Aplikasi Sinar Surya di Bidang Pertanian
APLIKASI SINAR SURYA DALAM BIDANG
TEKNIK PERTANIAN
OLEH:
NAMA
:
HATMURIZAL
NIM
:
J1B014037
PRODI :
TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN dan AGROINDUSTRI
UNIVERSITAS MATARAM
TAHUN PELAJARAN 2014/2015
BAB I
Hatmu Rizal J1B014037
Page 1
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Pada zaman ini banyak terdapat alternatif bagi penghematan produk alam. Misalnya
pada pemanfaatan energi matahari pada bidang Teknik Pertanian, seperti solar cell,
photovoltaic dan rumah kaca yang umumnya banyak dijumpai di berbagai negara. Cadangan
energi yang berasal dari bahan bakar fosil diseluruh dunia diperkirakan hanya sampai 40
tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Kondisi
keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia dari
tahun ke tahun (pertumbuhan konsumsi energi tahun 2004 saja sebesar 4,3 persen), serta
tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global dan polusi lingkungan membuat
tuntutan untuk segera mewujudkan teknologi baru bagi sumber energi yang terbaarukan
semakin cepat (Yuliarto, B., 2006).
Salah satu energi alternatif yang mempunyai peluang untuk dikembangkan adalah
energi surya. Sebuah analisis pada situasi terkini dibidang pertanian dalam hal pemanfaatan
energi surya memperlihatkan secara jelas perbedaan situasi antara negara industri dengan
negara berkembang. Perbedaan tersebut mempunyai pengaruh yang besar terhadap
kemungkinan penggunaan energi matahari dalam hal pemanfaatannnya dibidang pertanian.
Dinegara industri, mekanisasi yang intensif dari produksi dibidang pertanian dihasilkan oleh
produktivitas tenaga kerja yang tinggi. Penggunaan benih berkualitas tinggi, pupuk dan
mekanisasi dari hampir seluruh kegiatan pertanian secara signifikan meningkatkan hasil
panen. Saat ini suplai energi di negara-negara industri cukup untuk kebutuhannya. Listrik dan
bahan bakar fosil tercukupi dengan harga yang relatif murah. Teknologi pemanfaatan energi
surya yang dapat digunakan secara bebas dari alam harus bersaing dengan teknologi yang
berefisiensi tinggi dan teknologi konvensional. Dengan kondisi tersebut, teknologi surya
hanya bisa kompetitif bila biaya produksi dapat dikurangi tanpa menurunkan keandalan dan
efisiensinya.
Di negara-negara berkembang, diperkirakan tak lama lagi produksi pangan tidak
dapat mengejar kebutuhan pangan dari pesatnya pertambahan populasi penduduknya,
contohnya indonesia. Selain dari pada itu, ketidak sempurnaan sistem penyimpanan dan
perawatan akan menyebabkan losses yang cukup besar yang dapat mengurangi persediaan
Hatmu Rizal J1B014037
Page 2
pangan. Hal lain yang perlu dicermati adalah rendahnya harga untuk produk tropis telah
memperburuk situasi ekonomi di pedesaan.
Peningkatan hasil panen, perbaikan kualitas produk dan pengurangan penyusutan
secara langsung dihubungkan dengan ketersediaan energi. Ketersediaan energi yang berasal
dari bahan bakar fosil yang semakin lama semakin berkurang, di mana untuk sebagian negara
berkembang masih import, adalah sangat mahal harganya di daerah pedesaan. Oleh karena itu
penyediaan energi yang berasal dari sumber-sumber alternatif adalah sangat mendesak.
Migrasi penduduk pedesaan kedaerah urban adalah disebabkan oleh kondisi kehidupan yang
kurang baik karena permasalahan sosial di daerah asalnya. Problem-problem tersebut yang
harus menjadi prioritas utama antara lain adalah penyediaan listrik untuk penerangan,
telekomunikasi dan kegiatan-kegiatan mekanisasi pertanian seperti penggiling beras, pompa
air, pengeringan komoditi pertanian dll. Salah satu alternatif untuk mengatasi permasalah
tersebut adalah penyediaan energi yang berasal dari sinar matahari (energi surya).
Pemanfaatan energi tersebut harus terlebih dahulu dikaji secara teknis dan ekonomi sebelum
diaplikasikan secara luas di daerah pedesaan. Tulisan ini mencoba memberikan masukan
mengenai peluang pemanfaatan energi surya yang ditinjau dari sudut mekanisasi pertanian.
Dalam situasi krisis ekonomi saat ini, sektor pertanian masih sanggup bertahan untuk
dikembangkan. Turunnya nilai tukar rupiah terhadap dolar Amerika membuat produk sektor
pertanian mempunyai daya saing sebagai komoditi eksport. Disamping itu harga produk
pertanian yang mengalami kenaikan dalam nilai rupiah membuat sektor ini lebih mempunyai
prospek dibandingkan dengan produk dari sektor lainnya. Untuk lebih memberdayakan sektor
pertanian perlu upaya untuk lebih mengefisienkan dan menggunakan cara-cara yang lebih
modern. Salah satu cara tersebut adalah menggunakan sistem pertanian dengan menggunakan
rumah kaca pengering. Pertanian rumah pengering didesain untuk meningkatkan produksi
dengan memanfaatkan energi matahari secara langsung.
B.
Rumusan Masalah
Bagaimana Aplikasi atau kegunaan dari Sinar Surya di dalam bidang Teknik Pertanian
?
C.
Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini sebagai acuan kita terhadap energi yang seharusnya
bisa lebih dimanfaatkan untuk menghemat produk alam. Sebagai contoh pemanfaatan energi
surya di bidang pertanian dan berbagai jenis pemanfaatan lainnya
Hatmu Rizal J1B014037
Page 3
D.
Manfaat Penulisan
Untuk memberikan wawasan kepada pembaca tentang manfaat dari penggunaan
tenaga surya di dalam bidang khususnya Teknik Pertanian.
BAB II
LANDASAN TEORI
Sumber energi merupakan sesuatu yang memiliki kemampuan untuk menyimpan atau
menghasilkan energi. Ada banyak macam jenis energi serta sumber energi yang ada di dunia
ini. Masing-masing dari sumber tersebut memiliki kapasitas yang berbeda-beda. Sementara,
jenis energi yang saat ini banyak dimanfaatkan oleh manusia adalah energi yang berasal dari
fosil yang biasa disebut sebagai minyak bumi. Minyak bumi diolah menjadi banyak jeinis
bahan bakar minyak, mulai dari aftur, bensin, solar, hingga minyak tanah.
Bahan bakar fosil atau bahan bakar mineral adalah sumber daya alam yang
mengandung hidrokarbon seperti batu bara, petroleum, dan gas alam. Penggunaan bahan
bakar fosil ini tellah menggerakan pengembangan industri dan menggantikan kincir angin,
tenaga air, dan juga pembakaran kayu.
Ketika menghasilkan listrik, energi dari pembakaran bahan bakar fosil seringkali
digunakan untuk menggerakan turbin. Generator seringkali menggunakan uap yang
dihasilkan dari pembakaran untuk memutar turbin, tetapi di pembangkit listrik baru gas dari
pembakaran digunakan untuk memutar turbin gas secara langsung.
Pembakaran bahan bakar fosil oleh manusia merupakan sumber utama dari karbon
dioksida yan merupakan salah satu gas rumah kaca yang dipercayai menyebabkan pemanasan
global. Sejumlah kecil bahan bakar karbon hidrokarbon adalah bahan bakar bio yang
diperoleh dari karbon dioksida di atmosfer dan oleh karena itu tidak menambah karbon
dioksida di udara. Jenis energi yang berasal dari fosil tersebut merupakan energi yang tidak
bisa untuk diperbaharui. Karena hal tersebut, maka dimungkinkan akan terjadi kelangkaan
dari energi tersebut di masa depan atau bahkan mungkin juga energi yan menjadi penopang
utama bagi kehidupan sehari-hari bagi manusia akan habis. Saat ini, hampir setiap mesin
yang ada dalam kehidupan manusia menggunakan energi yang bersumber dari minyak bumi.
Jika manusia tidak segera menggunakan energi alternatif sebagai pengganti, saat cadangan
minyak bumi yang ada telah habis, maka manusia akan menjadi kesulitan karena terlalu
bergantung pada sumber energi tersebut.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 4
Meskipun saat ini penggunaan energi alternatif sudah mulai dikembangkan namun
sepertinya manusia masih sulit atau enggan untuk menjadikan energi alternatif tersebut
sebagai sumber energi utama bagi kehidupannya. Entah mengapa energi alternatif masih
kurang diminati oleh banyak orang saat ini, padahal banyak jenis energi alternatif yang
diketahui lebih ramah terhadap lingkungan dari pada menggunakan energi yang bersifat
konvensional seperti yang dipakai saat ini. Ada banyak macam sumber energi alternatif yang
saat ini telah dikembangkan oleh manusia. Tujuan dari pengembangan energi tersebut adalah
untuk menggantikan peranan dari penggunaan energi yang sering dipakai oleh manusia pada
saat ini. Dengan adanya energi alternatif, diharapkan manusia akan beralih dan tidak lagi
bergantung pada satu jenis sumber energi saja.
Selain itu, dengan adanya pengembangan energi alternatif diharapkan juga kerusakan
lingkungan dapat semakin berkurang, karena energi alternatif yang ada cenderun lebih aman.
Jika energi alternatif yang ada cenderung lebih aman. Jika energi alternatif yang ada benarbenar bisa berkembang dan menjadi penopang dalam setiap kegiatan manusia, kita tidak
perlu lagi terlalu cemas akan terjadi kelangkaan energi dalam kehidupan kita.
Salah satu sumber energi alternatif yang telah dikembangkan adalah panel surya.Panel
surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya melalui peralatan
tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Panel surya atau juga sering disebut
fotovoltaik merupakan suatu alat yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari
menjadi listrik. Panel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan
potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai ke bumi, walaupun selain
dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan
energi panasnya melalui sistem solar thermal.
Sejarah panel surya dapat dilihat jauh ke belakang ketika pada tahun 1839 Edmund
Becquerel, seorang pemuda Prancis berusia 19 tahun menemukan efek yang sekarang dikenal
dengan efek fotovoltaik ketika tengah berkesperimen menggunakan sel larutan elektrolisis
yang dibuat dari dua elektroda. Becquerel menemukan bahwa beberapa jenis material tertentu
memproduksi arus listrik dalam jumlah kecil ketika terkena cahaya. Pada tahun yang sama,
usaha mereka telah berhasil membuat sebuah sel surya pertama dengan efisiensi sebesar 6%.
Dari titik inilah penelitian sel surya akhirnya berkembang hingga saat ini, dengan banyak
jenis dan teknologi pembuatannya.
Panel surya telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan bahkan
dijadikan sebagai pembangkit listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) telah banyak
dikembangkan di berbagai negara, termasuk Indonesia. Dengan memanfaatkan energi –
Hatmu Rizal J1B014037
Page 5
energi non fosil yang dapat diperbaharui seperti energi matahari ini, maka secara tidak
langsung telah melakukan gerakan hemat energi yang nantinya diharapkan pula akan semakin
banyak energi – energi alternatif yang ditemukan, sehingga kita tidak hanya bergantung pada
energi yang berasal dari fosil saja yang jumlahnya tentu akan semakin menipis.
BAB III
PEMBAHASAN
Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya
(matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Energi surya
menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap,angin, biogas, batu bara, dan
minyak bumi.
Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, ditemukan oleh A.C.
Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun
sampai tahun 1955 metode itu belum banyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari
satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batu bara.
Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi pada tahun
1958. Sel silikon yang dipergunakan untuk mengubah energi surya menjadi sumber daya
mulai diperhitungkan sebagai metode baru, karena dapat digunakan sebagai sumber daya bagi
satelit angkasa luar. Salah satu cara pemanfaatan energy surya khususnya di bidang pertanian
adalah dengan metode rumah pengering.
Pengeringan di terik matahari memang bisa efektif, oleh karena suhu yang dicapai
sekitar (35 s/d 45)0C. iklim di wilayah tropis merupakan sumber energi yang potensial,
namun di samping meningkatnya harga tanah (pada pinggiran kota dan sekitarnya),
tergesernya pemilihan pemakai kepada mesin pengering dengan sumber panas (bahan bakar
sekam, kayu arang, bahan bakar air, uap panas dan listrik). Dalam kasus tertentu pengeringan
dengan matahari tidak selalu bagus, seperti bahan keripik kentang tidak begitu baik mutunya
bila terkena ultra violet matahari (bisa hitam oleh karena tumbuh jamur).
1.
Rumah Pengering
Pada kebanyakan dalam praktek, yang dikeringkan dengan rumah pengering adalah
hasil-hasil perkebunan seperti tembakau, karet, jagung dan yang lain. Ukuran rumahnya pun
Hatmu Rizal J1B014037
Page 6
berbeda-beda menurut keperluan dan bahkan dalam kebanyakan hal dibuat lebih dari satu
tingkat. Wadah bahan (yang dikeringkan dalam rumah pengeringan) digunakan rak-rak,
ataupun tempat-tempat gantungan (disesuaikan keperluan). Adapun sumber panasnya berasal
dari pipa-pipa yang dialirkan menuju setiap ruang pengering. Media yang melewati pipa
panas tersebut bisa berupa air, uap, maupun gas hasil pembakaran. Pipa-pipa pemanas dipakai
untuk memindahkan panas dari dalam ke bagian luar dari pada pipa guna memanaskan udara
di dalam ruang pengering. Untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi perpindahan
panasnya, maka pada pipa pemanas diberikan gelang-gelang dari bahan yang bisa
menghantarkan panas (memperbesar luasan kontak, pancar, maupun konveksi).
Ketel uap maupun sumber pembangkit lainnya biasanya ditempatkan di dalam ruang
terpisah dengan ruang pengering (power house/power station/power generator). Karena
media/udara panas berat jenisnya lebih ringan, maka kecendrungan gerakannya adalah dari
bawah ke atas. Hingga karenanya pipa-pipa pemanas meski harus diletakkan di bagian bawah
dan stack/cerobong diletakkan di bagian atas untuk menarik keluar udara maupun uap air.
Supply udara baru dari bawah (untuk dipanaskan dengan media panas) harus bisa diimbangi
dengan penarikan oleh cerobong untuk mendapatkan pertukaran udara dengan baik sehingga
mutu produk pengeringan maupun prosesnya sendiri bisa berjalan dengan baik. Karena
besarnya spesifikasi, performasi, dan ukuran boiler (unit system pembakaran uap), ruangan
pengering, luasnya unit instalasi pemindahan panas, kapasitas blower supply maupun penarik
cerobong harus benar-benar dihitung sehingga mutu, kapasitas produksi maupun proses
produksinya bisa dijamin mampu saing di pasaran.
Dengan adanya rumah pengering tersebut, bisa meningkatkan produksinya. Biasanya proses
pengeringan bisa memakan waktu 4 – 5 hari, dengan rumah pengering hanya membutuhkan
1-2 hari saja.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 7
Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai
jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari
energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari
energi matahari misalnya:
Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat
dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.
Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang
mengenai bumi.
Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene
menggunakan energi matahari.
Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.
Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami
proses selama berjuta-juta tahun.
2.
Kompor Matahari untuk Penggorengan
Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima
dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan
panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau
kayu bakar.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 8
Untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal
sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi
fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurang.
3. Pengeringan Hasil Pertanian
Hal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil
panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani
karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya yang mahal untuk mengeringkan hasil
panennya. Berbeda dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan
biaya untuk mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan
bahan bakar fosil maupun menggunakan listrik.
Pemanfaatan energi matahari di satu sisi dianggap ramah lingkungan karena
mengurangi polusi karbon namun di sisi lain meningkatkan pemanasan global dalam
pengadaan panel suryanya.
Di Jakarta pengadaan panel surya dengan ukuran 1 x 1,5 m2 dengan kapasitas 1 kW
per hari membutuhkan 40 kg batu bara untuk proses pembuatannya. Padahal 40 kg baru bara
mampu langsung menghasilkan energi sebesar 130 kWh. Proses pembuatan panel, ujarnya,
juga dimulai dari penambangan batuan silika kemudian diproses menjadi berturut-turut, silika
metalik, triklorosilan, polikristalin silikon, sel surya (solar cell), dan kemudian panel. Salah
satu bahan kimia yang berbahaya adalah klorin yang digunakan pada setiap urutan proses
Hatmu Rizal J1B014037
Page 9
pembuatan panel tersebut. Sedangkan untuk pemurnian silika diperlukan proses pemanasan
yang lama pada suhu tinggi.
Dengan demikian, pencemaran yang terjadi saat pembuatan panel adalah selain
karena pembakaran batubara yang menimbulkan emisi GHG (greenhouse gases), juga polusi
kimia, dan limbah silika yang tak bisa didaur ulang, katanya.
Sebenarnya ada banyak pemanfaatan energi surya secara efektif. Aplikasi dari
penggunaan energi surya dapat dikelompokkan kedalam tiga kategori yang utama :
pemanasan/pendinginan, menghasilkan listrik, dan proses kimia. Dan secara garis besar,
pemanfaatan energi surya dibagi menjadi 2 metode, yaitu :
1. Pemanfaatan langsung panas radiasi matahari, yang secara umum digunakan untuk
memanaskan air. Biasanya ditetapkan pada atap-atap rumah (dengan posisi datar) untuk
menghasilkan air panas sebagai keperluan domestik. Contohnya seperti penerangan ruangan,
pengeringan hasil pertanian dan lainnya.
2. Pembangkit daya listrik melalui sel photovoltaic. Awalnya dikembangkan unutk menyediakan
listrik peralatan-peralatan di daerah terpencil. Photovoltaic merupakan proses merubah energi
cahaya menjadi energi listrik melalui media semikonduktor. Contohnya penerang ruangan
dan pembangkit listrik.
4. Pembangkit Daya Photovoltaic
Pembangkit daya listrik dengan menggunakan photovoltaic pada awalnya
dikembangkan untuk menyediakan listrik peralatan-peralatan di daerah terpencil seperti
halnya pada kendaraan ruang angkasa. Dalam kaitan dengan sifat bersihnya yang
menguntungkan bagi lingkungan, aplikasi dan produksi dari sel surya terus dikembangkan
dari tahun ketahun. Photovoltaic merupakan sebuah perlengkapan semikonduktor yang
memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe p dan n, yang mampu
merubah energi sinar matahari menjadi energi listrik. Pengertian photovoltaic sendiri
merupakan proses merubah cahaya menjadi energi listrik. Sel surya silikon yang umum
digunakan dapat diklasifikasikan dalam 3 tipe, yaitu:
Hatmu Rizal J1B014037
Page 10
1. Tipe kristal tunggal Pengeringan Pembangkit uap Refrigerator 500o C Temperatur Proses
industri Air Conditioning Air panas/desalinasi 100o C 50o C 30o C 5 Efisiensi konversi
cukup tinggi mencapai 20%, tetapi biaya produksinya tinggi
2. Tipe kristal majemuk Efisiensinya medium dengan biaya produksi yang rendah
3. Tipe sel silikon Efisiensi dibawah 10% dan biasanya diaplikasikan pada Solar House
System (SHS).
5. Distilasi Air
Cara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25mm hingga
50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian menguap,
sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang lebih dingin.
Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan embunan mengalir karena
gaya berat menuju ke saluran penampungan yang selanjutnya dialirkan ke tangki
penyimpanan.
6. Pemanasan Air
Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun
untuk alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini
memerlukan biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk
memanaskan digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan
pemanas air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air
dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak
memerlukan biaya bahan bakar.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 11
Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di
dalam terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang
berada di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan
air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis
air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada
penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan
persediaan air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar
kembali ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip
thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat
dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang
dihasilkan kurang dari yang diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki
penyimpan panas untuk dipanaskan kembali.
Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor
surya plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan
bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor
tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air
panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.
Keuntungan Pemanfaatan Energi Surya, diantaranya :
Dapat diperoleh secara gratis di alam.
Sistem energi surya dan terbarukan lainnya dapat berdiri sendiri tanpa memerlukan
tambahan perlengkapan penghubung dalam unit instalasi dayanya.
Matahari menyediakan suatu persediaan yang hamper tak terbatas untuk energi surya.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 12
Bila pemanfaatannya untuk bidang pertanian, maka mempunyai peluang pasar yang belum
dilirik oleh pengusaha alat dan mesin pertanian.
Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh bagian
permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya
baik bagi manusia maupun lingkungan.
Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan dapat
mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
Pembangunan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki nilai ekonomis.
Kerugian pemanfaatan energinya :
Investasi awal yang besar.
Hanya menghasilkan energi/daya yang optimal pada siang hari.
Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga panas matahari tidak efektif digunakan
pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
Pada musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air di dalamnya
membeku.
Membutuhkan lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk pertanian,
perumahan, dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi matahari sangat
rendah.
Lapisan kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan penglihatan,
misalnya penerbangan.
Sistem hanya bisa digunakan pada saat matahari bersinar dan tidak bisa digunakan ketika
malam hari atau pada saat cuaca berawan.
Penyimpanan air panas untuk perumahan bukan merupakan masalah, tetapi penyimpanan
uap air pada pembangkit listrik memerlukan teknologi yang sulit.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 13
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
Rumah pengering merupakan salah satu bentuk pemanfaatan enegi surya, sebagai media
tanaman tertentu.
Pengembangan rumah pengeringan mempunyai banyak keuntungan seperti bersih dari
debu dan hama penganggu namun rumah kaca awalnya memerlukan biaya yang besar.
Panas yang didapatkan dari matahari di siang hari dapat disimpan sebagai cadangan panas
di malam hari dengan berbagai cara.
Rumah pengeringan memberikan waktu yang efisien untuk lebih meningkatkan produksi.
Energi surya banyak dimanfaatkan untuk aplikasi lainnya, bukan di bidang pertanian saja.
Kompor matahari merupakan salah satu aplikasi pemenfaatan energi surya untuk
pengeringan hasil pertanian.
Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk
alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan.
Pemanfaatan langsung panas radiasi matahari, yang secara umum digunakan untuk
memanaskan air.
B. Saran
Hatmu Rizal J1B014037
Page 14
Penulisan makalah ini diharapkan dapat memberikan wawasan dan menambah
ilmu, juga mungkin dapat dijadikan sebagai sebuah inspirasi bagi pembaca untuk dapat
mengembangkan pola pikirnya, dan memberikan kemudahan untuk mengembangkan
kemampuannya di dalam bidang pertanian maupun di bidang yang lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
NRC, 2005. Teknologi dan Aplikasi Tentang Energi Soar. Natural Resources
Canada(NRC).
Prabowo A, 2003. Peluang Pemanfaatan Energi Surya di Bidang Pertanian. Rineka
Cipta, Jakarta.
Republika, 2004. Pemerintah Sudah Saatnya Kembangkan Energi Surya.
Republika, Jakarta.
Yuliarto, B, 2006. Energi Surya ; Alternatif Sumber Energi Masa Depan di
Indonesia. Berita Iptek.com.
Yuliarto, B. 2006.Sumber Energi yang Terbaharukan. Ghalia Indonesia. Jakarta.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 15
TEKNIK PERTANIAN
OLEH:
NAMA
:
HATMURIZAL
NIM
:
J1B014037
PRODI :
TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN dan AGROINDUSTRI
UNIVERSITAS MATARAM
TAHUN PELAJARAN 2014/2015
BAB I
Hatmu Rizal J1B014037
Page 1
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Pada zaman ini banyak terdapat alternatif bagi penghematan produk alam. Misalnya
pada pemanfaatan energi matahari pada bidang Teknik Pertanian, seperti solar cell,
photovoltaic dan rumah kaca yang umumnya banyak dijumpai di berbagai negara. Cadangan
energi yang berasal dari bahan bakar fosil diseluruh dunia diperkirakan hanya sampai 40
tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Kondisi
keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia dari
tahun ke tahun (pertumbuhan konsumsi energi tahun 2004 saja sebesar 4,3 persen), serta
tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global dan polusi lingkungan membuat
tuntutan untuk segera mewujudkan teknologi baru bagi sumber energi yang terbaarukan
semakin cepat (Yuliarto, B., 2006).
Salah satu energi alternatif yang mempunyai peluang untuk dikembangkan adalah
energi surya. Sebuah analisis pada situasi terkini dibidang pertanian dalam hal pemanfaatan
energi surya memperlihatkan secara jelas perbedaan situasi antara negara industri dengan
negara berkembang. Perbedaan tersebut mempunyai pengaruh yang besar terhadap
kemungkinan penggunaan energi matahari dalam hal pemanfaatannnya dibidang pertanian.
Dinegara industri, mekanisasi yang intensif dari produksi dibidang pertanian dihasilkan oleh
produktivitas tenaga kerja yang tinggi. Penggunaan benih berkualitas tinggi, pupuk dan
mekanisasi dari hampir seluruh kegiatan pertanian secara signifikan meningkatkan hasil
panen. Saat ini suplai energi di negara-negara industri cukup untuk kebutuhannya. Listrik dan
bahan bakar fosil tercukupi dengan harga yang relatif murah. Teknologi pemanfaatan energi
surya yang dapat digunakan secara bebas dari alam harus bersaing dengan teknologi yang
berefisiensi tinggi dan teknologi konvensional. Dengan kondisi tersebut, teknologi surya
hanya bisa kompetitif bila biaya produksi dapat dikurangi tanpa menurunkan keandalan dan
efisiensinya.
Di negara-negara berkembang, diperkirakan tak lama lagi produksi pangan tidak
dapat mengejar kebutuhan pangan dari pesatnya pertambahan populasi penduduknya,
contohnya indonesia. Selain dari pada itu, ketidak sempurnaan sistem penyimpanan dan
perawatan akan menyebabkan losses yang cukup besar yang dapat mengurangi persediaan
Hatmu Rizal J1B014037
Page 2
pangan. Hal lain yang perlu dicermati adalah rendahnya harga untuk produk tropis telah
memperburuk situasi ekonomi di pedesaan.
Peningkatan hasil panen, perbaikan kualitas produk dan pengurangan penyusutan
secara langsung dihubungkan dengan ketersediaan energi. Ketersediaan energi yang berasal
dari bahan bakar fosil yang semakin lama semakin berkurang, di mana untuk sebagian negara
berkembang masih import, adalah sangat mahal harganya di daerah pedesaan. Oleh karena itu
penyediaan energi yang berasal dari sumber-sumber alternatif adalah sangat mendesak.
Migrasi penduduk pedesaan kedaerah urban adalah disebabkan oleh kondisi kehidupan yang
kurang baik karena permasalahan sosial di daerah asalnya. Problem-problem tersebut yang
harus menjadi prioritas utama antara lain adalah penyediaan listrik untuk penerangan,
telekomunikasi dan kegiatan-kegiatan mekanisasi pertanian seperti penggiling beras, pompa
air, pengeringan komoditi pertanian dll. Salah satu alternatif untuk mengatasi permasalah
tersebut adalah penyediaan energi yang berasal dari sinar matahari (energi surya).
Pemanfaatan energi tersebut harus terlebih dahulu dikaji secara teknis dan ekonomi sebelum
diaplikasikan secara luas di daerah pedesaan. Tulisan ini mencoba memberikan masukan
mengenai peluang pemanfaatan energi surya yang ditinjau dari sudut mekanisasi pertanian.
Dalam situasi krisis ekonomi saat ini, sektor pertanian masih sanggup bertahan untuk
dikembangkan. Turunnya nilai tukar rupiah terhadap dolar Amerika membuat produk sektor
pertanian mempunyai daya saing sebagai komoditi eksport. Disamping itu harga produk
pertanian yang mengalami kenaikan dalam nilai rupiah membuat sektor ini lebih mempunyai
prospek dibandingkan dengan produk dari sektor lainnya. Untuk lebih memberdayakan sektor
pertanian perlu upaya untuk lebih mengefisienkan dan menggunakan cara-cara yang lebih
modern. Salah satu cara tersebut adalah menggunakan sistem pertanian dengan menggunakan
rumah kaca pengering. Pertanian rumah pengering didesain untuk meningkatkan produksi
dengan memanfaatkan energi matahari secara langsung.
B.
Rumusan Masalah
Bagaimana Aplikasi atau kegunaan dari Sinar Surya di dalam bidang Teknik Pertanian
?
C.
Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini sebagai acuan kita terhadap energi yang seharusnya
bisa lebih dimanfaatkan untuk menghemat produk alam. Sebagai contoh pemanfaatan energi
surya di bidang pertanian dan berbagai jenis pemanfaatan lainnya
Hatmu Rizal J1B014037
Page 3
D.
Manfaat Penulisan
Untuk memberikan wawasan kepada pembaca tentang manfaat dari penggunaan
tenaga surya di dalam bidang khususnya Teknik Pertanian.
BAB II
LANDASAN TEORI
Sumber energi merupakan sesuatu yang memiliki kemampuan untuk menyimpan atau
menghasilkan energi. Ada banyak macam jenis energi serta sumber energi yang ada di dunia
ini. Masing-masing dari sumber tersebut memiliki kapasitas yang berbeda-beda. Sementara,
jenis energi yang saat ini banyak dimanfaatkan oleh manusia adalah energi yang berasal dari
fosil yang biasa disebut sebagai minyak bumi. Minyak bumi diolah menjadi banyak jeinis
bahan bakar minyak, mulai dari aftur, bensin, solar, hingga minyak tanah.
Bahan bakar fosil atau bahan bakar mineral adalah sumber daya alam yang
mengandung hidrokarbon seperti batu bara, petroleum, dan gas alam. Penggunaan bahan
bakar fosil ini tellah menggerakan pengembangan industri dan menggantikan kincir angin,
tenaga air, dan juga pembakaran kayu.
Ketika menghasilkan listrik, energi dari pembakaran bahan bakar fosil seringkali
digunakan untuk menggerakan turbin. Generator seringkali menggunakan uap yang
dihasilkan dari pembakaran untuk memutar turbin, tetapi di pembangkit listrik baru gas dari
pembakaran digunakan untuk memutar turbin gas secara langsung.
Pembakaran bahan bakar fosil oleh manusia merupakan sumber utama dari karbon
dioksida yan merupakan salah satu gas rumah kaca yang dipercayai menyebabkan pemanasan
global. Sejumlah kecil bahan bakar karbon hidrokarbon adalah bahan bakar bio yang
diperoleh dari karbon dioksida di atmosfer dan oleh karena itu tidak menambah karbon
dioksida di udara. Jenis energi yang berasal dari fosil tersebut merupakan energi yang tidak
bisa untuk diperbaharui. Karena hal tersebut, maka dimungkinkan akan terjadi kelangkaan
dari energi tersebut di masa depan atau bahkan mungkin juga energi yan menjadi penopang
utama bagi kehidupan sehari-hari bagi manusia akan habis. Saat ini, hampir setiap mesin
yang ada dalam kehidupan manusia menggunakan energi yang bersumber dari minyak bumi.
Jika manusia tidak segera menggunakan energi alternatif sebagai pengganti, saat cadangan
minyak bumi yang ada telah habis, maka manusia akan menjadi kesulitan karena terlalu
bergantung pada sumber energi tersebut.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 4
Meskipun saat ini penggunaan energi alternatif sudah mulai dikembangkan namun
sepertinya manusia masih sulit atau enggan untuk menjadikan energi alternatif tersebut
sebagai sumber energi utama bagi kehidupannya. Entah mengapa energi alternatif masih
kurang diminati oleh banyak orang saat ini, padahal banyak jenis energi alternatif yang
diketahui lebih ramah terhadap lingkungan dari pada menggunakan energi yang bersifat
konvensional seperti yang dipakai saat ini. Ada banyak macam sumber energi alternatif yang
saat ini telah dikembangkan oleh manusia. Tujuan dari pengembangan energi tersebut adalah
untuk menggantikan peranan dari penggunaan energi yang sering dipakai oleh manusia pada
saat ini. Dengan adanya energi alternatif, diharapkan manusia akan beralih dan tidak lagi
bergantung pada satu jenis sumber energi saja.
Selain itu, dengan adanya pengembangan energi alternatif diharapkan juga kerusakan
lingkungan dapat semakin berkurang, karena energi alternatif yang ada cenderun lebih aman.
Jika energi alternatif yang ada cenderung lebih aman. Jika energi alternatif yang ada benarbenar bisa berkembang dan menjadi penopang dalam setiap kegiatan manusia, kita tidak
perlu lagi terlalu cemas akan terjadi kelangkaan energi dalam kehidupan kita.
Salah satu sumber energi alternatif yang telah dikembangkan adalah panel surya.Panel
surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya melalui peralatan
tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Panel surya atau juga sering disebut
fotovoltaik merupakan suatu alat yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari
menjadi listrik. Panel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan
potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai ke bumi, walaupun selain
dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan
energi panasnya melalui sistem solar thermal.
Sejarah panel surya dapat dilihat jauh ke belakang ketika pada tahun 1839 Edmund
Becquerel, seorang pemuda Prancis berusia 19 tahun menemukan efek yang sekarang dikenal
dengan efek fotovoltaik ketika tengah berkesperimen menggunakan sel larutan elektrolisis
yang dibuat dari dua elektroda. Becquerel menemukan bahwa beberapa jenis material tertentu
memproduksi arus listrik dalam jumlah kecil ketika terkena cahaya. Pada tahun yang sama,
usaha mereka telah berhasil membuat sebuah sel surya pertama dengan efisiensi sebesar 6%.
Dari titik inilah penelitian sel surya akhirnya berkembang hingga saat ini, dengan banyak
jenis dan teknologi pembuatannya.
Panel surya telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan bahkan
dijadikan sebagai pembangkit listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) telah banyak
dikembangkan di berbagai negara, termasuk Indonesia. Dengan memanfaatkan energi –
Hatmu Rizal J1B014037
Page 5
energi non fosil yang dapat diperbaharui seperti energi matahari ini, maka secara tidak
langsung telah melakukan gerakan hemat energi yang nantinya diharapkan pula akan semakin
banyak energi – energi alternatif yang ditemukan, sehingga kita tidak hanya bergantung pada
energi yang berasal dari fosil saja yang jumlahnya tentu akan semakin menipis.
BAB III
PEMBAHASAN
Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya
(matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Energi surya
menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap,angin, biogas, batu bara, dan
minyak bumi.
Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, ditemukan oleh A.C.
Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun
sampai tahun 1955 metode itu belum banyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari
satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batu bara.
Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi pada tahun
1958. Sel silikon yang dipergunakan untuk mengubah energi surya menjadi sumber daya
mulai diperhitungkan sebagai metode baru, karena dapat digunakan sebagai sumber daya bagi
satelit angkasa luar. Salah satu cara pemanfaatan energy surya khususnya di bidang pertanian
adalah dengan metode rumah pengering.
Pengeringan di terik matahari memang bisa efektif, oleh karena suhu yang dicapai
sekitar (35 s/d 45)0C. iklim di wilayah tropis merupakan sumber energi yang potensial,
namun di samping meningkatnya harga tanah (pada pinggiran kota dan sekitarnya),
tergesernya pemilihan pemakai kepada mesin pengering dengan sumber panas (bahan bakar
sekam, kayu arang, bahan bakar air, uap panas dan listrik). Dalam kasus tertentu pengeringan
dengan matahari tidak selalu bagus, seperti bahan keripik kentang tidak begitu baik mutunya
bila terkena ultra violet matahari (bisa hitam oleh karena tumbuh jamur).
1.
Rumah Pengering
Pada kebanyakan dalam praktek, yang dikeringkan dengan rumah pengering adalah
hasil-hasil perkebunan seperti tembakau, karet, jagung dan yang lain. Ukuran rumahnya pun
Hatmu Rizal J1B014037
Page 6
berbeda-beda menurut keperluan dan bahkan dalam kebanyakan hal dibuat lebih dari satu
tingkat. Wadah bahan (yang dikeringkan dalam rumah pengeringan) digunakan rak-rak,
ataupun tempat-tempat gantungan (disesuaikan keperluan). Adapun sumber panasnya berasal
dari pipa-pipa yang dialirkan menuju setiap ruang pengering. Media yang melewati pipa
panas tersebut bisa berupa air, uap, maupun gas hasil pembakaran. Pipa-pipa pemanas dipakai
untuk memindahkan panas dari dalam ke bagian luar dari pada pipa guna memanaskan udara
di dalam ruang pengering. Untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi perpindahan
panasnya, maka pada pipa pemanas diberikan gelang-gelang dari bahan yang bisa
menghantarkan panas (memperbesar luasan kontak, pancar, maupun konveksi).
Ketel uap maupun sumber pembangkit lainnya biasanya ditempatkan di dalam ruang
terpisah dengan ruang pengering (power house/power station/power generator). Karena
media/udara panas berat jenisnya lebih ringan, maka kecendrungan gerakannya adalah dari
bawah ke atas. Hingga karenanya pipa-pipa pemanas meski harus diletakkan di bagian bawah
dan stack/cerobong diletakkan di bagian atas untuk menarik keluar udara maupun uap air.
Supply udara baru dari bawah (untuk dipanaskan dengan media panas) harus bisa diimbangi
dengan penarikan oleh cerobong untuk mendapatkan pertukaran udara dengan baik sehingga
mutu produk pengeringan maupun prosesnya sendiri bisa berjalan dengan baik. Karena
besarnya spesifikasi, performasi, dan ukuran boiler (unit system pembakaran uap), ruangan
pengering, luasnya unit instalasi pemindahan panas, kapasitas blower supply maupun penarik
cerobong harus benar-benar dihitung sehingga mutu, kapasitas produksi maupun proses
produksinya bisa dijamin mampu saing di pasaran.
Dengan adanya rumah pengering tersebut, bisa meningkatkan produksinya. Biasanya proses
pengeringan bisa memakan waktu 4 – 5 hari, dengan rumah pengering hanya membutuhkan
1-2 hari saja.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 7
Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai
jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari
energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari
energi matahari misalnya:
Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat
dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.
Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang
mengenai bumi.
Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene
menggunakan energi matahari.
Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.
Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami
proses selama berjuta-juta tahun.
2.
Kompor Matahari untuk Penggorengan
Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima
dari matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan
panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau
kayu bakar.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 8
Untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal
sebesar 800 watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi
fosil dan energi listrik untuk memasak dapat dikurang.
3. Pengeringan Hasil Pertanian
Hal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil
panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani
karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya yang mahal untuk mengeringkan hasil
panennya. Berbeda dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan
biaya untuk mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan
bahan bakar fosil maupun menggunakan listrik.
Pemanfaatan energi matahari di satu sisi dianggap ramah lingkungan karena
mengurangi polusi karbon namun di sisi lain meningkatkan pemanasan global dalam
pengadaan panel suryanya.
Di Jakarta pengadaan panel surya dengan ukuran 1 x 1,5 m2 dengan kapasitas 1 kW
per hari membutuhkan 40 kg batu bara untuk proses pembuatannya. Padahal 40 kg baru bara
mampu langsung menghasilkan energi sebesar 130 kWh. Proses pembuatan panel, ujarnya,
juga dimulai dari penambangan batuan silika kemudian diproses menjadi berturut-turut, silika
metalik, triklorosilan, polikristalin silikon, sel surya (solar cell), dan kemudian panel. Salah
satu bahan kimia yang berbahaya adalah klorin yang digunakan pada setiap urutan proses
Hatmu Rizal J1B014037
Page 9
pembuatan panel tersebut. Sedangkan untuk pemurnian silika diperlukan proses pemanasan
yang lama pada suhu tinggi.
Dengan demikian, pencemaran yang terjadi saat pembuatan panel adalah selain
karena pembakaran batubara yang menimbulkan emisi GHG (greenhouse gases), juga polusi
kimia, dan limbah silika yang tak bisa didaur ulang, katanya.
Sebenarnya ada banyak pemanfaatan energi surya secara efektif. Aplikasi dari
penggunaan energi surya dapat dikelompokkan kedalam tiga kategori yang utama :
pemanasan/pendinginan, menghasilkan listrik, dan proses kimia. Dan secara garis besar,
pemanfaatan energi surya dibagi menjadi 2 metode, yaitu :
1. Pemanfaatan langsung panas radiasi matahari, yang secara umum digunakan untuk
memanaskan air. Biasanya ditetapkan pada atap-atap rumah (dengan posisi datar) untuk
menghasilkan air panas sebagai keperluan domestik. Contohnya seperti penerangan ruangan,
pengeringan hasil pertanian dan lainnya.
2. Pembangkit daya listrik melalui sel photovoltaic. Awalnya dikembangkan unutk menyediakan
listrik peralatan-peralatan di daerah terpencil. Photovoltaic merupakan proses merubah energi
cahaya menjadi energi listrik melalui media semikonduktor. Contohnya penerang ruangan
dan pembangkit listrik.
4. Pembangkit Daya Photovoltaic
Pembangkit daya listrik dengan menggunakan photovoltaic pada awalnya
dikembangkan untuk menyediakan listrik peralatan-peralatan di daerah terpencil seperti
halnya pada kendaraan ruang angkasa. Dalam kaitan dengan sifat bersihnya yang
menguntungkan bagi lingkungan, aplikasi dan produksi dari sel surya terus dikembangkan
dari tahun ketahun. Photovoltaic merupakan sebuah perlengkapan semikonduktor yang
memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe p dan n, yang mampu
merubah energi sinar matahari menjadi energi listrik. Pengertian photovoltaic sendiri
merupakan proses merubah cahaya menjadi energi listrik. Sel surya silikon yang umum
digunakan dapat diklasifikasikan dalam 3 tipe, yaitu:
Hatmu Rizal J1B014037
Page 10
1. Tipe kristal tunggal Pengeringan Pembangkit uap Refrigerator 500o C Temperatur Proses
industri Air Conditioning Air panas/desalinasi 100o C 50o C 30o C 5 Efisiensi konversi
cukup tinggi mencapai 20%, tetapi biaya produksinya tinggi
2. Tipe kristal majemuk Efisiensinya medium dengan biaya produksi yang rendah
3. Tipe sel silikon Efisiensi dibawah 10% dan biasanya diaplikasikan pada Solar House
System (SHS).
5. Distilasi Air
Cara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25mm hingga
50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian menguap,
sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang lebih dingin.
Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan embunan mengalir karena
gaya berat menuju ke saluran penampungan yang selanjutnya dialirkan ke tangki
penyimpanan.
6. Pemanasan Air
Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun
untuk alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini
memerlukan biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk
memanaskan digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan
pemanas air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air
dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak
memerlukan biaya bahan bakar.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 11
Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di
dalam terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang
berada di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan
air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis
air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada
penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan
persediaan air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar
kembali ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip
thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat
dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang
dihasilkan kurang dari yang diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki
penyimpan panas untuk dipanaskan kembali.
Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor
surya plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan
bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor
tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air
panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.
Keuntungan Pemanfaatan Energi Surya, diantaranya :
Dapat diperoleh secara gratis di alam.
Sistem energi surya dan terbarukan lainnya dapat berdiri sendiri tanpa memerlukan
tambahan perlengkapan penghubung dalam unit instalasi dayanya.
Matahari menyediakan suatu persediaan yang hamper tak terbatas untuk energi surya.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 12
Bila pemanfaatannya untuk bidang pertanian, maka mempunyai peluang pasar yang belum
dilirik oleh pengusaha alat dan mesin pertanian.
Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh bagian
permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya
baik bagi manusia maupun lingkungan.
Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan dapat
mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
Pembangunan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki nilai ekonomis.
Kerugian pemanfaatan energinya :
Investasi awal yang besar.
Hanya menghasilkan energi/daya yang optimal pada siang hari.
Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga panas matahari tidak efektif digunakan
pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
Pada musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air di dalamnya
membeku.
Membutuhkan lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk pertanian,
perumahan, dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi matahari sangat
rendah.
Lapisan kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan penglihatan,
misalnya penerbangan.
Sistem hanya bisa digunakan pada saat matahari bersinar dan tidak bisa digunakan ketika
malam hari atau pada saat cuaca berawan.
Penyimpanan air panas untuk perumahan bukan merupakan masalah, tetapi penyimpanan
uap air pada pembangkit listrik memerlukan teknologi yang sulit.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 13
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
Rumah pengering merupakan salah satu bentuk pemanfaatan enegi surya, sebagai media
tanaman tertentu.
Pengembangan rumah pengeringan mempunyai banyak keuntungan seperti bersih dari
debu dan hama penganggu namun rumah kaca awalnya memerlukan biaya yang besar.
Panas yang didapatkan dari matahari di siang hari dapat disimpan sebagai cadangan panas
di malam hari dengan berbagai cara.
Rumah pengeringan memberikan waktu yang efisien untuk lebih meningkatkan produksi.
Energi surya banyak dimanfaatkan untuk aplikasi lainnya, bukan di bidang pertanian saja.
Kompor matahari merupakan salah satu aplikasi pemenfaatan energi surya untuk
pengeringan hasil pertanian.
Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk
alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan.
Pemanfaatan langsung panas radiasi matahari, yang secara umum digunakan untuk
memanaskan air.
B. Saran
Hatmu Rizal J1B014037
Page 14
Penulisan makalah ini diharapkan dapat memberikan wawasan dan menambah
ilmu, juga mungkin dapat dijadikan sebagai sebuah inspirasi bagi pembaca untuk dapat
mengembangkan pola pikirnya, dan memberikan kemudahan untuk mengembangkan
kemampuannya di dalam bidang pertanian maupun di bidang yang lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
NRC, 2005. Teknologi dan Aplikasi Tentang Energi Soar. Natural Resources
Canada(NRC).
Prabowo A, 2003. Peluang Pemanfaatan Energi Surya di Bidang Pertanian. Rineka
Cipta, Jakarta.
Republika, 2004. Pemerintah Sudah Saatnya Kembangkan Energi Surya.
Republika, Jakarta.
Yuliarto, B, 2006. Energi Surya ; Alternatif Sumber Energi Masa Depan di
Indonesia. Berita Iptek.com.
Yuliarto, B. 2006.Sumber Energi yang Terbaharukan. Ghalia Indonesia. Jakarta.
Hatmu Rizal J1B014037
Page 15