ENERGI

BAHAN BAKAR FOSIL

Bahan bakar fosil merupakan salah satu bahan yang mengandung hidrokarbon asal biologis. Energi ini ditemukan dalam kerak bumi dan dapat digunakan sebagai sumber energi.

Energi fosil yang digunakan manusia berasal dan terbentuk sejak jutaan bahkan miliaran tahun lalu. Semua bahannya mengandung karbon dan terbentuk sebagai hasil dari fotosintesis, sebuah proses yang dimulai pada Archean Eon (4,0 miliar hingga 2,5 miliar tahun yang lalu).

Yang termasuk bahan bakar fosil adalah batu bara, minyak bumi, dan gas alam.Meskipun berbagai pilihan bahan bakar terus dikembangkan, cadangan bahan bakar fosil utama yang tersisa di Bumi sudah sangat terbatas. Jumlah bahan bakar fosil yang dapat diperoleh kembali secara ekonomis sulit untuk diperkirakan, terutama karena perubahan tingkat konsumsi dan nilai masa depan serta perkembangan teknologi.

Banyak negara telah berusaha mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil dengan mengembangkan energi baru. Saat ini, sudah tersedia sumber energi dari angin, matahari, air, ombak, panas bumi, dan nabati.

ENERGI ANGIN

Energi angin adalah energi yang dihasilkan oleh gaya angin yang berhembus di permukaan bumi

Sampai saat ini, angin masih dimanfaatkan untuk menjadi pembangkit listrik yang menggantikan sumber energi listrik tidak terbarukan. Dulu dan sekarang di sejumlah negara pemanfaatan ini menggunakan kincir angin.

Beberapa negara menggunakan turbin angin atau kombinasi antara turbin angin dengan kincir angin. Hal ini juga terjadi di Indonesia yang kemudian ada sekitar 4 lokasi Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (Angin) di tanah air.

Angin yang bisa menghasilkan energi mekanik kemudian bisa memberikan tenaga listrik. Tenaga listrik ini bisa dimanfaatkan untuk membantu menyalakan lampu, memfungsikan berbagai jenis elektronik, dan lain-lain.

ENERGI AIR

Apa yang dimaksud dengan energi air?
Tenaga air (hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energy mekanis maupun energy listrik. Pemanfaatan sumber energi air pada umumnya membutuhkan investasi tinggi .

PLTA memanfaatkan aliran air untuk dapat memutar turbin. Mekanisme kerja PLTA cukup sederhana, yaitu memanfaatkan energi potensial dan kinetik air untuk menghasilkan putaran pada turbin. Air dikumpulkan pada suatu area (reservoir) yang berada pada ketinggian tertentu. Turbin yang menjadi komponen utama untuk menghasilkan energi listrik terletak di dalam bangunan powerhouse yang berada pada ketinggian yang lebih rendah dari reservoir. Saluran air (penstock) menghubungkan reservoir dengan powerhouse. Adanya perbedaan ketinggian antara reservoir dan powerhouse memungkinkan air mengalir di dalam saluran air dari reservoir menuju powerhouse. Di dalam powerhouse, aliran air dari reservoir tadi memungkinkan turbin air yang telah terhubung ke generator untuk berputar, listrik pun dapat dihasilkan.

ENERGI NUKLIR

Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Instalasi pembangkitan energi listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).

Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water reactor/PWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar. Energi yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-batang bahan bakar.

Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menuju alat penukar panas (heat exchanger). Di sini uap panas dipisahkan dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor. Uap air dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor.

ENERGI MATAHARI

Energi matahari merupakan energi yang dihasilkan dari pancaran panas sinar matahari.

Sebagai salah satu sumber energi yang paling besar di muka bumi, sinar panas matahari mampu menunjang keberlangsungan hidup seluruh makhluk hidup. Dapat dikatakan, bahwa panas matahari memberikan manfaat yang cukup banyak untuk memenuhi kebutuhan sehari hari, baik untuk kebutuhan jangka pendek maupun jangka panjang sebagai salah satu energi alternatif.

Untuk mendapatkan manfaatnya, energi matahari harus dimanfaatkan sedemikian rupa agar dapat menjadi energi ramah lingkungan,misalnya dengan pemanfaatan teknologi panel surya. memerlukan matahari sebagai sumber energi utama untuk beroperasi

Energi matahari yang merupakan salah satu sumber energi alternatif ramah lingkungan secara signifikan dapat memberikan manfaatpositif demi keberlangsungan ekosistem di bumi. enggunaan panas matahari yang digunakan untuk pasokan listrik memberikan banyak manfaat untuk lingkungan, yakni lingkungan tetap bersih, keasriannya tetap terjaga, dan membudidayakan penggunaan energi alternatif untuk masa depan. Dengan menggunakan energi matahari, Anda ikut bersumbangsih dalam menjaga lingkungan bumi.

ENERGI POTENSIAL GRAVITASI

Energi potensial gravitasi adalah, energi potensial dari benda yang didasari atas ketinggiannya terhadap bidang datar sebagai acuannya.

Benda yang diam dan berada di ketinggian memiliki energi potensial. Umumnya ketinggian ini diukur dari atas tanah. Namun, benda bergerak tetapi tidak berada di ketinggian, maka benda itu tidak punya energi potensial. Tidak hanya dipengaruhi gravitasi, energi potensial juga ada yang disebabkan oleh benda bersifat elastis. Misalnya karet, pegas, dan sebagainya.

Rumus Energi Potensial

Energi potensial bisa ada karena efek dari gaya gravitasi. Mengutip dari situs sumber.belajar.kemdikbud.go.id, energi potensial bisa dirumuskan sebagai berikut:

Ep = m × g × h

Keterangan: Ep = Energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi benda dari permukaan tanah (meter)

Berikut ini adalah ciri-ciri energi potensial
1. Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap bumi
2. Setiap benda yang memiliki energi potensial gravitasi dapat melakukan kerja apabila benda tersebut bergerak menuju permukaan bumi
3. Jika suatu benda memiliki potensi dalam melakukan usahanya, maka benda tersebut memiliki energi potensial.
4. Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda karena ketinggiannya.
5. Energi potensial juga dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi dan tempat ketinggian benda.
6. Semakin tinggi dan semakin besar massa benda, maka energi potensialnya semakin besar.
7. Berlaku sebaliknya, jika massa benda semakin kecil dan ketinggian benda semakin rendah, maka energi potensialnya semakin kecil.
8. Jika benda terletak di atas tanah, maka energi potensialnya nol. Jadi energi potensial selalu berkaitan dengan letak ketinggian benda.

ENERGI POTENSIAL PEGAS

CAPTION Lorem ipsum dolor sit amet

Energi potensial elastis atau pegas adalah energi yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Contohnya pada tali busur yang ditarik. Usaha yang dilakukan oleh pemanah pada tali busur, menyebabkan tali busur menyimpan energi. Saat tali busur dan anak panah dilepaskan, energi berubah menjadi energi kinetik. Energi yang tersimpan dalam tali busur yang meregang disebut dengan energi potensial elastis.

Energi potensial elastis ini dimiliki oleh benda-benda elastis, seperti karet, bola karet, pegas, dan lain-lain.

Rumus energi potensial elastis adalah:

Keterangan:
Ep : energi potensial (Joule)
k : konstanta pegas
x : perubahan posisi (m)

CONTOH SOAL 1

Grafik di bawah menunjukkan hubungan antara gaya (F) terhadap pertambahan panjang pegas (x). Jika pegas disimpangkan 10 cm maka energi potensial elastis pegas tersebut adalah…

Pembahasan

Diketahui :

F = 5 Newton
x = 2 cm = 0,02 meter
Ditanya : EP jika simpangan 10 cm atau 0,1 meter.
Jawab :
Konstanta pegas :

k = F / x
= 5 / 0,02 = 250 Newton/meter

Energi potensial pegas jika pegas disimpangkan 0,1 meter :

EP = ½ k x2
= ½ (250)(0,1)2
= (125)(0,01)
= 1,25 Joule.

ENERGI KINETIK

Energi kinetik hanya dimiliki oleh suatu benda yang bergerak saja. Besar kecilnya energi kinetik yang ada pada suatu benda, tergantung dari massa dan kecepatan/kelajuan benda tersebut.

Mengutip dari buku bertajuk Energi dan Perubahanya terbitan PPPPTK IPA karya Drs. Kandi, M.A., dan Drs. Yamin Winduono, M.Pd, mengungkapkan bahwa energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan massa benda dan kecepatan kuadratnya. Apabila sebuah benda bergerak semakin cepat, maka energi kinetik dari benda tersebut akan semakin besar pula, begitupun sebaliknya.

Besar energi kinetik dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

Rumus energi kinetik:

Ek = ½ m.v²

Keterangan:
Ek = energi kinetik (joule)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)

Sedangkan, hubungan antara usaha (W) dan energi kinetik dapat diturunkan dari persamaan berikut:

∆Ek = ½ mv2² - ½ mv1²

maka, rumus yang dapat dituliskan adalah

W = ∆Ek