SUMBER ENERGI

TENAGA SURYATUGAS MAKALAH PETROKIMIA

DISUSUN OLEH :

RELA AMALIA 0807035052

RANI NOVIA ULYA 0807035061

NOVITA RIAUWINDA 0807035092

WAHIDATUL NURIYAH 0807035077

DESI RIZKI HANDAYANI 0807035059

AYU MURTIASIH 0807035044

TETI NURBAITI 0807035030

KIMIA’08

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS MULAWARMAN

SAMARINDA

2012

BAB 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Saat ini kebutuhan energi, khususnya energi listrik (energi listrik adalah energi yang

mudah dikonrversikan ke dalam bentuk energi yang lain) terus Meningkat dengan pesat,

bahkan di luar estimasi yang diperkirakan. Hal ini sudah selayaknya sebagai dampak

meningkatnya seluruh aktivitas kehidupan

yang menggunakan energi listrik.

Jika kita melihat konsumsi energi di seluruh dunia saat ini, penggunaan energi

diprediksi akan meningkat sebesar 70% antara tahun 2000 sampai 2030. Sumber energi yang

berasal dari fosil, yang saat ini menyumbang 87,7% dari total kebutuhan energi dunia

diperkirakan akan mengalami penurunan disebabkan tidak lagi ditemukan sumber cadangan

baru.

Cadangan sumber energi yang berasal dari fosil diseluruh dunia diperkirakan sampai

40 tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam dan 200 tahun untuk batubara.

Kondisi keterbatasan sumber energy di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi

dunia dari tahun ketahun (pertumbuhan konsumsi energy tahun 2004 saja sebesar 4,3%),

serta tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global dan polusi lingkungan

membuat tuntutan untuk segera mewujudkan teknologi baru bagi sumber energi yang

terbaharukan.

Di antara sumber energi terbaharukan yang saat ini banyak dikembangkan [seperti

turbin angin tenaga air (hydro power), energy gelombang air laut, tenaga surya tenaga panas

bumi, tenaga hydrogen dan bioenergi], tenaga surya merupakan salah satu sumber yang

cukup menjanjikan.

Sebagai negara yang terletak di garis khatulistiwa bumi sehingga memiliki energi

sinar matahari berlimpah tidak dapat memanfaatkannya secara baik. Pemanfaatan energi

matahari selama ini baru digunakan sebagai pemanas air di rumah-rumah mewah maupun

hotel, itupun masih produk impor. Padahal, di negara-negara Eropa utara yang relatif miskin

sinar matahari, justru banyak memanfaatkan energi matahari sebagai energi terbaharukan,

ramah lingkungan, dan murah. Oleh karena itu dalam makalah ini akan coba dibahas

mengenai beberapa pemanfaatan sumber energy dari tenaga surya yaitu Matahari.

B. Tujuan

Adapun tujuan dari pembahasan sumber energi terbaharukan Tenaga surya ini antara

lain :

Memahami tentang sumber energy terbaharukan Tenaga Surya

Mengetahui manfaat dan cara pemanfaatan dari Matahari sebagai sumber energi

terbaharukan

Mengetahui kelebihan pemanfaatan sumber energi tenaga surya

BAB 2

ISI

A. ENERGI ALTERNATIF

Sumber utama penghasil emisi karbondioksida secara global, yaitu pembangkit

listrik bertenaga batubara. Pembangkit listrik ini membuang energi dua kali lipat dari energi

yang dihasilkan. Semisal, energi yang digunakan 100 unit, sementara energi yang dihasilkan

35 unit. Maka, energi yang terbuang adalah 65 unit! Setiap 1000 megawatt yang dihasilkan

dari pembangkit listrik bertenaga batubara akan mengemisikan 5,6 juta ton karbondioksida

per tahun yang merupakan salah satu gas rumah kaca penyebab global warming.

Selanjutnya apabila kita menggunakan bahan bakar gas, memang relatif murah

dan ramah lingkungan. Namun cadangan gas bumi kita terbatas. Belum lagi persaingan

dengan konsumsi publik karena PT. Pertamina saat ini melakukan program konversi minyak

tanah ke bahan bakar gas. Jelas hal ini merupakan dua hal yang kompetitif.

Selain itu ada juga pemanfaatan energi panas bumi bisa menjadi alternatif yang

murah dan ramah lingkungan. Tetapi pemanfaatan energi panas bumi tidak bisa maksimal

karena persediaannya sangat terbatas dan teknologi untuk mengelolanya dianggap mahal.

Bagaimana dengan energi tenaga air? Energi ini termasuk yang paling murah untuk

dimanfaatkan. Namun, kendala yang kerap terjadi adalah ketika musim kemarau tiba.

Sumber-sumber air yang digunakan sebagai pembangkit seringkali menyurut dan jauh

berkurang sehingga tidak dapat beroperasi secara optimal. 

Selanjutnya bagaimana dengan teknologi nuklir? Mungkin secara teknologi

bangsa kita sudah bisa mampu. Namun sejarah mengenai kasus teknologi ini di Uni Soviet

maupun tragedi Hiroshima dan Nagasaki menjadi trauma bagi dunia pada umumnya.

Tentunya permasalahannya adalah waktu sosialisasi yang cukup lama terhadap penanganan

resiko dari teknologi ini.

Sebagai salah satu solusi masalah energi diatas yaitu energi matahari atau tenaga

surya. Energi matahari yang dipancarkan ke planet bumi adalah 15.000 kali lebih besar

dibandingkan dengan penggunaan energi global dan 100 kali lebih besar dibandingkan

dengan cadangan batubara, gas, dan minyak bumi. Permasalahan energi matahari ini

mungkin sedikit banyak mirip dengan energi nuklir. Sebenarnya secara teknologi bangsa

Indonesia sudah mampu mengelolanya. Bahkan teknologi mutakhir telah mampu mengubah

10-20 % pancaran sinar matahari menjadi tenaga surya. Secara teoritis untuk mencukupi

kebutuhan energi global, penempatan peralatan tersebut hanya memerlukan kurang dari satu

persen permukaan bumi, bukankah suatu hal yang efisien.

Namun sebagai negara yang terletak di garis khatulistiwa bumi sehingga memiliki

energi sinar matahari berlimpah tidak dapat memanfaatkannya secara baik. Pemanfaatan

energi matahari selama ini baru digunakan sebagai pemanas air di rumah-rumah mewah

maupun hotel, itupun masih produk impor. Padahal, di negara-negara Eropa utara yang

relatif miskin sinar matahari, justru banyak memanfaatkan energi matahari sebagai energi

terbaharukan, ramah lingkungan, dan murah. Bagaimana dengan bangsa Indonesia?

B. TENEGA SURYA

Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi

sebenarnya sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024 joule pertahun. Jumlah energi

sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata

lain, dengan menutup 0,1% saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki

efisiensi 10% sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini.

Perkembangan yang pesat dari industri sel surya (solar sel) di mana pada tahun 2004 telah

menyentuh level 1000 MW membuat banyak kalangan semakin melirik sumber energi masa

depan yang sangat menjanjikan ini.

Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari sebenarnya hanya diterima oleh

permukaan bumi sebesar 69 persen dari total energi pancaran matahari. Suplai energi surya

dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sangat luar biasa besarnya yaitu

mencapai 3 x 1024 joule pertahun, energi ini setara dengan 2 x 1017 Watt. Jumlah energi

sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata

lain, dengan menutup 0,1 persen saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang

memiliki efisiensi 10 persen sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh

dunia saat ini.

Energy surya atau dalam dunia internasional lebih dikenal sebagai solar cell

atau photovoltaic cell, merupakan sebuah divais semikonduktor yang memiliki permukaan

yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe p dan n, yang mampu merubah energi sinar

matahari menjadi energi listrik

Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel.

Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang tidak tampak

memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang

disebut dengan photon. Penemuan ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein pada tahun

1905. Energi yang dipancarkan oleh sebuah cahaya dengan panjang gelombang dan

frekuensi photon V dirumuskan dengan persamaan:

E = h.c/

C. UPAYA PEMANFAATAN ENERGI MATARHARI

Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika

dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi

energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara

langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan.

Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap

kesempatan.Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan

mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita

memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah

“tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas

atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar

matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya, voltaic=tegangan)Photovoltaic tenaga

matahari: melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah

penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel

bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.

Bahan semi konduktor yang paling umum dipakai dalam sel photovoltaic adalah

silikon, sebuah elemen yang umum ditemukan di pasir. Semua sel photovoltaic mempunyai

paling tidak dua lapisan semi konduktor seperti itu, satu bermuatan positif dan satu

bermuatan negatif. Ketika cahaya bersinar pada semi konduktor, lading listrik menyeberang

sambungan diantara dua lapisan menyebabkan listrik mengalir, membangkitkan arus DC. 

Makin kuat cahaya, makin kuat aliran listrik.

Sistem photovoltaic tidak membutuhkan cahaya matahari yang terang untuk

beroperasi. Sistem ini juga membangkitkan listrik di saat hari mendung, dengan energi

keluar yang sebanding ke berat jenis awan. Berdasarkan pantulan sinar matahari dari awan,

hari-hari mendung dapat menghasilkan angka energi yang lebih tinggi dibandingkan saat

langit biru sedang yang benar-benar cerah.

Saat ini, sudah menjadi hal umum piranti kecil, seperti kalkulator, menggunakan

solar sel yang sangat kecil. Photovoltaic juga digunakan untuk menyediakan listrik di

wilayah yang tidak terdapat jaringan pembangkit tenaga listrik. Kami telah mengembangkan

lemari pendingin, yang bernama Solar Chill yang dapat berfungsi dengan energi matahari.

Setelah dites, lemari pendingin ini akan digunakan oleh organisasi kemanusiaan untuk

membantu menyediakan vaksin di daerah tanpa listrik, dan oleh setiap orang yang tidak

ingin bergantung dengan tenaga listrik  untuk mendinginkan makanan mereka. Penggunaan

sel photovoltaic sebagai desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai contoh,

atap ubin atau slites solar dapat menggantikan bahan atap konvsional. Modul film yang

fleksibel bahkan dapat diintegrasikan menjadi atap vaulted, ketika modul semi transparan

menyediakan percampuran yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari. Sel

photovoltaic juga dapat digunakan untuk menyediakan tenaga maksimum ke gedung pada

saat hari di musim panas ketika sistem AC membutuhkan energi yang besar, hal itu

membantu mengurangi beban maskimum elektik.Baik dalam skala besar maupun skala kecil

photovoltaic dapat mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam

selnya.

D. APLIKASI PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI

Pendingin tenaga matahari

Pendingin tenaga matahari menggunakan sumber energi panas untuk

menghasilkan dingin dan /atau mengurangi kelembaban udara dengan cara yang sama

dengan lemari pendingin atau AC konvensional. Aplikasi ini cocok dengan energi panas

matahari, sejalan dengan meningkatnya permintaan pendingin ketika panas matahari

banyak. Pendingin tenaga matahari telah sukses didemonstrasikan. Penggunaan skala besar

dapat diharapkan di masa depan, sejalan dengan berkurangnya biaya teknologi ini, terutama

untuk sistem skala kecil.

Modul Sel Surya

Sel-sel surya biasanya disusun menjadi modul-modul yang setiap modulnya bisa

terdiri dari 40 sel surya. Sejumlah modul bisa disusun untuk membentuk barisan PV yang

dipasang dengan sudut tetap menghadap selatan. Atau bahkan bisa dipasang di sebuah

perangkat penjejak sinar matahari, untuk mendapatkan energi matahari lebih banyak

sepanjang hari.

Beberapa barisan PV bisa menghasilkan daya yang cukup untuk sebuah rumah.

Sedangkan untuk aplikasi industri atau perusahaan listrik, ratusan baris PV bisa

dihubungkan untuk membentuk satu sistem PV besar dan cukup untuk memenuhi kebutuhan

listriknya.

Sel Surya Film Tipis

Sel surya film tipis menggunakan beberapa lapis bahan semikonduktor dengan

ketebalan dalam skala mikrometer. Teknologi tersebut memungkinkan untuk membuat sel

surya yang diintegrasikan dengan atap rumah hingga skylight. Bahkan sel surya untuk

aplikasi tersebut didesain mempunyai kekuatan yang sama dengan atap rumah sebenarnya.

Sel Surya Terkonsentrasi

Beberapa sel surya juga didesain untuk bekerja dengan sinar matahari yang

difokuskan (concentrated sunlight). Sel-sel surya tersebut diintegrasikan ke dalam kolektor

sinar matahari yang biasanya menggunakan lensa untuk memfokuskannya ke atas sel surya.

Ada beberapa keuntungan dan kerugian dengan menggunakan teknik ini jika

dibandingkan dengan panel surya pelat datar. Tujuan utamanya adalah menggunakan

sesedikit mungkin bahan semikonduktor yang mahal sembari meningkatkan efisiensinya

dengan lebih banyak melipatgandakan energi matahari yang mengenai permukaan sel.

Tetapi karena lensa harus diarahkan ke matahari, penggunaan kolektor menjadi dibatasi oleh

lokasi atau wilayah yang paling banyak mendapatkan sinar matahari.

Hampir sama dengan panel surya pelat datar, teknologi ini juga bisa dipasang di

atas perangkat penjejak matahari yang sederhana, tetapi sebagian besar menggunakan

perangkat yang canggih. Akibatnya, pemakaian teknologi sel surya ini masih terbatas pada

perusahaan listrik, industri dan bangunan-bangunan besar.

Unjuk kerja sel surya

Unjuk kerja sel surya bisa diukur dengan melihat efisiensinya dalam mengubah

sinar matahari menjadi listrik. Hanya rentang energi tertentu dari sinar matahari yang secara

efisien bisa diubah menjadi listrik, dan sebagian besarnya dipantulkan ataupun diserap oleh

bahan pembentuk sel surya.

Karena beberapa hal tersebut, maka efisiensi sel surya komersial hanya sebesar

15%, atau sekitar seperenam dari sinar matahari yang menghasilkan listrik. Semakin rendah

efisiensinya, maka semakin lebar panel surya yang dibutuhkan, dan artinya, semakin mahal

harga yang harus dibayarkan. Meningkatkan efisiensi sel surya dengan tetap

mempertahankan harga tetap rendah merupakan tantangan yang harus dipecahkan.

Hingga kini, sedikit demi sedikit tantangan tersebut bisa diatasi, terbukti dengan

efisiensi sebesar 15% saat ini dimana pada tahun 1950an, efisiensi masih kurang dari 4%.

Pemanas Air Tenaga Surya

Air dangkal di sebuah kolam atau danau cenderung lebih panas dibandingkan

dengan air yang berada di tempat yang lebih dalam. Hal tersebut terjadi karena matahari bisa

memanaskan dasar kolam atau danau di area yang lebih dangkal, dan itu berarti air yang

berada di atasnya juga menjadi panas. Dengan prinsip yang sama, sinar matahari bisa

digunakan sebagai pemanas air di bangunan dan kolam renang.

Sebagian besar sistem pemanas air yang menggunakan matahari sebagai sumber

panasnya, terdiri dari dua bagian utama : kolektor sinar matahari dan tangki penyimpan.

Kolektor yang umum digunakan adalah kolektor pelat datar. Kolektor tersebut terdiri dari

kotak datar tipis dengan tutup bagian atasnya transparan dan menghadap ke arah matahari.

Pipa-pipa kecil yang ada di dalam kotak tersebut dan dipasangkan pada pelat berwarna

hitam yang berfungsi untuk menyerap panas dari matahari,  membawa cairan, yang bisa

berupa air ataupun cairan lain, untuk dipanaskan.

Setelah panas terbentuk di kolektor, cairan yang berada di dalam pipa-pipa

tersebut menjadi panas. Cairan panas tersebut kemudian menuju ke tangki penyimpan yang

biasanya berukuran lebih besar dan terisolasi secara termal lebih baik dibandingkan tangki

penyimpan pemanas air biasa.

Sistem yang menggunakan cairan bukan dari air, biasanya menggunakan cairan

tersebut untuk memanaskan air melalui pipa-pipa yang dibentuk seperti lilitan di dalam

tangki tersebut. Sistem yang digunakan bisa berupa sistem aktif ataupun pasif, tetapi yang

paling umum digunakan adalah sistem aktif.

Sistem aktif bekerja bergantung kepada pompa untuk menggerakkan cairan dari

kolektor ke tangki penyimpan. Sedangkan pasif sistem bekerja dengan mengandalkan

gravitasi dan sifat alami air untuk bersirkulasi jika dipanaskan.

Sistem yang digunakan untuk kolam renang jauh lebih sederhana. Pompa

penyaring kolam renang digunakan untuk mengalirkan air melalui sebuah kolektor sinar

matahari, yang biasanya terbuat dari plastik atau karet hitam, dan air panasnya kemudian

dialirkan kembali ke kolam renang.

Solar Thermal

Sebagian besar pembangkit listrik yang ada saat ini menggunakan bahan bakar

fosil sebagai sumber panas untuk mendidihkan air. Uap air yang dihasilkan kemudian

memutar turbin, yang pada akhirnya menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik.

Tetapi kini mulai banyak pembangkit listrik yang menggunakan sistem konsentrator surya,

menggunakan matahari sebagai sumber panas.

Ada tiga tipe utama sistem konsentrator surya, yaitu : parabolic,dish/engine,

menara pembangkit.Sistem parabolik memusatkan energi sinar matahari dengan

menggunakan cermin panjang berbentuk U.

Cermin-cermin tersebut diatur mengarah sinar matahari dan memusatkan sinar

matahari ke sebuah pipa berisi minyak yang memanjang di tengah-tengah titik pusat

parabolik tersebut. Minyak panas tersebut digunakan untuk mendidihkan air di generator

uap konvensional dan menghasilkan listrik.

Sistem Dish Engine

Sistem dish engine menggunakan piringan cermin untuk mengumpulkan sinar

matahari pada sebuah penerima yang berfungsi untuk menerima sinar matahari dan

memindahkan panasnya ke cairan yang berada di dalam mesin.

Panas yang terjadi mengakibatkan cairan di dalam mengembang dan menekan

piston atau turbin dan menghasilkan energi mekanis. Energi mekanis tersebut kemudian

digunakan untuk memutar generator ataupun alternator untuk menghasilkan listrik.

Sementara itu, sistem yang menggunakan menara pembangkit membutuhkan

cermin dalam jumlah yang besar dan ditempatkan di suatu lokasi yang luas untuk

mengumpulkan sinar matahari dan memusatkannya ke bagian atas sebuah menara dimana

sebuah penerima ditempatkan yang didalamnya berisi garam.

Panas yang dihasilkan digunakan untuk mencairkan garam yang kemudian

mengalir untuk memanaskan air atau fluida kerja lainnya melalui sebuah heat exchanger.

Uap yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin dan memutar generator uap

konvensional. Garam cair merupakan material yang bisa menyimpan panas dalam waktu

yang lama. Artinya listrik bisa dihasilkan pada saat matahari telah terbenam atau pada saat

langit sangat berawan.

Hybrid Tenaga Surya

hybrid power system adalah suatu sistem pembangkit listrik dengan menggunakan

berbagai sumber energi. Dalam konteks remote area power suply systems, hybrid power,

menurut Adjat, adalah suatu sistem pembangkit listrik yang menggunakan diesel generator,

baterai, sumber energi terbarukan (renewable energy), unit pengkondisian daya berikut

peralatan kontrol yang terintegrasi. Secara sederhana hybrid power system, menggabungkan

energi tenaga surya, mesin diesel yang memerlukan bahan bakar, dan baterai yang berfungsi

untuk penyimpanan energi. Ketiganya disambungkan, sehingga menjadi energi listrik yang

bisa disalurkan ke rumah-rumah

BAB 3

PENUTUP

A. Kesimpulan

Sinar Matahari adalah merupakan sumber energi alternatif yang sangat penting karena

dengan menggunakan sel surya energi matahari dapat diubah langsung menjadi energi listrik,

selanjutnya dapat diubah menjadi energi lain sesuai dengan kebutuhan. Ini sehubungan

dengan semakin langka dan mahalnya bahan bakar minyak sebagai penyangga utama energi.

Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika

dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi

energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara

langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan.

Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap

kesempatan. Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari.

B. Saran

Berdasarkan uraian diatas, hendaknya pemerintah lebih proaktif untuk mencari sumber

energi baru dan terbaharukan. Ada beberapa langkah yang dapat menjadi bahan pemikiran

kita bersama. Pertama, diversifikasi penelitian dan pengembangan energi matahari. Dana

untuk penelitian dan pengembangan energi alternatif perlu ditingkatkan tiap tahunnya.

Kedua, dengan perkembangan teknologi, khususnya biaya produksi energi surya dapat

bersaing dengan energi fosil. Ketiga, kemauan politik dari semua pihak harus tinggi.

Sehingga apabila dilakukan produksi energi matahari secara masal, maka sumber energi ini

tereksplorasi sebagai energi utama di masa depan.

Yang pasti, kedepannya kita tidak akan meninggalkan krisis energi bagi anak cucu

bangsa Indonesia. Justru mewariskan teknolgi masa depan yang mutakhir. Teknologi yang

murah, ramah lingkungan dan efisien.