konverter energi

47
KONVERTER ENERGI Oleh: 1. Hidayah Cahayani G (13) 2. Jev N Hilga (14) KE-1D

Upload: hida-cahyani

Post on 24-Oct-2015

536 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

konverter energi

TRANSCRIPT

Page 1: konverter energi

KONVERTER ENERGIKONVERTER ENERGI

Oleh:

1. Hidayah Cahayani G (13)2. Jev N Hilga (14)

Oleh:

1. Hidayah Cahayani G (13)2. Jev N Hilga (14)

KE-1D

Page 2: konverter energi

KONVERTER ENERGI

• Konverter Energi adalah bahan pengubah langsung energi lain menjadi energi listrik

• Macam -macam Konverter Energi antara lain:

1. Sel Surya

2. Pembakaran

3. Termo Elektrik

4. Magneto Hidro Dinamik

5. Termionik

Page 3: konverter energi

Konverter Energi

KONVERSI ENERGI MEKANIK MENJADI LISTRIK

KONVERSI ENERGI PANAS KE LISTRIK

KONVERSI ENERGI ELEKTROMAGNETIK KE ENERGI LISTRIK

KONVERSI ENERGI KIMIA MENJADI LISTRIK

Page 4: konverter energi

KONVERSI ENERGI MEKANIK MENJADI LISTRIK1. Magneto Hidrodinamik

Pengertian

Prinsip Kerja

Skema

Page 5: konverter energi

1. Magneto Hidrodinamik

Magneto Hidrodinamik adalah suatu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Magneto Hidrodinamik terdiri dari ruang bakar, ruang ionisasi, dan elektroda.

Di sekeliling ruang ionisasi dipasang magnet. Bahan bakar hydrogen ditiup ke dalam pada temperatur 2.5000 C. Beda potensial dibangkitkan pada elektroda-elektroda.

Page 6: konverter energi

Prinsip Kerja Magneto Hidrodinamik

• Magneto Hidrodinamik (MHD) bekerjanya adalah berdasarkan HukumFaraday.

• Seperti prinsip kerja generator konvensional, jika terjadi kecepatanrelatif antara penghantar dengan medan magnet, maka pada penghantar tersebut akan terjadi gaya gerak listrik (ggl).

• Gas untuk keperluan MHD diperoleh dari ruang pembakaran 1 yangditiupkan ke dalam ruang 2, di ruang ini diberikan medan magnet yang kuatsehingga gas yang melewati di dalamnya terionisasi.

• Selanjutnya gas yangterionisasi tersebut mengalir melalui ruang elektroda 3 yaitu ruang yangbagian atas dan bawahnya terbuat dari elektroda yang dipisahkan dengan bahan isolasi. Dan elektroda ini dihubungkan dengan beban karena elektroda atas dan bawah kutubnya berbeda.

Page 7: konverter energi

Prinsip Kerja Magneto Hidrodinamik

• MHD dapat dirancang dengan siklus terbuka maupun tertutup. • Kendala pada MHD di antaranya adalah korosi. Usaha

untuk menanggulanginya adalah dengan menggunakan gas-gas mulia He, Ne, Krdan Xe.

• Untuk meningkatkan kualitas gas disemprotkan dari ruang pembakaran, pada gas tersebut diberikan bubuk halus dari Cc atau K.

Page 8: konverter energi

Skema Magneto Hidrodinamik

Page 9: konverter energi

KONVERSI ENERGI PANAS KE LISTRIK

1. Termo Elektrik

2. Termionik

Page 10: konverter energi

Termo Elektrik

Sejarah

Penjelasan

Prinsip Kerja

Kendala

Pemanfaatan

Page 11: konverter energi

Sejarah Termo Elektrik

• Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas. Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.

• Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik

Page 12: konverter energi

Termo Elektrik

• Pembangkitan listrik dengan termo elektrik dasarnya adalah Efek Seebeck yaitu, jika 2 buah logam yang berbeda disambungkan salah satu ujungnya, kemudian diberikan suhu yang berbeda pada kedua sambungan,maka terjadi perbedaan tegangan pada ujung yang satu dengan ujung yang lain.

• Termo Elektrik terdiri dari sambungan serial dari beberapa lapis bahan semi konduktor tipe P dan tipe N menggunakan dua logam penghubung konstanta yang disambungkan pada salah satu ujung dari bahan tipe P dan N tersebut. Ketika diberikan temperatur berbeda hingga 12000 C pada logam-logam penghubung itu, maka dibangkitkan beda potensial pada ujung-ujung akhir.

• Untuk keperluan pembangkitan listrik tersebut umumnya bahan yang digunakan adalah bahan semikonduktor.

Page 13: konverter energi

Prinsip Kerja Termo Elektrik

• Prinsip kerja dari Termoelektrik adalah dengan berdasarkan Efek Seebeck yaitu “jika 2 buah logam yang berbeda disambungkan salah satu ujunganya, kemudian diberikan suhu yang berbeda pada sambungan, maka terjadi perbedaan tegangan pada ujung yang satu dengan ujung yang lain”.

• Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengonversi energi panas menjadi listrik secara langsung (generator termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin (pendingin termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material termoelektrik cukup diletakkan sedemikian rupa dalam rangkaian yang menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian itu akan dihasilkan sejumlah listrik sesuai dengan jenis bahan yang dipakai.

• Kerja pendingin termoelektrik pun tidak jauh berbeda. Jika material termoelektrik dialiri listrik, panas yang ada di sekitarnya akan terserap. Dengan demikian, untuk mendinginkan udara, tidak diperlukan kompresor pendingin seperti halnya di mesin-mesin pendingin konvensional.

Page 14: konverter energi

Prinsip Kerja Termo Elektrik

• Untuk keperluan pembangkitan lisrik tersebut umumnya bahan yang digunakan adalah bahan semikonduktor.

• Semikonduktor adalah bahan yang mampu menghantarkan arus listrik namun tidak sempurna.

• Semikonduktor yang digunakan adalah semikomduktor tipe n dan tipe p.

• Bahan semikonduktor yang digunakan adalah bahan semikonduktor ekstrinsik.

• Persoalan untuk Termoelektrik adalah untuk mendapatkan bahan yang mampu bekerja pada suhu tinggi.

Gambar 1. skema dasar Termoelektrik

Page 15: konverter energi

Daerah tegangan bahan Termoelektrik

Logam Tegangan (mV)

Bismuth -7,7

Konstantan -3,47 hingga -3,4

Kobalt -1,99 hingga -1,52

Nikel -1,94 hingga -1,2

Air raksa -0,07 hingga -0,04

Platina 0Logam Tegangan (mV)

Bismuth -7,7Konstantan -3,47 hingga -3,4

Page 16: konverter energi

Kendala Termo Elektrik

• Kesulitan terbesar dalam pengembangan energi ini adalah mencari material termoelektrik yang memiliki efisiensi konversi energi yang tinggi.

• Parameter material termoelektrik dilihat dari besar figure of merit suatu material. • Idealnya, material termoelektrik memiliki konduktivitas listrik tinggi dan

konduktivitas panas yang rendah.

Page 17: konverter energi

Pemanfaatan Termoelektrik

1. Pembangkit daya2. Kendaraaan bermotor3. Mesin Pendingin

Page 18: konverter energi

Pemanfaatan Termoelektrik

1. Pembangkit daya (Power generation)• Sampai saat ini pembangkitan listrik dari sumber panas harus melalui beberapa

tahap proses. Bahan bakar fosil akan menghasilkan putaran turbin apabiladibakar dengan tekanan yang sangat tinggi. Hasil putaran turbin tersebut akan dipakaiuntuk memproduksi tenaga listrik. Kira-kira 90 persen energi listrik dunia yang berasal dari sumber panas masih memakai cara ini. Sehingga efisiensi energi masihsangat rendah akibat beberapa kali proses konversi. Panas yang dihasilkan banyak yang dilepas atau terbuang percuma. Apabila proses konversi ini dapat diubah,efisiensi energi akan menjadi lebih besar karena listrik bisa didapatkan langsung darisumber panas tanpa melalui beberapa kali tahap konversi. Namun, beberapa pembangkit tenaga listrik sudah menggunakan metode yangdikenal sebagai cogeneration

• Di mana di samping tenaga listrik yang dihasilkan, panas yang dihasilkan selama proses ini digunakan untuk tujuan alternatif. Dengan menggunakan Termoelekrik, panas yang dihasilkan selama proses yang alami pembangkit akan diubah menjadi listrik, sehingga panas yang dihasilkan tidak terbuang secara percuma dan energi yang dihasilkan oleh pembangkit menjadi lebih besar, serta efisiensi energi menjadi lebih tinggi. Termoelektrik juga dapat digunakan pada sistemsolar thermal energy

Page 19: konverter energi

PemanfaatanTermoelektrik

 2. Kendaraaan bermotor • Pada system hybird pada energy panas yang dibuang belum dimanfaatkan untuk

system hybird, maka dari itu muncullah suatu konsep memanfaatkan energy panas yang terbuang pada kendaraan bermotor yang akan dijadikan energy listrik. Konsep yang digunakan dalah konsep Seebeck.

• Apabila terdapat dua sumber temperatur yang berbeda pada dua material semi konduktor makan akan mengalir arus listrik pada material tersebut.Konsep ini lebih dikenal dengan pembangkit termoelektrik. Dengan menggunakan Teknologi Termoelektrik apabila diterapkan pada kendaraan bermotor dimana gas buang pada mesin motor bakar berkisar antara 200-300oC sementara temperatur lingkungan bekisar antara 30-35 oC maka denganadanya beda temperatur ini akan diperoleh gaya gerak listrik yang kemudian dapat digunakan untuk menggerakan motor listrik atau disimpan di dalam batere.

Page 20: konverter energi

Pemanfaatan Termoelektrik

3. Mesin Pendingin• Termoelektrik sebagai pendingin dibuat menjadi sebuah modul semikonduktor

yang jika dialiri arus listrik DC maka kedua sisi modul termoelektrik ini akan mengalami panas dan dingin. Sisi dingin inilah yang dimanfaatkan sebagai pendingin produk. Pemanfaatan termoelektrik biasa ny digunakan dalam bidang kedokteran untuk menyimpan darah segar.

• Adapun solusi yang ditawarkan adalah membuat suatu kotak penyimpan darah portabel yang temperaturnya dijaga konstan. Teknologi termoelektrik memungkinkan untuk mendinginkan darah dalam kapasitas kecil. Sisi dingin pada modul termoelektrik digunakan untuk mendinginkan darah pada suhu yang diinginkan. Untuk menjaga agar suhunya konstan maka biasanya digunakan alat kontrol termostat.

Page 21: konverter energi

2. TermionikPengertian

Skema

Pemanfaatan

Page 22: konverter energi

2. Termionik

• Pembangkitan listrik dengan termionik adalah mengubah energi panas menjadi energi listrik dengan menggunakan efek emisi termionik.

• Emisi termionik adalah terlepasnya elektron dari permukaan logam yang lebih panaske permukaan logam lainnya yang dipanasi bersama-sama.

• Termionik terdiri dari ruangan berisi elektrolit padat Oksida Calsium (CaO) dengan landasan dari bahan nikelin (Ni) sebagai katoda/emiter dengan tutup dari tembaga (Cu) sebagai anoda/kolektor.

• Katoda diberi masukan energi panas 20000 C sehingga elektron valensi meninggalkan katoda menuju ke anoda, dan dibangkitkan beda potensial antara ujung-ujung elektroda.

• Bahan katoda hendaknya mempunyai kemampuan emisi yang cukup pada suhu kerja, mempunyai konduktivitas listrik maupun konduktivitas panas yang tinggi dan stabil terhadap pengaruh kimia.

• Elektron-elektron bebas dari emiter mempunyai energi yang seimbang dengan level Ferminya. Elektron-elektron ini dapat meninggalkan katoda, jumlah dari energi panas yang disuplai padanya akan sama dengan fungsi kerja katoda θc. Elektron-elektron yang diemisikan akan menuju ke arah kolektor (anoda), dengan kerugian energi yang kecil

Page 23: konverter energi

Skema Dasar Converter Termionik

• Elektron electron bebas dari emitter mempunyai energy yang seimbangdengan level ferminya.

• Elektron elektron ini dapat meninggalkan katoda, jumlah darienergy panas yang disuplai padanya akan sama dengan fungsi kerja katoda Ø

• Elektron-elekron yang diemisikan akan menuju ke arah kolektor (anoda), dengankerugian energy yang kecil.

• Pada anoda, elektron elektron yang diserap akanmembangkitkan energi Ø a dalam bentuk panas, hal ini menaikkan level Fermi darianoda, Karena Ø a < Ø c maka selisihnya (Ø c - Ø a) dapat ditranformasikan menjadienergy listrik.

Page 24: konverter energi

Pemanfaatan Termionik

Pemanfaatan dari teknologi Termionik dapat dilihat :• Pada diode, Diode Termionik, dimana diode ini dapat mengkonversi

perbedaanyang panas ke tenaga listrik secara langsung.  • Pada pembangkit listrik tenaga nuklir (pemanfaatan dari panas yang terbuang dari

pembangkit dengan mengkonversinya menjadi listrik)• Pada kapal ruang angkasa (pemanfaatan dari panas yang terbuang dari pembangkit

dengan mengkonversinya menjadi listrik)

Page 25: konverter energi

KONVERSI ENERGI ELEKTROMAGNETIK KE ENERGI LISTRIK

1. Sel Surya

Pengertian

Prinsip Kerja

Jenis - Jenis

Pemanfaatan Sel Surya

Page 26: konverter energi

2. Sel Surya

• Sel surya adalah bahan semi konduktor yang mengubah secara langsung energi cahaya menjadi energi listrik.

• Surya Matahari mengenai sel surya sehingga elektron valensin terlepas dari orbit. Sambungan P-N menghalangi aliran elekton itu, dan dibangkitkan beda potensial.

• Sel surya terdiri dari sambungan p-n, sehingga menghasilkan akumulasi muatan yang berbeda pada kedua sisi sambungan yaitu positif pada posisi ndan negatif pada sisi p.

• Pada saat cahaya menembus bahan semi konduktor tersebut maka elektron dipaksakan keluar dari tempatnya dan ini menimbulkan lubang elektron yang muatannya positif.

• Dengan adanya bataslapisan antara p dan n maka elektron dihalangi berkombinasi kembali dengan demikian maka terdapat beda tegangan antara sisi p dan n.

• Contoh penggunaanny a adalah pada PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Suya)

Page 27: konverter energi

Jenis- Jenis Sel Surya

1. Tipe p-n junction

Pada tipe ini sel surya terdiri dari dua lapisan semikonduktor yaitu tipe n (sebagai window) dan tipe p (sebagai adsorber). Tebal lapisan window berkisar antara 0,6 – 1 μm sedangkan tebal lapisan adsorber berkisar antara 1 – 2 μm.

2. Tipe p-i-n junction

Pada tipe ini sel surya terdiri dari tiga lapisan semikonduktor yaitu tipe n (sebagai window), tipe I (sebagai buffer) dan tipe p (sebagai adsorber).Hal yang menarik dari sistem ini terutama adalah kemampuannya untuk mengubah energi elektromagnetik dari sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung.Dengan menggunakan konstanta matahari 1395 W/m2 ,dapat dilihat bahwa temperatur radiasi efektif di permukaan matahri ialah sekitar 60000 K (108000 R).Menurut hukum perpindahan panas radiasi dari Wiens,energi radiasi matahari yang paling mungkin ialah sekitar 2,8eV.Meskipun energi ini sangat kecil dibanding dengan energi yang didapat dari reaksi nuklir,tetapi sudah lebih dari cukup untu mengupas elektrron valensi dari bermacam material.

Page 28: konverter energi

Prinsip Kerja Sel Surya

• Prinsip kerja sel surya didasarkan pada penggabungan semikonduktor tipe-p yang kelebihan hole dan semikonduktor tipe-n yang kelebihan elektron. 

1.   Semikonduktor tipe-p dan tipe-n sebelum disambungkan.

            

2.  Ketika kedua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan elektron dari emikonduktor tipe-n menuju semikonduktor tipe-p dan perpindahan hole dari semikonduktor tipe-p ke semikonduktor tipe-n pada derah sambungan. Perpindahan elektron maupun hole ini hanya sampai pada jarak tertentu dari batas sambungan awal.

Page 29: konverter energi

Prinsip Kerja Sel Surya

3.  Elektron dari semikonduktor n yang bersatu dengan hole pada semikonduktor p yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang. Daerah ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan positif. Pada saat yang sama. hole dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang ada pada semikonduktor n yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini berkurang. Daerah ini akhirnya lebih bermuatan positif.

4.  Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi (depletion region) ditandai dengan huruf W.Pada daerah deplesi ini terdapat banyak keadaan terisi (hole+elektron). Baik elektron maupun hole yang ada pada daerah deplesi disebut dengan pembawa muatan minoritas (minority charge carriers) karena keberadaannya di jenis semikonduktor yang berbeda.

Page 30: konverter energi

Prinsip Kerja Sel Surya

5.  Perbedaan muatan pada daerah deplesi ini menimbulkan medan listrik internal E dari daerah positif ke daerah negatif pada daerah deplesi yang disebut arus drift. Dengan memperhatikan perpindahan elektron pada arus drift dari arah semikonduktor p ke arah semikonduktor n, sebaliknya perpindahan hole dari arah semikonduktor tipe-n ke arah semikonduktor tipe-p yang mana berlawanan dengan arus yang muncul pada poin 2.

6. Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan p-n berada pada titik

setimbang, yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari semikonduktor p ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik kembali kearah semikonduktor p akibat medan listrik E. Begitu pula dengan jumlah elektron yang berpindah dari smikonduktor n ke p, dikompensasi dengan mengalirnya kembali elektron ke semikonduktor n akibat tarikan medan listrik E. Dengan kata lain, medan listrik E mencegah seluruh elektron dan hole berpindah dari semikonduktor yang satu ke semiikonduktor yang lain. Dengan demikian dalam keadaan ini tidak ada arus dan tegangan yang timbul.

Page 31: konverter energi

Prinsip Kerja Sel Surya

• Jadi jika sel surya tidak menerima energi cahaya, tidak ada arus yang dapat dimanfaatkan. Untuk keperluan sel surya, semikonduktor n berada pada lapisan atas sambungan p yang menghadap kearah datangnya cahaya matahari, dan dibuat jauh lebih tipis dari semikonduktor p, sehingga cahaya matahari yang jatuh ke permukaan sel surya dapat terus terserap dan masuk ke daerah deplesi dan semikonduktorp.

Page 32: konverter energi

Pemanfaatan Sel Surya

Pengertian

Prinsip Kerja

Keuntungan

Jenis

Page 33: konverter energi

Panel Surya (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)

• Panel surya terdiri dari susunan sel surya yang dihubungkan secara seri. Sel surya berfungsi mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Sel surya umumnya dibuat dari silikon yang merupakan bahan semikonduktor. Daya yang dihasilkan sebuah panel surya bergantung pada radiasi matahari yang diterima, luas permukaan panel dan suhu panel. Daya yang dihasilkan semakin besar jika radiasi dan luas permukaan lebih besar, sedang kenaikan suhu mengakibatkan penurunan daya. Karena itu, pada saat pemasangan panel perlu diperhatikan untuk menyediakan jarak dengan atap agar udara dapat bersirkulasi di bawah panel (efek pendinginan).

• Panel Surya type terbaru mempunyai daya 130 Wattpeak per m2 . Wattpeak menunjukkan daya maksimum yang dihasilkan pada kondisi radiasi matahari 1000 W/m2 dan suhu panel 25oC. Panel surya diproduksi dalam berbagai ukuran (daya terpasang). Konstruksi panel surya terdiri dari susunan sel surya, tutup kaca, bingkai Alumunium khusus dan soket. Panel surya memiliki usia yang relatif panjang yaitu minimal 20 tahun, dan umumnya suplier panel surya memberi garansi out put power hingga 10-25 tahun.

Page 34: konverter energi

Prinsip Kerja Panel Surya

• Prinsip dari Panel surya ialah mengubah intensitas cahaya matahari menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menjalankan peralatan elektronik.

• Panel surya/modul surya merupakan suatu paket yang terdiri dari sel-sel yang disusun secara horizontal dan dilapisi oleh kaca sehingga dapat di pasang menghadap matahari.

• Sebuah modul diklasifikasikan berdasarkan daya maksimumnya. Sel-sel itu terbuat dari kristal silikon yang dikembangkan dalam bentuk ingot.

• Dalam potongan tipis yang disambungkan melalui elektroda untuk membentuk sel.

Page 35: konverter energi

Jenis - Jenis Panel Surya

1. Monokristal (Mono-crystalline)

2. Polikristal (Poly-crystalline)

3. Thin Film Photovoltaic

Page 36: konverter energi

Jenis - Jenis Panel Surya

1. Monokristal (Mono-crystalline)• Merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan teknologi terkini &

menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrik besar pada tempat-tempat yang beriklim ekstrim dan dengan kondisi alam yang sangat ganas. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.

Page 37: konverter energi

Jenis - Jenis Panel Surya

2. Polikristal (Poly-crystalline)• Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak karena dipabrikasi

dengan proses pengecoran. Type ini memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama. Panel suraya jenis ini memiliki efisiensi lebih rendah dibandingkan type monokristal, sehingga memiliki harga yang cenderung lebih rendah.

Page 38: konverter energi

Jenis - Jenis Panel Surya

3. Thin Film Photovoltaic• Merupakan panel surya (dua lapisan) dengan struktur lapisan tipis mikrokristal-

silicon dan amorphous dengan efisiensi modul hingga 8.5% sehingga untuk luas permukaan yang diperlukan per watt daya yang dihasilkan lebih besar daripada monokristal & polykristal. Inovasi terbaru adalah Thin Film Triple Junction PV (dengan tiga lapisan) dapat berfungsi sangat efisien dalam udara yang sangat berawan dan dapat menghasilkan daya listrik sampai 45% lebih tinggi dari panel jenis lain dengan daya yang ditera setara.

Page 39: konverter energi

Keuntungan Panel Surya

• PLTS mampu menyuplai listrik untuk lokasi yang belum dijangkau jaringan listrik PLN, dimana keuntungan panel surya adalah sebgaai berikut:

1. Potensi pemanfaatan energi surya tersebar secara merata sehingga dapat digunakan untuk daerah yang terpencil.

2. Listrik surya merupakan solusi yang cepat, karena proses instalasi yang relatif cepat untuk menghasilkan listrik penerangan dll.

3. Tenaga Surya merupakan energi yang sangat bersih,

4. Sistem tenaga Surya sudah terbukti handal lebih dari 50 tahun mendukung program luar angkasa.

5. Panel Surya merupakan salah satu alat yang dapat memanfaatkan potensi energi radiasi matahari sebesar 4,8 Kwh/ m2 / hari .

6. Panel Surya mempunyai kesan modern dan futuristik, tetapi juga mempunyai kesan peduli lingkungan dan bersih.

Page 40: konverter energi

KONVERSI ENERGI KIMIA MENJADI LISTRIK1.Sel Pembakaran

Pengertian

Pemanfaatan

Prinsip Kerja

Kelemahan & Kelebihan

Jenis

Page 41: konverter energi

1. Sel Pembakaran

• Sel pembakaran adalah sebuah perangkat elektrokimia yang mengubah energi kimia ke energi listrik secara kontinyu.

• Sel pembakaran berupa ruangan dengan tiga pintu. Pintu pertama untuk masuk bahan bakar (hydrogen, ethylene, methane). Pintu kedua untuk masuk oksigen. Pintu ketiga untuk keluar oksida hasil pembakaran dan air. Elektrolit yang digunakan adalah alkali Kalium Hidroksil (KOH). Tegangan keluaran dibangkitkan pada elektroida-elektroda.

• Bahan bakar yang ditiup bersama dengan oksigen ke ruangan berisi elektrolit untuk proses oksidasi, dan dibangkitkan beda potensial pada ujung-ujung elektroda.

• Bahan pembakar yang lebih reaktif adalah yang dapat digunakan atau dioksidasi pada suhu yang lebih rendah.

• Hidrogen atau bahan pembakar yang menghasilkan hidrogen secara langsung dapat dioksidasi pada suhu rendah.

• Bahan pembakar elektrolit dapat menggunakan minyak alam. Keuntungannya adalah harganya murah tetapi minyak alam hanya dapat dioksidasikan pada suhu yang tinggi.

Page 42: konverter energi

1. Sel Pembakaran

• Bahan bakar + O2 ---------------- > oksida + energi listrik Elemen inti dari sebuah set pembakaran adalah : bahan bakar, oksida,elektrolit dan 2 buah elektroda.

• Pada sebuah baterai biasa, energi kimia yang diubah oleh sebuah sel adalah tetap. Jika bahan bakar(fuel) dan oksidan di baterai telah habis, maka baterai tersebut harus diganti atau diisi ulang (recharge).

• Perbedaan mendasar sebuah sel bahan bakar dengan baterai biasa ditentukan dengan supply bahan bakar (oksidan) ke dalam sel. Pada sel bahan bakar, energi dipasok terus menerus. Hal ini sama dengan sebuah mesin yang memerlukan bahan bakar untuk mengubah dari energi kimia menjadi energi mekanik. Sedangkan pada sel bahan bakar, energi yang dihasilkan langsung menjadi energi listrik.

Page 43: konverter energi

Prinsip Kerja Sel Pembakaran

• Pada prinsipnya, sel pembakaran berlandaskan reaksi kimia sebagai berikut :• Bahan bakar + O2 Oksida + energi listrik• Elemen inti dari sebuah sel pembakaran adalah bahan bakar, oksida, elektrolit, dan

dua buah elektroda. Skema sel pembakaran seperti yang terlihat pada gambar berikut. Reaksi kimia yang terjadi pada fuel cell :

Anoda : 2H2 ¾¾® 4H+ + 4e-

Katoda : 4e- + 4H+ + O2 ¾¾® 2H2O• Sebuah sel bahan bakar bekerja dengan prinsip sebagai berikut. Dua buah elektrode

karbon yang tercelup dalam larutan elektrolit (dalam hal ini asam) dan dipisahkan dengan sebuah pemisah gas. Bahan bakar, dalam hal ini hidrogen, digelembungkan melewati permukaan satu elektrode melewati elektrode lainnya. Ketika kedua elektrode dihubungkan dengan beban luar,

Page 44: konverter energi

Jenis-Jenis Sel Pembakaran

1. Tipe pada suhu tinggi adalah MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) dan SOFC (Solid Oxide Fuel Cell).

2. Sedangkan untuk tipe suhu rendah adalah PAFC (Phosphoric acid Fuel Cell) dan PEFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell).

Page 45: konverter energi

Pemanfaatan Sel Pembakaran

a) Sebagai pembangkit tenaga listrik.

b) Dikembangkan sebagai batere pada handphone, laptop, MP3 player, kamera digital dan perangkat portabel lainnya.

c) Pemakaian fuel cell pada rumah tangga untuk pembangkit tenaga listrik.

d) Digunakan sebagai sumber energi listrik pada mobil.

e) Digunakan pada alat transportasi massal, seperti pada bis dan kereta api.

Page 46: konverter energi

Kelemahan & Kelebihan Sel Pembakaran

• Kelemahan• Hidrogen yang Sulit Diproduksi• Sensitif pada Kontaminasi Zat

Asing• Harga Katalisator Platinum yang

Mahal• Pembekuan• Memerlukan Teknologi Tinggi dan

Baru• Ketiadaan Infrastruktur

• Kelebihan• Tidak Mengeluarkan Emisi

Berbahaya (Zero Emission)• Efisiensi yang Tinggi (High

Efficiency)• Cepat Mengikuti Perubahan

Pembebanan (Rapid Load Following)

• Temperatur Operasional Rendah• Reduksi Transformasi Energi

Page 47: konverter energi

Terima Kasih