makalah energi surya kk tingkat
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
1/20
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi adalah satu kata yang mempunyai makna sangat luas karena tidak
ada aktifitas di alam raya ini yang bergerak tanpa energi dan itulah sebabnya kata
salah seorang professor di Jepang bahwa hampir semua perselisihan di dunia ini
dipicu, atau berpangkal pada perebutan atas penguasaan sumber energi.
Secara umum sumber energi dikategorikan menjadi dua bagian yaitu
conventional energy dan non-conventional energy. Sumber energi fosil adalah
termasuk kelompok yang pertama, dan ternyata sebagaian besar aktivitas di dunia
ini menggunakan energi konvensional.
Dunia membutuhkan sumber energi alternatif ramah lingkungan yang
ketersediaannya berlimpah, serta dapat diperbarui (non-konvensional . !ntuk
memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat itulah maka dikembangkan
berbagai energi alternatif, di antaranya energi terbarukan. "otensi energi
terbarukan, seperti# biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin
dan energi samudera, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi
energi terbarukan di $ndonesia sangatlah besar.
1.2 Perumusan Masalah
%asalah yang dibahas dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut#
a. &pakah yang dimaksud dengan Energi Surya'
b. agaimana pemanfaatan Energi Surya di $ndonesia'
c. agaimana aplikasi)penerapan Energi Surya di $ndonesia'
1.3 Tujuan
1
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
2/20
*ujuan dari penulisan makalah ini adalah#
a. %engetahui definisi Energi Surya
b. %engetahui pemanfaatan Energi Surya di $ndonesia
c. %engetahui aplikasi)penerapan Energi Surya di $ndonesia
1.4 Manaat
+asil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada
semua pihak, khususnya kepada mahasiswa "rogram Studi *eknik Energi "olsri
semester untuk memberi informasi dan menambah wawasan mengenai Energi
Surya.
BAB II
TIN!AUAN PU"TA#A
2
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
3/20
2.1 Energ$ "ur%a
Sumber energi berjumlah besar dan bersifat kontinyu terbesar yang
tersedia bagi manusia adalah energi surya, khususnya energi elektrimagnetik yang
dipancarkan oleh matahari.sementara energi surya belum dipakai untuk sumber
primer energi bahan bakar pada saat ini (-unadarma.ac.id
arena kebanyakan energi terbaharui pusatnya adalah /energi surya/
istilah ini sedikit membingungkan. 0amun yang dimaksud di sini adalah energi
yang dikumpulkan langsung dari cahaya matahari. *enaga surya dapat Digunakan
untuk#
1 %enghasilkan listrik menggunakan sel surya
1 %enggunakan menghasilkan pembangkit listrik tenaga panas surya
1 %enghasilkan listrik menggunakan menara surya
1 %emanaskan gedung, secara langsung
1 %emanaskan gedung, melalui pompa panas
1 %emanaskan makanan, menggunakan oven surya. (wikipedia.org
Jelas matahari tidak memberikan energi konstan untuk setiap titik di bumi,
sehingga penggunaannya terbatas. Sel surya sering digunakan untuk daya baterai,
karena kebanyakan aplikasi lainnya akan membutuhkan sumber energi sekunder,
untuk mengatasi padam. eberapa pemilik rumah menggunakan tata surya yang
menjual energi ke grid pada siang hari, dan menarik energi dari grid di malam
hari, inilah keuntungan untuk semua orang, karena permintaan listrik &2 tertinggi
pada siang hari.
Sedangkan, energi surya dapat dikonversikan ke bentuk energi lain. &da 3
proses dalam pengkonversian nya, yaitu # Proses Helochemical, Proses
Helioelectrical, dan proses Heliothermal (&nynomous,4556.
1 "roses +elochemical. 7eaksi helochemical yang utama adalah proses
foto sintesa."roses ini adalah sumber dari semua bahan bakar fosil.
1 "rosesn +elioelectrical. 7eakasi +elioelectrical yang utama adalah
produksi listrik oleh sel 8 sel surya
3
http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_suryahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Menara_surya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pompa_panas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Oven_surya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Oven_surya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Menara_surya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pompa_panas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Oven_surya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_surya
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
4/20
1 "roses +eliotermal adalah penyerapan radiasi matahari dan
pengkonversian energi ini menjadi energi termal.
2.2 "el "ur%a
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. %atahari
dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk
memanaskan bahkan untuk mendinginkan. "otensi masa depat energi surya hanya
dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.
&da banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. *umbuhan
mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis.
ita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu.
agimanapun, istilah 9tenaga surya: mempunyai arti mengubah sinar matahari
secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe
dasar tenaga matahari adalah 9sinar matahari: dan 9photovoltaic: (photo1 cahaya,
voltaic;tegangan"hotovoltaic tenaga matahari# melibatkan pembangkit listrik
dari cahaya. 7ahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor
yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang
membentuk dasar listrik.
ahan 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. etika cahaya bersinar pada semi
konduktor, lading listrik menyeberang sambungan diantara dua lapisan
menyebabkan listrik mengalir, membangkitkan arus D2. %akin kuat cahaya,
makin kuat aliran listrik.
4
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
5/20
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. erdasarkan pantulan
sinar matahari dari awan, hari1hari mendung dapat menghasilkan angka energi
yang lebih tinggi dibandingkan saat langit biru sedang yang benar1benar cerah.
2.3 "um&er Energ$ "ur%a
Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan umi yang dikenali
sebagai konstan surya menyamai 4.36< watt per meter persegi setiap saat.
%atahari sebagai pusat *ata Surya merupakan bintang generasi kedua
(wikipedia.org. %aterial dari matahari terbentuk dari ledakan bintang generasi
pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan, bahwasanya alam semesta ini
terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 4.)m?, setiap satuan waktu radiasi yang
memancar dapat disebut dengan intensitas radiasi atau dengan kata lain intensitas
radiasi matahari ialah jumlah energi matahari yang jatuh pada suatu bidang
persatuan luas dalam satu satuan waktu. Dalam atmosfer bumi terdapat bermacam1macam radiasi seperti #
4. Direct Solar Radiation (S yaitu radiasi langsung dari matahari yang
sampai ke permukaan bumi.
?. Radiation Difus (D yang berasal dari pantulan1pantulan oleh awan dan
pembauran1pembauran oleh partikel1partikel atmosfer.
3. Surface Raflectivity (r yaitu radiasi yang berasal dari pantulan1pantulan
oleh permukaan bumi.
5
http://id.wikipedia.org/wiki/Watthttp://id.wikipedia.org/wiki/Meterhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ledakan_bintang&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Big_banghttp://id.wikipedia.org/wiki/Watthttp://id.wikipedia.org/wiki/Meterhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ledakan_bintang&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Big_bang
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
6/20
. Out Going errestial radiation (@, yaitu radiasi yang berasal dari bumi
yang berupa gelombang panjang.
A. !ack Radiation ( yaitu radiasi yang berasal dari awan1awan dan butir1
butir uap air dan 2@? yang terdapat dalam atmosfer.
B. Global (total Radiation (C, dan
6. "et Radiation (7
BAB III
PEMBAHA"AN
3.1 Energ$ "ur%a "e&aga$ Alternat$ Masa De'an
6
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
7/20
Jika kita melihat tingkat konsumsi energi di seluruh dunia saat ini,
penggunaan energi diprediksikan akan meningkat sebesar 6< persen antara tahun
?
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
8/20
arena sel surya sanggup menyediakan energi listrik bersih tanpa polusi,
mudah dipindah, dekat dengan pusat beban sehingga penyaluran energi sangat
sederhana serta sebagai negara tropis, $ndonesia mempunyai karakteristik cahaya
matahari yang baik (intensitas cahaya tidak fluktuatif dibanding tenaga angin
seperti di negara1negara musim, utamanya lagi sel surya relatif efisien, tidak ada
pemeliharaan yang spesifik dan bisa mencapai umur yang panjang serta
mempunyai keandalan yang tinggi.
!ntuk memanfaatkan potensi energi surya tersebut, ada ? (dua macam
teknologi yang sudah diterapkan, yaitu#
G eknologi energi surya fotovoltaik , energi surya fotovoltaik digunakan untuk
memenuhi kebutuhan listrik, pompa air, televisi, telekomunikasi, dan lemari
pendingin di "uskesmas dengan kapasitas total H B %>.
G eknologi energi surya termal , energi surya termal pada umumnya digunakan
untuk memasak (kompor surya, mengeringkan hasil pertanian (perkebunan,
perikanan, kehutanan, tanaman pangan dan memanaskan air.(dunia
listrik.blogspot.?
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
9/20
3.2.2 Pemanas (an Pen($ng$n Tenaga Matahar$
"anas tenaga matahari menggunakan panas matahari secara langsung.
"engumpul panas matahari diatas atapmu dapat menyediakan air panas untuk
rumahmu, dan membantu menghangatkan rumahmu. Sistem panas matahari
berdasarkan prinsip sederhana yang telah dikenal selama berabad1abad# matahari
memanaskan air yang mengisi bejana gelap. *eknologi tenaga panas matahari
yang ada di pasar saat ini sangat efisien dan bisa diandalkan. Saat ini pasar
menyediakan tenaga matahari untuk aplikasi dengan cakupan luas, dari pemanas
air domestik dan pemanas ruangan di perumahan dan gedung 8gedung komersial,
sampai pemanas kolam renang, tenaga matahari1pendingin, proses pemanasan
industri dan memproses air menjadi tawar.
Saat ini produksi pemanas air panas domestik merupakan aplikasi paling
umum untuk tenaga panas matahari. Di beberapa negara hal ini telah menjadi
sarana yang umum digunakan oleh gedung tempat tinggal. *ergantung pada
kondisi dan konfigurasi sistem, kebutuhan air panas dapat disediakan oleh tenaga
matahari hingga 4
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
10/20
mengurangi kelembaban udara dengan cara yang sama dengan lemari pendingin
atau &2 konvensional. &plikasi ini cocok dengan energi panas matahari, sejalan
dengan meningkatnya permintaan pendingin ketika panas matahari banyak.
"endingin tenaga matahari telah sukses didemonstrasikan. "enggunaan skala besar
dapat diharapkan di masa depan, sejalan dengan berkurangnya biaya teknologi ini,
terutama untuk sistem skala kecil.
Dalam keadaan cuaca yang cerah, sebuah sel surya akan menghasilkan
tegangan konstan sebesar
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
11/20
cahaya tersebut untuk mengalir dalam suatu arah tertentu. Elektron yang mengalir
ini adalah arus listrik, dengan meletakkan terminal kontak pada bagian atas dan
bawah dari sel photovoltaic ini akan dapat dilihat dan diukur arus yang mengalir
sehingga dapat digunakan untuk menyuplai perangkat eksternal. +al diatas adalah
dasar perubahan energi surya menjadi listrik oleh semikonduktor silicon
(&lpensteel.com
-ambar 3.4. Sel "hotovoltaic
3.3.1 Dar$ *aha%a Menja($ L$str$k
Secara sederhana solar cell terdiri dari persambungan bahan
semikonduktor bertipe p dan n (p1n junction semiconductor yang jika tertimpa
sinar matahari maka akan terjadi aliran electron, nah aliran electron inilah yang
disebut sebagai aliran arus listrik. Sedangkan struktur dari solar cell adalah seperti
ditunjukkan dalam gambar 4
11
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
12/20
-ambar 3.?. Struktur Iapisan *ipis Solar 2ell Secara !mum
agian utama perubah energi sinar matahari menjadi listrik adalah
absorber (penyerap, meskipun demikian, masing1masing lapisan juga sangat
berpengaruh terhadap efisiensi dari solar cell. Sinar matahari terdiri dari
bermacam1macam jenis gelombang elektromagnetik yang secara spectrum dapat
dilihat pada gambar ?. @leh karena itu absorber disini diharapkan dapat menyerap
sebanyak mungkin solar radiation yang berasal dari cahaya matahari.
-ambar 3.3. Spektrum 7adiasi Sinar %atahari
Iebih detail lagi bisa dijelaskan sinar matahari yang terdiri dari photon1
photon, jika menimpa permukaaan bahan solar sel (absorber, akan diserap,
dipantulkan atau dilewatkan begitu saja (lihat gambar 3, dan hanya foton dengan
level energi tertentu yang akan membebaskan electron dari ikatan atomnya,
12
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
13/20
sehingga mengalirlah arus listrik. Ievel energi tersebut disebut energi band1gap
yang didefinisikan sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan utk mengeluarkan
electron dari ikatan kovalennya sehingga terjadilah aliran arus listrik. !ntuk
membebaskan electron dari ikatan kovalennya, energi foton (hc)v harus sedikit
lebih besar atau diatas daripada energi band1gap. Jika energi foton terlalu besar
dari pada energi band1gap, maka eFtra energi tersebut akan dirubah dalam bentuk
panas pada solar sel. arenanya sangatlah penting pada solar sel untuk mengatur
bahan yang dipergunakan, yaitu dengan memodifikasi struktur molekul dari
semikonduktor yang dipergunakan.
-ambar 3.. 7adiative *ransition dari Solar 2ell
*entu saja agar efisiensi dari solar cell bisa tinggi maka foton yang berasal
dari sinar matahari harus bisa diserap yang sebanyak banyaknya, kemudian
memperkecil refleksi dan remombinasi serta memperbesar konduktivitas dari
bahannya.
!ntuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya,
maka absorber harus memiliki energi band1gap dengan range yang lebar, sehingga
memungkinkan untuk bisa menyerap sinar matahari yang mempunyai energi
sangat bermacam1macam tersebut. Salah satu bahan yang sedang banyak diteliti
adalah 2u$nSe? yang dikenal merupakan salah satu dari direct semiconductor.
13
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
14/20
-ambar 3.A. agian1bagian dari Sel "hotovoltaic
Dari begitu banyak keuntungan solar cell seperti telah diuraikan diatas
ternyata tidak polemik tidak kemudian berhenti begitu saja, masih ada yang
mengatakan memang benar solar cell ketika melakukan proses perubahan energi
tidak ada polusi yang dihasilkan, tetapi sudahkah kita menghitung berapa besar
polusi yang telah dihasilkan dalam proses pembuatannya, dibandingkan kecilnya
efisiensi yang dihasilkan. 0ah tantangannya disini adalah memang bagaimanauntuk menaikkan efisiensi, yang tentunya akan berdampak kepada nilai
ekonomisnya. (7usminto *jatur, ?
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
15/20
bahwa nilai radiasi harian terendah adalah di Darmaga, ogor Jawa arat dengan
intensitas ?,AA= k>h)m? dan tertinggi di >aingapu 0usa *enggara *imur dengan
intensitas A,66 k>h)m?. "otensi ini baru dimanfaatkan sangat sedikit yang
dimulai pada tahun 4565 oleh ""* sebagai pengguna. "engguna terbanyak
adalah DE"ES sesuai dengan kebutuhan "uskesmas pada daerah terpencil dan
kemudian departemen transmigrasi.
*abel 3.4. "otensi Energi *erbarukan di $ndonesia
!en$s Energ$ Ter&arukan P)tens$ +M,-#a'as$tas
Ter'asang +M,-
Pemanaatan
+-
#arge Hydro 6A.
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
16/20
Dari tabel ? masih kelihatan bahwa antara kelebihan dan kelemahan masih
berimbang sehingga jika "I*S ini diaplikasikan belum memberikan keuntungan
yang signifikan. 0amun melihat permintaan tenaga listrik yang tumbuh rata1rata
=,? pertahun (meningkat dari A4,? *>h pada th 455< menjadi AAA *>h pada
?
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
17/20
3. "engembangan energi efisiensi tinggi.
. "engembangan energi bersih, ramah lingkungan.
Sedang di $ndonesia seharusnya sel surya ini mendapatkan perhatian
khusus, sebab $ndonesia yang merupakan daerah tropis dan di daerah katulistiwa
maka $ndonesia mempunyai karakteristik angin yang kurang baik (sangat
fluktuatif dibanding dengan karakteristik angin di negara 8negara arat namun
sangat menguntungkan untuk energi matahari yang rata1rata mendapat sinar
matahari B jam dalam sehari dengan cuaca yang sangat mendukung.
*abel 3.3. "otensi Sumber Daya Energi Surya di eberapa ota di $ndonesia.
17
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
18/20
N) #)ta Pr)/$ns$Tahun
Pengukuran
0a($as$
rata rata
4 anda &ceh &ceh 45=< .4? "alembang Sumatera Selatan 4565 8 45=4 .5A
3 %enggala Iampung 456? 8 4565 A.?3
7awasragi Iampung 45BA 8 4565 .43
A Jakarta Jakarta 45BA 8 45=4 .45
B andung Jawa arat 45=< .4A
6 Iembang Jawa arat 45=< A.4A
= 2itius, *angerang Jawa arat 45=< .3?
5 Darmaga, ogor Jawa arat 45=< ?.AB
4< Serpong, *angerang Jawa arat 4554 8 455A .A
44 Semarang Jawa *engah 4565 8 45=4 A.54? Surabaya Jawa *imur 45=< .3<
43enteng,
NogyakartaNogyakarta 45=< .A<
4 Denpasar ali 4566 8 4565 A.?B
4A "ontianak alimantan arat 4554 8 4553 .AA
4B anjarbarualimantan
Selatan4565 8 45=4 .=<
46 anjarmasinalimantan
Selatan4554 8 455A .A6
4= Samarinda alimantan *imur 4554 8 455A .46
45 %enado Sulawesi !tara 4554 8 455A .54?< "alu Sulawesi *enggara 4554 8 455 A.A4
?4 upang 0usa *enggara
arat456A 8 456= A.4?
??>aingapu, Sumba
*imur
0usa*enggara
*imur 4554 8 455A A.6A
?3 %aumere 0usa *enggara
*imur 455? 8 455 A.6
Sumber # 7encana $nduk "engembangan Energi aru dan *erbarukan, 4556.
Direktorat Jenderal Iistrik dan "engembangan Energi, DESD%
BAB I
PENUTUP
18
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
19/20
4.1 #E"IMPULAN
Energi matahari mempunyai potensi untuk menyediakan berbagai
kebutuhan energi di seluruh $ndonesia. Selain untuk pembangkit listrik, energi
matahari juga membantu tumbuhan untuk berfotosintesis. Energi matahari bukan
saja bisa digunakan untuk proses pemanasan ataupun untuk energi listrik, energi
matahari juga bisa digunakan untuk pendingin. Jadi, energi matahari adalah energi
yang paling penting untuk digunakan dalam kehidupan.
4.2 "A0AN
4.2.1 Bag$ Pemer$ntah
$nstansi pemerintah dan lembaga pendidikan perlu mendorong dan
menggalakkan penelitian1penelitian serta aplikasi sel surya.
4.2.2 Bag$ Mahas$sa
Energi surya sangat berpotensi di $ndonesia karena wilayah $ndonesia
yang memiliki iklim tropis dan matahari dapat muncul sepanjang tahun, oleh
sebab itu kita harus lebih mengembangkan lagi baik dari segi pemanfaatan
ataupun pengaplikasiannya.
DATA0 PU"TA#A
19
-
8/18/2019 Makalah Energi Surya Kk Tingkat
20/20
>idodo, *jatur. ?