik, atau pertanian/peternakan.
Ada tiga cara pembuatan biofuel yaitu (www.chem-is-try.org) :
- Pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri, dan pertanian)
- Fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60% metana)
- Fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol dan ester. Apabila bahan bakar fosil mengembalikan karbon yang tersimpan dibawah permukaan tanah selama jutaan tahun ke udara, biofuel lebih bersifat karbon netral dan hanya sedikit meningkatkan konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer.
b. Biodisel
Biodisel merupakan cairan kekuningan pada bagian atas dan dengan mudah dipisahkan dari cairan bagian bawah dengan penuangan secara hati-hati. Untuk skala besar, produk bagian bawah dapat dimurnikan untuk memperoleh gliserin yang berharga mahal.
c. Biogas
Biogas adalah gas produk akhir degradasi anaerobik bahan-bahan organik oleh bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara. Komponen utama biogas adalah metana (CH4, sebanyak 55%-75%) dan karbon dioksida (CO2, sebanyak 25%-45%). Proses produksi biogas terjadi dalam dua tahap, yaitu penyiapan bahan baku dan proses penguraian anaerobik oleh mikroorganisme untuk menghasilkan gas metana.
Biogas berasal dari hasil fermentasi bahan-bahan organik, diantaranya adalah :
- Limban tanaman yaitu tebu, rumput-rumputan, jagung, gandum, dan lain-lain.
- Limbah dari hasil produksi minyak, penggilingan padi, limbah sagu. - Hasil samping industri tembakau, tekstil, tapioka, limbah pengolahan buah-buahan dan sayuran, dedak, ampas tebu dari industri gula, dan limbah cair industri tahu.
- Limbah peternakan dari kotoran sapi, kotoran kerbau, kotoran kambing, dan kotoran unggas.
Beberapa reaktor biogas yang dikembangkan adalah reaktor jenis kubah tetap (fixed dome), drum mengambang (floating drum), balon, horizontal, lubang tanah, dan ferrocement. Dari beberapa jenis tersebut, jenis kubah tetap dan drum mengambang merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Adapun komposisi dari biogas adalah seperti pada tabel berikut :
Tabel 1. Komposis biogas (Widarta, 1997)
Oksigen (O2) 0,1-0,5
Sekalipun pengubahan biomassa menjadi energi juga menghasilkan limbah udara, pemanfaatan energi tak terbarukan. Kendala yang dihadapi pada penggunaan energi biomassa adalah kurangnya sumberdaya manusia yang mau menyediakan dan mengembangkan penggunaan energi biomassa dan besarnya biaya untuk rangkaian peralatannya. Hal ini ironis karena sesungguhnya sebagai negara agraris dengan berbagai limbah pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, Indonesia memiliki potensi besar untuk pengembangan biomassa.
Salah satu contoh pemanfaatan energi biomassa di Indonesia dapat dijumpai di Kabupaten Pasuruan, Jawa Tmur seperti pada gambar
Gambar 5. Pemanfaatan Biogas di Kabupaten Pasuruan, Jatim
Adapun proses yang dilalui untuk menghasilkan energi biogas seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 6. Proses Untuk Menghasilkan Energi Biogas
Di dalam biodigester terdapat bakteri yang akan menguraikan bahan-bahan bahan-bahan tersebut menjadi gas metana. Gas metana akan ditampung pada tabung penyimpanan gas yang siap menjadi bahan bakar.Sisa bahan dari proses tersebut dapat dimanfaatkan menjadi pupuk kompos pada sektor pertanian. Hal inilah yang menyebabkan energi biomassa dikatakan sebagai energi terbarukan.
B. Energi Angin (Wind Energy)
Energi angin merupakan bentuk tidak langsung dari energi matahari. Energi dari sinar matahari ditransformasikan menjadi energi mekanik melalui pergerakan molekul udara yang bersifat sporadis dan banyak terdapat dipermuakaan bumi. Angin merupakan adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan atau suhu udara. Energi angin adalah bentuk energi yang sangat besar yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Pada saat angin bertiup, angin disertai dengan energi kinetik (gerakan) yang bisa melakukan suatu pekerjaan. Contohnya yaitu perahu layar memanfaatkan tenaga angin untuk mendorongnya bergerak di air. (Buku panduan energi yang terbarukan guidebook renewable energy small 2).
Tenaga angin juga bisa dimanfaatkan menggunakan kincir angin yang selanjutnya membangkitkan energi listrik. Ada beberapa wilayah di Indonesia yang memiliki potensi untuk pengembangan pembangkit listrik tenaga bayu. Pada kecepatan tertentu, pergerakan udara ini mampu memutar kincir atau baling-baling udara yang dapat dikonversi menjadi energi listrik. Berikut ini adalah tabel klasifikasi angin :
5 8,0-10,7 Fresh brezee
6 10,8-13,8 Strong brezee
7 13,9-17,1 High wind, moderate
gale, near gale
8 17,2-20,7 Gale, fresh gale
9 20,8-24,4 Strong gale
10 24,5-28,4 Storm, whole gale
11 28,5-32,6 Violent gale
12 ≥32,7 Hurricane
Keterangan : Kecepatan yang memungkinkan untuk pemasangan turbin angin adalah pada baris yang dicetak merah yaitu 3,5-20,7 m/det.
Adapun peta potensi angin di Indonesia dapat dilihat pada peta yang ada dibawah ini :
Gambar 7. Peta Potensi angin di Indonesia
energi listrik yang mampu dihasilkan yaitu sebesar 50 MW. Jumlah turbin yang terpasang sebanyak 33 turbin. Setiap kincir angin/turbin, mampu menghasilkan 1,5 MW.
Provinsi Sulawesi Selatan juga akan menghadirkan kebun angin terbesar yang ada di Indonesia tepatnya di Kabupaten Sidenreng Rappang (Sidrap). Rencana pembangunan pembangkit listrik tenaga bayu di Kabupaten Sidrap sudah dalam proses. Lokasinya berada di Desa Pabberesseng, Kecamatan Watang Pulu. Luas lahan pada PLTB Sidrap yaitu ±100 hektar. Pembangunan pembangkit ini menjadi bagian kerjasama Pemda bersama dengan investor yang ingin melakukan investasi di wilayah Kabupaten Sidrap.
Jumlah kincir angin/turbin yang akan dipasang di PLTB Sidrap yaitu sebanyak 30 turbin. Setiap turbin mampu menghasilkan energi listrik sebesar 2,5 MW, sehingga total dari keseluruhan turbin mampu menghasilkan 75 MW. Pembangunan PLTB Sidrap diperkirakan selesai pada tahun 2018. Berikut ini adalah gambaran pembangunan PLTB
Gambar 8. Fondasi Kincir Angin PLTB Sidrap
Adapun proses yang dilalui untuk menghasilkan energi angin pada pembangkit listrik tenaga bayu dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 9. Kincir Angin
penerima tiuapan angin sehingga bilah turbin akan bergerak memutar akibat adanya gaya dorongan dari angin.
Komponen pendukung lainnya adalah pada bagian belakang bilah turbin terdapat tabung yang berisi gearbox, drive shaft, dan generator. Gear box berfungsi sebagai alat untuk mengatur dan menstabilkan kecepatan angin. Selanjutnya ada generator yang berfungsi mengubah energi mekanik dari angin menjadi energi listrik. Diantara gear box dan generator, terdapat penghubung yang disebut dengan drive shaft.
Energi yang dihasilkan angin untuk membangkitkan listrik tidak menghasilkan limbah dan merupakan sumber energi bersih. Tidak menghasilkan emisi sulfur dioksida, karbon dioksida, nitrogen dioksida. Sekalipun sistem kerja turbin angin tidaklah rumit, setidaknya ada lima kendala dalam penerapan energi listrik tenaga angin di Indonesia yaitu : a. Ketersediaan suku cadangan masih terbatas, padahal turbin angin memerlukan pemeliharaan secara teratur/rutin
b. Pemeliharaannya terkendala masalah lokasi yang terpencil sehingga minim ketersediaan tenaga teknis yang kompeten.
c. Secara ekonomis belum dapat bersaing dengan pemakaian energi fosil.
d. Pemetaan spasial potensi sumber energi angin setiap daerah belum banyak dilakukan.
e. Akibat berbagai kendala tersebut, investasi pembangkit listrik tenaga angin belum menarik di Indonesia.
Secara umum di Indonesia dikenal dua macam cara pemakaian kincir angin, yaitu kincir angin yang energinya dimanfaatkan secara langsung untuk mengambil/mengangkat air dari dalam tanah dan kincir angin dengan rangkaian penyimpan energi untuk kemudian dimanfaatkan untuk menyalakan listrik. Kincir angin yang digunakan langsung untuk mengambil air tanah dikenal dengan nama kincir energi gratis (egra).
pada kecepatan angin yang rendah (www.bumienergi.com). Dalam bahasa Inggris kincir ini disebut Low Wind Speed (LWS).
Egra adalah kincir yang dipasang setinggi 10 m diatas permukaan tanah dan digerakkan oleh angin. Desainnya pun dirancang sesedarhana mungkin agar setiap orang bisa membuatnya. Tidak ada syarat geografis untuk memasang pompa kincir angin inisepanjang angin bertiup minimal 15 km/jam dan terdapat sumber air (sumur, sungai,danau, dan sebagainya). Tenaga yang ditimbulkan oleh putaran kincir disalurkan ke engkol atau lengan penggerak pompa air ( http://www.agriculturesnetwork.org/magazines/indonesia/11-energi-dari-lahan/egra-energi-dari-angin).
Selain untuk memompa air, egra sesungguhnya juga bisa digunakan untuk menyimpan energi sepanjang dihubungkan dengan perangkat penyimpan energi (aki dan baterai) seperti yang dipaparkan sebelumnya mengenai penggunaan energi angin untuk pembangkit listrik tenaga bayu.
Selain dari lima kendala dalam penerapan energi listrik tenaga angin di Indonesia, masih ada delapan poin yang kurang menguntungkan dan diperlukan kajian yang lebih mendalam lagi sebelum memutuskan untuk
menggunakannya yaitu sebagai berikut
(penghematanenergi.blogdetik.com) :
a. Keberadaannya membutuhkan lahan yang luas, apalagi untuk ladang angin yang besar.
b. Gangguan visual, yaitu menghambat pancaran sinar matahari dan juga menyebabkan cahaya matahari berkedip-kedip bila melalui bilah turbin yang berputar.
c. Burung dan kelelawar bisa terluka, bahkan mati karena menabrak bilah turbin yang berputar sehingga populasinya bisa menurun.
d. Kebisingan frekuensi rendah akibat putaran bilah turbin akan terdengar lebih mengganggu dari pada suara angin pada ranting pohon. e. Dalam keadaan tertentu, turbin angin juga dapat menyebabkan interferensi elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk peralatan komunikasi.
global karena menggunakan energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfer.
g. Pembangunan pembangkit angin pada lahan yang bertanah kurang bagus juga dapat menyebabkan rusaknya lahan di daerah tersebut. h. Ladang angin yang terletak di daerah lepas pantai dapat mengganggu kehidupan bawah laut, terutama karena kebisingan frekuensi rendah yang dihasilkan yang akan mengganggu komunikasi ikan-ikan laut.
C. Energi Air (Hydropower)
Energi matahari merupakan energi yang diperoleh dari hasil energi matahari secara tidak langsung. Energi matahari menggerakkan siklus hidrologi yang meliputi curah hujan, penguapan, transpirasi, drainase, dan limpasan. Air mengalir dari ketinggian yang lebih tinggi lalu kembali ke permukaan laut melalui sungai.
Selain matahari, para ilmuan juga menemukan bahwa air adalah zat yang juga tersedia melimpah di permukaan bumi karena 2/3 permukaan bumi diliputi oleh air. Air dapat menjadi sumber energi. Sumber air alami seperti sungai, danau, dan laut yang dapat dimanfaatkan dengan beberapa cara untuk menjadi sumber energi.
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. (Buku panduan energi yang terbarukan guidebook renewable energy small 2)
Ketiga, penggunaan tenaga air pada umumnya merupakan pemanfaatan multiguna karena biasanya dikaitkan dengan irigasi, pengendalian banjir, perikanan, rekreasi, dan navigasi. Bahkan sering terjadi bahwa [embangkitan tenaga listrik hanya merupakan manfaat sampingan dengan misalnya irigasi atau pengendalian banjir sebagai penggunaan utama. Keempat, pembangkit listrik tenaga air dilakukan tanpa ada perubahan suhu. (Energi/Abdul Kadir)
Prinsip utama yang diterapkan dalam pembangkit listrik tenaga air adalah memanfaatkan aliran/pergerakan air untuk menghasilkan energi. Pemanfaatan aliran air sungai untuk membangkitkan tenaga listrik perlu dibantu alat pemutar yang disebut turbin, kincir, atau di Indonesia dikenal sebagai kincir air. Ada banyak pembangkit listrik tenaga air di Indonesia yang sudah beroperasi.
Salah satu pembangkit listrik tenaga air yang ada di provinsi Sulawesi Selatan adalah PLTA Bakaru yang memanfaatkan aliran sungai Mamasa hingga sungai Saddang yang dibendung dan kemudian dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Berikut ini adalah gambar mengenai mekanisme pembangkit listrik tenaga air (PLTA) :
Gambar 10. PLTA
dialirkan menggunakan pipa besar yang kemudian dari aliran air tersebut akan memutar bilah turbin yang terhubung dengan generator untuk menghasilkan energi listrik. Aliran air yang telah menggerakkan turbin kemudian dialirkan keluar kembali ke sungai.
2.2.3. Other Renewable Energy (Sumber Energi Terbarukan Lainnya)
Other renewable energy atau sumber energi terbarukan lainnya mempunyai dua pokok pembahasan yaitu mengenai sumber energi panas bumi dan sumber energi pasang surut. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah masing-masing penjelasan mengenai sumber energi panas bumi dan sumber energi pasang surut :
A. Energi Panas Bumi (Geothermal Energy)
Energi panas bumi adalah energi panas yang berasal dari dalam bumi. Pusat bumi cukup panas untuk melelehkan bebatuan atau magma yang mencair akibat panas yang ada dibawah permukaan bumi. Suhu bumi meningkat 1ºC setiap penurunan 30-50 m dibawah permukaan tanah. Suhu bumi 3.000 m dibawah permukaan cukup panas untuk merebus air. Kadang-kadang air bawah tanah merayap mendekati bebatuan panas dan menjadi sangat panas atau berubah menjadi uap.
Energi panas bumi dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Pembangkit listrik tenaga panas bumi hampir tidak menimbulkan polusi atau emisi. Tenaga ini juga tidak menimbulkan kebisingan. Pembangkit listrik geotermal menghasilkan listrik sekitar 90% dari bahan bakunya, dibandingkan pembangkit listrik berbahan bakar fosil yang hanya menghasilkan 65-75% dari bahan bakunya.
Gambar 11. Peta Potensi Sumber Panas Bumi Indonesia
Pembangkit listrik panas bumi dapat diperoleh dari suatu daerah atau kawasan yang memiliki aktivitas vulkanik. Di Indonesia ada beberapa pembangkit listrik tenaga panas bumi yang telah beroperasi yang tersebar di pulau Jawa dan pulau Sumatera. Ada beberapa yang pembangkit listrik tenaga panas bumi masih dalam tahap perencanaan dan pembangunan. Berikut ini adalah gambar dari proses mekanisme pembangkit listrik tenaga panas bumi :
Untuk menghasilkan energi panas bumi yang akan membangkitkan listrik, membutuhkan beberapa komponen pendukung diantaranya adalah pipa yang digunakan untuk mengalirkan air panas dan uap panas, separator yang digunakan sebagai wadah untuk memisahkan air dan uap panas, turbin digunakan untuk menggerakkan uap, dan generator untuk menghasilkan listrik dari uap yang digerakkan dari turbin.
Untuk mendapatkan zat cair dan gas fluida yang bertemperatur dan bertekanan tinggi, sumur di bor di kedalaman 3.000-10.000 kaki dr permukaan bumi. sumur-sumur produksi tersebut membawa zat cair panas bumi ke permukaan dan dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Karena tekanan yang tinggi dalam reservoir panas bumi, zat cair tersebut akan mengalir keatas dan melalui fasilitas pengolahan di permukaan.
Zat cair panas bumi mengalir melalui kepala sumur dan jaringan pipa sebelum dialihkan ke separator, dimana uap panas dipisahkan dari air panas. Air panas yang dipisahkan disebut brine yang kemudian diinjeksikan kembali ke reservoir lalu dipanaskan kembali oleh magma dan akhirnya dimanfaatkan lagi. Inilah yang menjadikan panas bumi sebagai sumber energi terbarukan.
Dari separator, uap panas dialirkan ke pembangkit listrik melalui sistem jaringan pipa besar diatas permukaan tanah. Diameter dari jaringan pipa uap panas ini bisa mencapai 4 kaki. Jaringan pipa uap panas diinsulasi untuk mencegah lepasnya panas karena jaringan pipa melintasi daerah sepanjang 3 km atau lebih. Jaringan pipa ini panas sekali dan akan memuai jika diisi uap panas. Oleh karena itu, pada setiap beberapa ratus kaki di desain pipa lingkar pemuaian.
dihasilkan dari putaran magnet didalam generator yang akan menghasilkan muatan listrik.
B. Energi Pasang Surut (Tidal Energy)
Pasang surut adalah perubahan atau perbedaan permukaan air laut yang diakibatkan oleh gaya gravitasi (gaya tarik) bulan dan matahari serta karena gerakan revolusi bumi. Bulan dan matahari memberikan gaya gravitasi terhadap bumi yang besarnya bergantung pada besarnya massa benda yang tarik-menarik tersebut. Bulan memberikan gaya tarik (gravitasi) yang lebih besar dibandingkan matahari. Hal ini dikarenakan walaupun massa bulan lebih kecil dari matahari, namun posisinya lebih dekat dengan bumi.
Gaya-gaya ini mengakibatkan air laut yang menyusun 2/3 permukaan bumi menggelembung pada sumbu yang menghadap ke bulan. Pasang surut terbentuk karena rotasi bumi yang berada dibawah muka air yang menggelembung ini yang mengakibatkan kenaikan dan penurunan permukaan laut di wilayah pesisir secara periodik. Gaya tarik gravitasi matahari juga memiliki efek yang sama, namun dengan derajat yang lebih kecil.
Daerah-daerah pesisir mengalami dua kali pasang dan dua kali surut selama periode 24 jam. Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Karena waktu siklus dapat diperkirakan kurang lebih setiap 12,5 jam sekali.
Kelebihan energi pasang surut adalah sebagai berikut :
a. Setelah dibangun, energi pasang surut dapat diperoleh secara gratis. b. Produksi listrik stabil.
c. Pasang surut air laut dapat diprediksi.
Sementara itu, kekurangan dari energi pasang surut adalah sebagai berikut :
a. Biaya instalasi dan pemeliharaannya cukup besar.
c. Hasil dari pembangkit listrik tenaga pasang surut mengikuti grafik sinusoidal sesuai dengan respons pasang surut akibat gerakan interaksi bumi-bulan-matahari.
Pada pemanfaatan pasang surut air laut untuk pembangkit tenaga listrik umumnya diperlukan juga bendungan pasang surut. Cara ini serupa dengan pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang terdapat di dam atau wadukpenampungan air sungai. Hanya saja, dam yang dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada umumnya.
Dam ini biasanya dibangun di muara sungai tempat terjadinya pertemuan antara air sungai dan air laut. Pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Prancis yang dibangun pada tahun 1.966 dan berkapasitas 240 MW. Di indonesia juga akan menghadirkan pembangkit listrik tenaga pasang surut yaitu di Nusa Tenggara Timur (NTT). Pembangkit listrik tenaga pasang surut yang ada di NTT masih dalam tahap pembangunan dan proses konstruksi diprediksis akan selesai pada tahun 2018. Pemerintah Indonesia dan Belanda akan akan menjalin kerja sama membangun jembatan Pancasila-Palmerah di NTT.
Jembatan tersebut membentang 800 m yang menghubungkan Flores dan Pulau Adonara. Jembatan tersebut akan dilengkapi dengan turbin. Teknisnya, turbin akan dipasang dibawah jembatan dan bisa menghasilkan alira listrik dengan memanfaatkan arus laut. Potensi listrik arus laut di wilayah tersebut adalah sebesar 300 MW. Proyek ini menjadi proyek pembangkit listrik perdana yang memanfaatkan arus laut di Indonesia.
Gambar 13. Enegi Pasang Surut
Sistem kerja dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah turbin dipasang diatas struktur pondasi di dasar laut (sekitar 30 m). Tidak diperlukan pengeboran karena bobotnya yang lebih dari 1.000 ton membuatnya tetap stabil diposisi tersebut. Arus laut membuat baling-baling/bilah turbin berputar, menggerakkan generator yang memproduksi listrik. Output bervariasi sesuai kekuatan arus dan dapat diprediksi. Selanjutnya kabel bawah laut mengalirkan listrik ke stasiun di darat, lalu stasiun di darat terhubung dengan jaringan nasional yang mendistribusikan listrik.
2.2.4. Energy Solutions (Solusi Energi)
Menurut Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tentang Konservasi Energi, definisi konservasi energi adalah upaya sistematis, terencana, dan terpadu guna melestarikan sumber daya energi dalam negeri. Sebagai contoh dalam konservasi energi adalah dengan mengurangi penggunaan energi yang menghasilkan limbah pencemar lingkungan. Pelaksanaan konservasi energi mencakup seluruh aspek dalam pengelolaan energi yaitu:
a. Penyediaan energi b. Pengusahaan energi c. Pemanfaatan energi
d. Konservasi sumberdaya energi
Sedangkan untuk efisiensi energi adalah istilah umum yang mengacu pada penggunaan energi lebih sedikit untuk menghasilkan jumlah layanan atau output berguna yang sama. Sebagai contoh dalam efisiensi energi adalah menciptakan teknologi baru yang dalam pemanfaatannya menggunakan sedikit energi. Menggunakan energi secara efisien berdampak langsung pada pengurangan biaya yang dikeluarkan oleh pengguna energi. Industri barang dan jasa menjadi lebih produktif dan kompetitif jika biaya pemakaian energi dapat ditekan. Pada sektor rumah tangga, penghematan energi juga mengurangi biaya pemakaian listrik suatu rumah tangga.
Efisiensi energi merupakan solusi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan kerusakan lingkungan hidup. Saat ini, sebagian besar energi yang digunakan di Indonesia berasal dari pembakaran energi fosil yang menyebabkan polusi gas rumah kaca dan mengakibatkan pemanasan global, perubahan iklim dan kerusakan lingkungan hidup. Efisiensi merupakan salah satu langkah dalam pelaksanaan konservasi energi.
Energi adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu benda. Energi menjadi komponen penting bagi kelangsungan hidup manusia karena hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi yang cukup. Untuk menghindari krisis energi tak terbarukan (unrenewable resources) yang dikarenakan keterbatasan energi di alam, diperlukan sumber energi terbarukan menciptakan peluang kerja, beberapa teknologi mudah digunakan di tempat-tempat terpencil, dan mandiri energi (tidak perlu mengimpor bahan bakar fosil dari negara lain)
Kedua dilihat dari sisi kekurangan yang ada pada sumber energi terbarukan antara lain adalah biaya awal besar, kehandalan pasokan (sebagian besar energi terbarukan tergantung pada kondisi cuaca), saat ini energi konvensional/energi tak terbarukan menghasilkan lebih banyak volume yang bisa digunakan dibandingkan dengan sumber energi terbarukan, energi tambahan yang dihasilkan energi terbarukan harus disimpan karena infrastruktur belum lengkap agar bisa dengan segera menggunakan energi yang belum terpakai.
DAFTAR PUSTAKA
Berg, Linda R. David, M. Hassenzahl. Mary, Catherine Hager. 2011. Visualizing Environmental Science.
Kadir, Abdul. 1995. Energi (Sumberdaya, inovasi, tenaga listrik, dan potensi ekonomi). Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press).
Mediastika, Christina Eviutami. 2013. Hemat Energi & Lestari Lingkungan Melalui Bangunan. Yogyakarta: C.V Andi Offset.
https://dafiqur.wordpress.com/2013/06/29/konservasi-dan-efisiensi-energi/.
