teknik mesin bab (1). pdf
Daftar isi
•
1 Mendefinisikan terbaharui
o
•
1.1 Energi berkelanjutan
2 Sumber energi terbaharui modern
o
2.1 Energi panas bumi
o
2.2 Energi surya
o
2.3 Energi angin
o
2.4 Tenaga udara
o
2.5 Biomassa
o
2.6 Bahan bakar bio cair
2.6.1 Solid biomas
2.6.2 Biogas
•
3 Sumber energi skala kecil
•
4 Riwayat Penggunaan Energi Terbarukan
•
5 Aplikasi Penggunaan Enegi Terbarukan
Definisi Energi Terbaharui
Kebutuhan energi dewasa ini semakin meningkat seiring
dengan meningkatnya kebutuhan manusia. Hal ini menyebabkan
adanya indikasi terjadi krisis energi di dunia. Salah satu penyebab
dari
krisis
energi
tersebut
adalah
masih
besarnya
tingkat
ketergantungan pada sumber energi fosil terutama minyak bumi.
Seperti yang kita ketahui bahwa cadangan minyak bumi yang
tersedia di bumi ini terbatas. Oleh karena itu perlu dilakukan upaya
diversifikasi energi agar tercipta keseimbangan energi yang baik.
Diversifikasi
energi
dapat
dilakukan
dengan
mulai
memberikan peluang kepada jenis-jenis energi alternatif yang
selama ini sudah dikembangkan maupun jenis energi yang baru.
Ada berbagai alternatif yang bisa dikembangkan antara lain gas
bumi, geothermal, biomassa, air, angin, gelombang, matahari,
geothermal, dan lain-lain yang masih terbuka pengembangannya.
Energi
terbarukan
mempunyai
potensi
lebih
unggul
dibandingkan energi fosil. Ada beberapa alasan yang mendasari,
antara
lain
karena
persediaannya
yang
tak
terbatas,
dapat
diperbaharui, dan ramah lingkungan. Energi matahari, energi air,
energi angin, energi biomassa, energi laut, dan sumber energi
alternatif lainnya tersedia secara melimpah di alam, sedangkan
pemanfaatannya masih sedikit. Kendala utama dalam pemanfaat
energi
terbarukan
adalah
teknologi
yang
dipakai
sekarang,
efisiensinya masih rendah sehingga energi yang dikonversi sedikit.
Energi berkelanjutan
Seluruh energi terbaharui secara definisi juga Merupakan energi
berkelanjutan, yang berarti mereka Tersedia dalam waktu jauh ke
depan yang membuat perencanaan bila mereka habis tidak diperlukan.
Meskipun tenaga nuklir bukan energi diperbaharui, namun pendukung
nuklir dapat berkelanjutan dengan penggunaan Reaktor peternak
Menggunakan uranium -238 atau torium atau keduanya. Di sisi lain
banyak penentang nuklir Menggunakan energi berkelanjutan istilah
'Sebagai sinonim untuk energi terbaharui, dan oleh karena itu tidak
Memasukkan ke dalam energi nuklir berkelanjutan.
Sumber energi terbaharui modern
Energi panas bumi
Energi panas bumi berasal dari penguraian radioaktif di pusat
Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam, dan dari matahari,
yang membuat panas permukaan bumi. Dia dapat Digunakan
dengan tiga cara:
•
Listrik geothermal
•
Pemanasan geothermal, melalui pipa ke dalam Bumi
•
Pemanasan geothermal, melalui sebuah pompa panas.
Biasanya, istilah 'panas bumi' digunakan untuk energi panas
dari inti bumi. Listrik panas bumi diciptakan oleh memompa fluida
(minyak atau air) ke dalam bumi, sehingga untuk menguapkan dan
menggunakan vented gas panas dari kerak bumi untuk menjalankan
turbin kemudian terhubung ke generator listrik.
Energi panas bumi dari inti Bumi lebih dekat ke permukaan di
beberapa daerah daripada orang lain. Mana uap panas atau air
bawah tanah dapat dimanfaatkan dan dibawa ke permukaan itu
dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Seperti tenaga panas
bumi sumber ada di beberapa bagian tidak stabil secara geologis
dunia seperti Islandia, Selandia Baru, Amerika Serikat, Filipina dan
Italia. Dua wilayah yang paling menonjol selama ini di Amerika
Serikat berada di Yellowstone baskom dan di utara California.
Islandia menghasilkan tenaga panas bumi 170 MW dan dipanaskan
86% dari semua rumah di tahun 2000 melalui energi panas bumi.
Beberapa 8.000 MW dari kapasitas operasional total.
Geothermal panas dari permukaan bumi dapat digunakan di
sebagian besar dunia langsung ke panas dan dingin bangunan.
Suhu kerak bumi beberapa meter di bawah permukaan buffered
untuk konstan 7-14C (45-58F), sehingga cairan dapat pra-pradipanaskan
atau
didinginkan
dalam
pipa
bawah
tanah,
menyediakan pendinginan gratis di musim panas dan, melalui a
pompa panas, pemanas di musim dingin. Menggunakan langsung
lainnya
adalah
di sektor pertanian
(rumah kaca), perikanan
budidaya dan industri.
Meskipun situs panas bumi mampu menyediakan panas untuk
beberapa dekade, akhirnya lokasi tertentu tenang. Beberapa
menafsirkan makna ini sebagai lokasi panas bumi tertentu dapat
mengalami penipisan. Orang lain melihat penafsiran semacam itu
sebagai penggunaan yang tidak akurat dari kata penipisan karena
keseluruhan pasokan energi panas bumi di Bumi, dan sumbernya,
tetap hampir konstan. Energi panas bumi tergantung pada geologi
setempat ketidakstabilan, yang, menurut definisi, tidak dapat
diprediksi, dan mungkin stabil.
Sekarang konsumsi energi Panas Bumi tidak dengan cara
apapun mengancam atau mengurangi kualitas hidup untuk masa
depan Wegenerbuah instalasi, akibatnya, itu dianggap sebagai
sumber energi terbarukan.
Energi surya
Panel surya (photovoltaic arrays) di atas yacht kecil di laut
dapat Mengisi baterai 12 V sampai 9 ampere dalam cahaya
matahari
penuh
dan
terbaharui pusatnya
langsung.
adalah
Karena
"energi
kebanyakan
energi
surya" istilah ini sedikit
membingungkan. Namun yang dimaksud di sini adalah energi yang
dikumpulkan langsung dari cahaya matahari.
Tenaga surya dapat Digunakan untuk:
•
Menghasilkan listrik Menggunakan sel surya
•
Menggunakan menghasilkan pembangkit listrik tenaga panas
surya
•
Menghasilkan listrik Menggunakan menara surya
•
Memanaskan gedung, secara langsung
•
Memanaskan gedung, melalui pompa panas
•
Memanaskan makanan, Menggunakan oven surya.
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. Beberapa 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 AC tertinggi pada siang hari.
Energi angin
Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak
merata, maka terbentuklah angin. Energi Kinetik dari angin dapat
Digunakan untuk Menjalankan Turbin angin, Beberapa mampu
memproduksi tenaga 5 MW. Keluaran tenaga Kubus adalah fungsi
dari
kecepatan
angin,
maka
Turbin
tersebut
paling
tidak
membutuhkan angin dalam kisaran 5,5 m / d (20 km / j), dan dalam
praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup
terus menerus. Namun begitu di daerah Pesisir atau daerah di
ketinggian, angin yang cukup Tersedia KONSTAN.
Pada 2005 telah ada ribuan Turbin angin yang beroperasi di
Beberapa bagian dunia, dengan perusahaan "utility" memiliki
kapasitas total lebih dari 47.317MW . Merupakan kapasitas output
maksimum yang memungkinkan dan tidak menghitung "load
factor".
Ladang angin baru dan taman angin lepas pantai telah
direncanakan dan dibuat di seluruh dunia. Ini merupakan cara
Penyediaan listrik yang tumbuh dengan cepat di abad ke-21 dan
menyediakan tambahan bagi stasiun pembangkit listrik utama.
Kebanyakan yang Digunakan Turbin menghasilkan listrik sekitar
25% dari waktu (load factor 25%), tetapi Beberapa Mencapai 35%.
Load factor biasanya lebih tinggi pada musim dingin. Ini berarti
Bahwa 5mW Turbin dapat memiliki output rata-rata 1,7 MW dalam
kasus terbaik.
Angin global jangka panjang potensi teknis diyakini 5 kali
konsumsi energi global saat ini atau 40 kali kebutuhan listrik saat
ini. Ini membutuhkan 12,7% dari seluruh wilayah tanah, atau lahan
yang luas dengan Kelas 3 atau potensi yang lebih besar pada
ketinggian 80 meter. Ini mengasumsikan bahwa tanah ditutupi
dengan 6 turbin angin besar per kilometer persegi. Pengalaman
sumber daya lepas pantai berarti kecepatan angin ~ 90% lebih
besar daripada tanah, sehingga sumber daya lepas pantai dapat
berkontribusi secara substansial lebih banyak energi. Angka ini
dapat juga meningkat dengan ketinggian lebih tinggi berbasis tanah
atau turbin angin udara.
Angin kekuatan berbeda-beda dan dengan demikian tidak
dapat menjamin power secara berkelanjutan. Beberapa perkiraan
menyarankan thpada angin 1.000 MW dari kapasitas pembangkitan
dapat diandalkan hanya kekuatan 333MW yang berkesinambungan.
Sementara ini mungkin berubah sejalan dengan perkembangan
teknologi, advokat telah mengusulkan menggabungkan tenaga
angin
dengan
sumber
daya
lain,
atau
penggunaan
teknik
penyimpanan energi, dengan ini dalam pikiran. Hal ini paling baik
digunakan dalam konteks suatu sistem yang memiliki kapasitas
cadangan signifikan seperti hidro, atau cadangan beban, seperti
tanaman Desalination, untuk mengurangi dampak ekonomi dari
variabilitas sumber daya.
Tenaga udara
Udara Energi dapat Digunakan dalam bentuk gerak atau
Perbedaan suhu. Udara Karena ribuan kali lebih berat dari udara,
maka aliran udara yang pelan pun dapat menghasilkan sejumlah
energi yang besar.
Ada banyak bentuk:
•
Hydroelectric energi, sebuah istilah yang biasanya disediakan
untuk bendungan hidroelektrik.
•
Tidal daya, yang menangkap energi dari pasang-surut dalam
arah horisontal. Pasang datang, meningkatkan waterlevels
dalam baskom, dan pasang roll out. Air harus melalui sebuah
turbin untuk keluar dari baskom.
•
Tidal stream kekuasaan, yang melakukan hal yang sama
secara vertikal, menangkap aliran air seperti yang bergerak di
seluruh dunia oleh pasang surut.
•
Gelombang
daya,
yang
menggunakan
energi
dalam
gelombang. Ombak besar biasanya akan memindahkan ponton s
atas dan ke bawah.
•
Samudera konversi energi termal (OTEC), yang menggunakan
perbedaan suhu antara permukaan yang lebih hangat dan laut
yang sejuk (atau dingin) ceruk lebih rendah. Untuk tujuan ini, ia
mempekerjakan seorang siklus mesin kalor.
•
Deep pendingin air danau, bukan secara teknis metode
generasi energi, meskipun dapat menyimpan banyak energi di
musim panas. Terendam menggunakan pipa sebagai heat sink
untuk sistem kontrol iklim. Danau-bottom air sepanjang tahun
konstan lokal sekitar 4 ° C.
Listrik tenaga air mungkin bukan pilihan utama untuk masa
depan produksi energi di negara maju karena sebagian besar situs
utama di negara ini dengan potensi pemanfaatan gravitasi dengan
cara ini mungkin telah dieksploitasi atau tidak tersedia karena
alasan
lain
seperti
pertimbangan
lingkungan.
Membangun
bendungan banjir sering melibatkan daerah yang luas lahan,
perubahan habitat, dan sementara energi pembangkit tenaga listrik
pada dasarnya tidak menghasilkan karbon dioksida, laporan barubaru ini telah dikaitkan PLTA ke metana, yang membentuk
membusuk terendam dari tanaman yang tumbuh di bagian-bagian
kering dasar pada masa kekeringan. Metana adalah gas rumah kaca
yang potensial.
Metode lain generasi energi (dan pendinginan) telah memiliki
berbagai tingkat keberhasilan di lapangan. Gelombang dan badai
keras untuk membuktikan kekuatan tekan, sementara OTEC belum
diuji di lapangan skala besar. Sebagian besar masyarakat umum
menganggap energi tenaga air menjadi terbarukan.
Biomassa
Tumbuhan
biasanya
Menggunakan
fotosintesis
untuk
Menyimpan tenaga surya, udara, dan CO2. Bahan bakar bio adalah
bahan bakar yang diperoleh dari biomassa - Organisme atau produk
dari metabolisme mereka, seperti tai dari sapi. Dia Merupakan
energi terbaharui.
Biasanya bahan bakar bio dibakar untuk energi kimia Melepas
Yang Tersimpan di dalamnya. Riset untuk mengubah bahan bakar
bio menjadi listrik Menggunakan sel bahan bakar adalah bidang
penelitian yang sangat aktif.
Biomassa dapat Digunakan langsung sebagai bahan bakar
atau untuk memproduksi bahan bakar bio cair. Biomass yang
diproduksi dengan teknik pertanian, seperti biodiesel, etanol, dan
bagasse (seringkali sebuah produk sampingan dari pengkultivasian
Tebu) dapat dibakar dalam mesin Pembakaran dalam atau pendidih.
Sebuah hambatan adalah seluruh biomass harus melalui
proses
Beberapa
dikeringkan,
berikut:
difermentasi
harus
dan
dikembangkan,
dibakar.
Seluruh
membutuhkan banyak sumber daya dan infrastruktur.
dikumpulkan,
langkah
ini
Bahan bakar bio cair
Bahan bakar bio cair biasanya adalah bioalcohol seperti
metanol, etanol dan biodiesel. Biodiesel dapat digunakan pada
kendaraan diesel modern dengan sedikit atau tanpa modifikasi dan
dapat diperoleh dari limbah dan kasar sayur dan minyak hewani
serta lemak. Di beberapa daerah jagung, gula bit, tebu dan rumput
yang tumbuh secara khusus untuk menghasilkan etanol (juga
dikenal sebagai alkohol) suatu cairan yang dapat digunakan dalam
mesin pembakaran internal dan bahan bakar minyak.
Rencana Uni Eropa untuk menambah 5% bioetanol untuk
bensin di Eropa pada tahun 2010. For the UK saja produksi akan
memerlukan
12.000
kilometer
persegi
di
negara
itu
65.000
kilometer persegi tanah yang subur.
Lain-lain, lebih efisien sumber biofuel, seperti kelapa dan
minyak kedelai, mungkin akan memiliki dampak lingkungan negatif
yang signifikan akibat kerusakan habitat di daerah-daerah di mana
mereka tumbuh.
Solid biomas
Penggunaan langsung biasanya dalam bentuk padatan
yang mudah terbakar, baik kayu bakar atau tanaman lapangan
yang mudah terbakar. Bidang tanaman dapat tumbuh secara
khusus
untuk
pembakaran
atau
dapat
digunakan
untuk
keperluan lain, dan limbah pabrik diproses kemudian digunakan
untuk pembakaran. Kebanyakan jenis biomatter, termasuk
pupuk
kandang
kering,
sebenarnya
dapat
dibakar
untuk
memanaskan air dan menggerakkan turbin. Gula tebu residu,
gandum sekam, jagung tongkol dan tanaman lain pun bisa, dan,
dibakar cukup berhasil. Proses tidak melepaskan CO bersih 2 . Solid biomas juga merupakan gasifikasi, dan digunakan
sebagai dijelaskan dalam bagian berikutnya.
Biogas
Banyak bahan-bahan organik dapat melepaskan gas,
karena metabolisation bahan organik oleh bakteri (fermentasi).
Landfills sebenarnya perlu melepaskan gas ini untuk mencegah
ledakan berbahaya. Rilis kotoran hewan metana di bawah
pengaruh anaerob bakteri.
Juga, di bawah tekanan tinggi, suhu tinggi, anaerobik
kondisi banyak bahan organik seperti kayu dapat menjadi
gasified untuk menghasilkan gas. Hal ini sering ditemukan untuk
menjadi lebih efisien daripada pembakaran langsung. Gas
kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dan / atau
panas.
Biogas dapat dengan mudah dihasilkan dari aliran limbah
saat ini, seperti: produksi kertas, produksi gula, limbah, kotoran
hewan dan sebagainya. Berbagai aliran limbah harus slurried
bersama-sama
dan
dibiarkan
secara
alami
berfermentasi,
menghasilkan gas metana. Kita hanya perlu mengubah kotoran
saat ini biogas tanaman untuk tanaman, membangun lebih
banyak terpusat lokal biogas kecil tanaman dan rencana untuk
masa
depan.
Produksi
biogas
memiliki
kapasitas
untuk
menyediakan kami dengan sekitar setengah dari kebutuhan
energi kita, baik dibakar untuk produksi listrik atau pipa ke pipa
gas saat ini untuk digunakan. Hanya saja yang harus dilakukan
dan membuat prioritas.
1.1. Tabel Potensi Energi Terbarukan di Indonesia
Sumber Energi
Geothemal
Mikrohidro
Large Hydro
Biomassa
Energi Angin
Energi Matahari
Total
Potensi (MW)
20.000
459
75.000
50.000
9.286
15.648,7
170.393,7
Kapasitas Terpasang
Pemanfaatan
(MW)
812
54
4.200
302
0,50
5
5.373,5
(%)
4,06
11,76
5,60
0,60
0,0053
0,0031
22,03
2. Sumber energi skala kecil
Ada banyak sumber energi skala kecil yang umumnya tidak
dapat ditingkatkan untuk ukuran industri. Daftar pendek:
•
PIEZO listrik kristal menghasilkan tegangan kecil setiap kali mereka
mekanis cacat. Getaran dari mesin dapat merangsang listrik PIEZO
kristal, seperti dapat tumit sepatu
•
Beberapa watches sudah didukung oleh kinetika, dalam hal ini
gerakan lengan
•
Elektrokenetika menghasilkan listrik dari energi kinetik air yang
dipompa melalui saluran kecil
•
Khusus antena dapat mengumpulkan energi dari gelombang radio
liar atau bahkan secara teori cahaya ( EM radiasi).
Riwayat penggunaan energi terbarukan
Sepanjang sejarah, berbagai bentuk terbarukan dan nonenergi terbarukan telah digunakan.
•
Kayu adalah sumber energi dimanipulasi paling awal dalam sejarah
manusia,
digunakan
sebagai
sumber
energi
panas
melalui
pembakaran, dan masih penting dalam konteks ini hari ini.
Membakar
kayu
sangat
penting
bagi
kedua
memasak
dan
menyediakan panas, yang memungkinkan kehadiran manusia
dalam iklim dingin. Jenis kayu khusus memasak, makanan dehidrasi
dan
asap
menyembuhkan,
juga
memungkinkan
masyarakat
manusia aman tahan lama menyimpan bahan makanan sepanjang
tahun. Akhirnya, ditemukan bahwa pembakaran parsial dalam relatif
tidak adanya oksigen dapat menghasilkan arang, yang memberikan
panas dan lebih kompak dan sumber energi portabel. Namun, ini
bukan sumber energi yang lebih efisien, karena memerlukan input
besar kayu untuk membuat arang.
•
Hewan daya untuk kendaraan dan alat-alat mekanik ini awalnya
dihasilkan melalui hewan traksi. Binatang seperti kuda dan lembu
tidak hanya menyediakan transportasi, tetapi juga powered pabrik.
Hewan masih secara luas digunakan di berbagai belahan dunia
untuk tujuan ini.
•
Air daya akhirnya digantikan kekuatan hewan untuk pabrik, di mana
pun kekuatan air jatuh di sungai itu dimanfaatkan. Daya air melalui
listrik tenaga air terus menjadi yang paling expensive metode
penyimpanan dan menghasilkan energi dispatchable di seluruh
dunia. Historis maupun saat ini, listrik tenaga air menyediakan lebih
banyak energi terbarukan dari sumber terbarukan lainnya.
•
Hewan minyak, terutama paus minyak sudah lama dibakar sebagai
minyak untuk lampu.
•
Wind daya telah digunakan selama beberapa ratus tahun. Ini pada
awalnya digunakan melalui layar besar-blade kincir angin s dengan
pisau bergerak lambat, seperti yang terlihat dalam Belanda dan
disebutkan dalam Don Quixote. Pabrik besar ini biasanya baik
dipompa powered air atau pabrik kecil. Kincir angin fitur baru yang
lebih kecil, lebih cepat-balik, lebih kompak unit dengan lebih pisau,
seperti yang terlihat di seluruh Great Plains. Ini kebanyakan
digunakan untuk memompa air dari sumur. Beberapa tahun terakhir
telah melihat perkembangan pesat dari generasi angin peternakan
oleh kekuatan utama perusahaan, menggunakan generasi baru
yang besar, turbin angin yang tinggi dengan dua atau tiga luas dan
relatif lambat bergerak pisau. Hari ini, tenaga angin merupakan
sumber energi dengan pertumbuhan tercepat di dunia.
•
Solar daya sebagai sumber energi langsung telah tidak ditangkap
oleh sistem mekanis hingga belakangan ini sejarah manusia, tapi
ditangkap
sebagai
sumber
energi
melalui
arsitektur
dalam
masyarakat tertentu selama berabad-abad. Tidak sampai abad
kedua puluh adalah matahari langsung masukan ekstensif dijelajahi
lebih hati-hati direncanakan melalui arsitektur (surya pasif) atau
melalui penangkapan panas dalam sistem mekanis (matahari aktif)
atau
konversi
listrik
(fotovoltaik).
Semakin
hari
matahari
dimanfaatkan untuk panas dan listrik.
•
Upaya untuk memanfaatkan kekuatan gelombang samudra muncul
dalam gambar dan paten kembali ke abad ke-19. Modern berusaha
untuk menangkap tenaga ombak dimulai pada tahun 1970-an oleh
Profesor Steven Salter yang memulai Wave Energy Group di
University of Edinburgh di Skotlandia. Ada beberapa tanaman
percontohan pembangkit daya ke dalam grid, dan banyak yang baru
dan ingin tahu desain dalam berbagai tahap pengembangan dan
pengujian .
3. Aplikasi Penggunaan Energi Terbarukan
•
1 Mendefinisikan terbaharui
o
•
1.1 Energi berkelanjutan
2 Sumber energi terbaharui modern
o
2.1 Energi panas bumi
o
2.2 Energi surya
o
2.3 Energi angin
o
2.4 Tenaga udara
o
2.5 Biomassa
o
2.6 Bahan bakar bio cair
2.6.1 Solid biomas
2.6.2 Biogas
•
3 Sumber energi skala kecil
•
4 Riwayat Penggunaan Energi Terbarukan
•
5 Aplikasi Penggunaan Enegi Terbarukan
Definisi Energi Terbaharui
Kebutuhan energi dewasa ini semakin meningkat seiring
dengan meningkatnya kebutuhan manusia. Hal ini menyebabkan
adanya indikasi terjadi krisis energi di dunia. Salah satu penyebab
dari
krisis
energi
tersebut
adalah
masih
besarnya
tingkat
ketergantungan pada sumber energi fosil terutama minyak bumi.
Seperti yang kita ketahui bahwa cadangan minyak bumi yang
tersedia di bumi ini terbatas. Oleh karena itu perlu dilakukan upaya
diversifikasi energi agar tercipta keseimbangan energi yang baik.
Diversifikasi
energi
dapat
dilakukan
dengan
mulai
memberikan peluang kepada jenis-jenis energi alternatif yang
selama ini sudah dikembangkan maupun jenis energi yang baru.
Ada berbagai alternatif yang bisa dikembangkan antara lain gas
bumi, geothermal, biomassa, air, angin, gelombang, matahari,
geothermal, dan lain-lain yang masih terbuka pengembangannya.
Energi
terbarukan
mempunyai
potensi
lebih
unggul
dibandingkan energi fosil. Ada beberapa alasan yang mendasari,
antara
lain
karena
persediaannya
yang
tak
terbatas,
dapat
diperbaharui, dan ramah lingkungan. Energi matahari, energi air,
energi angin, energi biomassa, energi laut, dan sumber energi
alternatif lainnya tersedia secara melimpah di alam, sedangkan
pemanfaatannya masih sedikit. Kendala utama dalam pemanfaat
energi
terbarukan
adalah
teknologi
yang
dipakai
sekarang,
efisiensinya masih rendah sehingga energi yang dikonversi sedikit.
Energi berkelanjutan
Seluruh energi terbaharui secara definisi juga Merupakan energi
berkelanjutan, yang berarti mereka Tersedia dalam waktu jauh ke
depan yang membuat perencanaan bila mereka habis tidak diperlukan.
Meskipun tenaga nuklir bukan energi diperbaharui, namun pendukung
nuklir dapat berkelanjutan dengan penggunaan Reaktor peternak
Menggunakan uranium -238 atau torium atau keduanya. Di sisi lain
banyak penentang nuklir Menggunakan energi berkelanjutan istilah
'Sebagai sinonim untuk energi terbaharui, dan oleh karena itu tidak
Memasukkan ke dalam energi nuklir berkelanjutan.
Sumber energi terbaharui modern
Energi panas bumi
Energi panas bumi berasal dari penguraian radioaktif di pusat
Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam, dan dari matahari,
yang membuat panas permukaan bumi. Dia dapat Digunakan
dengan tiga cara:
•
Listrik geothermal
•
Pemanasan geothermal, melalui pipa ke dalam Bumi
•
Pemanasan geothermal, melalui sebuah pompa panas.
Biasanya, istilah 'panas bumi' digunakan untuk energi panas
dari inti bumi. Listrik panas bumi diciptakan oleh memompa fluida
(minyak atau air) ke dalam bumi, sehingga untuk menguapkan dan
menggunakan vented gas panas dari kerak bumi untuk menjalankan
turbin kemudian terhubung ke generator listrik.
Energi panas bumi dari inti Bumi lebih dekat ke permukaan di
beberapa daerah daripada orang lain. Mana uap panas atau air
bawah tanah dapat dimanfaatkan dan dibawa ke permukaan itu
dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Seperti tenaga panas
bumi sumber ada di beberapa bagian tidak stabil secara geologis
dunia seperti Islandia, Selandia Baru, Amerika Serikat, Filipina dan
Italia. Dua wilayah yang paling menonjol selama ini di Amerika
Serikat berada di Yellowstone baskom dan di utara California.
Islandia menghasilkan tenaga panas bumi 170 MW dan dipanaskan
86% dari semua rumah di tahun 2000 melalui energi panas bumi.
Beberapa 8.000 MW dari kapasitas operasional total.
Geothermal panas dari permukaan bumi dapat digunakan di
sebagian besar dunia langsung ke panas dan dingin bangunan.
Suhu kerak bumi beberapa meter di bawah permukaan buffered
untuk konstan 7-14C (45-58F), sehingga cairan dapat pra-pradipanaskan
atau
didinginkan
dalam
pipa
bawah
tanah,
menyediakan pendinginan gratis di musim panas dan, melalui a
pompa panas, pemanas di musim dingin. Menggunakan langsung
lainnya
adalah
di sektor pertanian
(rumah kaca), perikanan
budidaya dan industri.
Meskipun situs panas bumi mampu menyediakan panas untuk
beberapa dekade, akhirnya lokasi tertentu tenang. Beberapa
menafsirkan makna ini sebagai lokasi panas bumi tertentu dapat
mengalami penipisan. Orang lain melihat penafsiran semacam itu
sebagai penggunaan yang tidak akurat dari kata penipisan karena
keseluruhan pasokan energi panas bumi di Bumi, dan sumbernya,
tetap hampir konstan. Energi panas bumi tergantung pada geologi
setempat ketidakstabilan, yang, menurut definisi, tidak dapat
diprediksi, dan mungkin stabil.
Sekarang konsumsi energi Panas Bumi tidak dengan cara
apapun mengancam atau mengurangi kualitas hidup untuk masa
depan Wegenerbuah instalasi, akibatnya, itu dianggap sebagai
sumber energi terbarukan.
Energi surya
Panel surya (photovoltaic arrays) di atas yacht kecil di laut
dapat Mengisi baterai 12 V sampai 9 ampere dalam cahaya
matahari
penuh
dan
terbaharui pusatnya
langsung.
adalah
Karena
"energi
kebanyakan
energi
surya" istilah ini sedikit
membingungkan. Namun yang dimaksud di sini adalah energi yang
dikumpulkan langsung dari cahaya matahari.
Tenaga surya dapat Digunakan untuk:
•
Menghasilkan listrik Menggunakan sel surya
•
Menggunakan menghasilkan pembangkit listrik tenaga panas
surya
•
Menghasilkan listrik Menggunakan menara surya
•
Memanaskan gedung, secara langsung
•
Memanaskan gedung, melalui pompa panas
•
Memanaskan makanan, Menggunakan oven surya.
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. Beberapa 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 AC tertinggi pada siang hari.
Energi angin
Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak
merata, maka terbentuklah angin. Energi Kinetik dari angin dapat
Digunakan untuk Menjalankan Turbin angin, Beberapa mampu
memproduksi tenaga 5 MW. Keluaran tenaga Kubus adalah fungsi
dari
kecepatan
angin,
maka
Turbin
tersebut
paling
tidak
membutuhkan angin dalam kisaran 5,5 m / d (20 km / j), dan dalam
praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup
terus menerus. Namun begitu di daerah Pesisir atau daerah di
ketinggian, angin yang cukup Tersedia KONSTAN.
Pada 2005 telah ada ribuan Turbin angin yang beroperasi di
Beberapa bagian dunia, dengan perusahaan "utility" memiliki
kapasitas total lebih dari 47.317MW . Merupakan kapasitas output
maksimum yang memungkinkan dan tidak menghitung "load
factor".
Ladang angin baru dan taman angin lepas pantai telah
direncanakan dan dibuat di seluruh dunia. Ini merupakan cara
Penyediaan listrik yang tumbuh dengan cepat di abad ke-21 dan
menyediakan tambahan bagi stasiun pembangkit listrik utama.
Kebanyakan yang Digunakan Turbin menghasilkan listrik sekitar
25% dari waktu (load factor 25%), tetapi Beberapa Mencapai 35%.
Load factor biasanya lebih tinggi pada musim dingin. Ini berarti
Bahwa 5mW Turbin dapat memiliki output rata-rata 1,7 MW dalam
kasus terbaik.
Angin global jangka panjang potensi teknis diyakini 5 kali
konsumsi energi global saat ini atau 40 kali kebutuhan listrik saat
ini. Ini membutuhkan 12,7% dari seluruh wilayah tanah, atau lahan
yang luas dengan Kelas 3 atau potensi yang lebih besar pada
ketinggian 80 meter. Ini mengasumsikan bahwa tanah ditutupi
dengan 6 turbin angin besar per kilometer persegi. Pengalaman
sumber daya lepas pantai berarti kecepatan angin ~ 90% lebih
besar daripada tanah, sehingga sumber daya lepas pantai dapat
berkontribusi secara substansial lebih banyak energi. Angka ini
dapat juga meningkat dengan ketinggian lebih tinggi berbasis tanah
atau turbin angin udara.
Angin kekuatan berbeda-beda dan dengan demikian tidak
dapat menjamin power secara berkelanjutan. Beberapa perkiraan
menyarankan thpada angin 1.000 MW dari kapasitas pembangkitan
dapat diandalkan hanya kekuatan 333MW yang berkesinambungan.
Sementara ini mungkin berubah sejalan dengan perkembangan
teknologi, advokat telah mengusulkan menggabungkan tenaga
angin
dengan
sumber
daya
lain,
atau
penggunaan
teknik
penyimpanan energi, dengan ini dalam pikiran. Hal ini paling baik
digunakan dalam konteks suatu sistem yang memiliki kapasitas
cadangan signifikan seperti hidro, atau cadangan beban, seperti
tanaman Desalination, untuk mengurangi dampak ekonomi dari
variabilitas sumber daya.
Tenaga udara
Udara Energi dapat Digunakan dalam bentuk gerak atau
Perbedaan suhu. Udara Karena ribuan kali lebih berat dari udara,
maka aliran udara yang pelan pun dapat menghasilkan sejumlah
energi yang besar.
Ada banyak bentuk:
•
Hydroelectric energi, sebuah istilah yang biasanya disediakan
untuk bendungan hidroelektrik.
•
Tidal daya, yang menangkap energi dari pasang-surut dalam
arah horisontal. Pasang datang, meningkatkan waterlevels
dalam baskom, dan pasang roll out. Air harus melalui sebuah
turbin untuk keluar dari baskom.
•
Tidal stream kekuasaan, yang melakukan hal yang sama
secara vertikal, menangkap aliran air seperti yang bergerak di
seluruh dunia oleh pasang surut.
•
Gelombang
daya,
yang
menggunakan
energi
dalam
gelombang. Ombak besar biasanya akan memindahkan ponton s
atas dan ke bawah.
•
Samudera konversi energi termal (OTEC), yang menggunakan
perbedaan suhu antara permukaan yang lebih hangat dan laut
yang sejuk (atau dingin) ceruk lebih rendah. Untuk tujuan ini, ia
mempekerjakan seorang siklus mesin kalor.
•
Deep pendingin air danau, bukan secara teknis metode
generasi energi, meskipun dapat menyimpan banyak energi di
musim panas. Terendam menggunakan pipa sebagai heat sink
untuk sistem kontrol iklim. Danau-bottom air sepanjang tahun
konstan lokal sekitar 4 ° C.
Listrik tenaga air mungkin bukan pilihan utama untuk masa
depan produksi energi di negara maju karena sebagian besar situs
utama di negara ini dengan potensi pemanfaatan gravitasi dengan
cara ini mungkin telah dieksploitasi atau tidak tersedia karena
alasan
lain
seperti
pertimbangan
lingkungan.
Membangun
bendungan banjir sering melibatkan daerah yang luas lahan,
perubahan habitat, dan sementara energi pembangkit tenaga listrik
pada dasarnya tidak menghasilkan karbon dioksida, laporan barubaru ini telah dikaitkan PLTA ke metana, yang membentuk
membusuk terendam dari tanaman yang tumbuh di bagian-bagian
kering dasar pada masa kekeringan. Metana adalah gas rumah kaca
yang potensial.
Metode lain generasi energi (dan pendinginan) telah memiliki
berbagai tingkat keberhasilan di lapangan. Gelombang dan badai
keras untuk membuktikan kekuatan tekan, sementara OTEC belum
diuji di lapangan skala besar. Sebagian besar masyarakat umum
menganggap energi tenaga air menjadi terbarukan.
Biomassa
Tumbuhan
biasanya
Menggunakan
fotosintesis
untuk
Menyimpan tenaga surya, udara, dan CO2. Bahan bakar bio adalah
bahan bakar yang diperoleh dari biomassa - Organisme atau produk
dari metabolisme mereka, seperti tai dari sapi. Dia Merupakan
energi terbaharui.
Biasanya bahan bakar bio dibakar untuk energi kimia Melepas
Yang Tersimpan di dalamnya. Riset untuk mengubah bahan bakar
bio menjadi listrik Menggunakan sel bahan bakar adalah bidang
penelitian yang sangat aktif.
Biomassa dapat Digunakan langsung sebagai bahan bakar
atau untuk memproduksi bahan bakar bio cair. Biomass yang
diproduksi dengan teknik pertanian, seperti biodiesel, etanol, dan
bagasse (seringkali sebuah produk sampingan dari pengkultivasian
Tebu) dapat dibakar dalam mesin Pembakaran dalam atau pendidih.
Sebuah hambatan adalah seluruh biomass harus melalui
proses
Beberapa
dikeringkan,
berikut:
difermentasi
harus
dan
dikembangkan,
dibakar.
Seluruh
membutuhkan banyak sumber daya dan infrastruktur.
dikumpulkan,
langkah
ini
Bahan bakar bio cair
Bahan bakar bio cair biasanya adalah bioalcohol seperti
metanol, etanol dan biodiesel. Biodiesel dapat digunakan pada
kendaraan diesel modern dengan sedikit atau tanpa modifikasi dan
dapat diperoleh dari limbah dan kasar sayur dan minyak hewani
serta lemak. Di beberapa daerah jagung, gula bit, tebu dan rumput
yang tumbuh secara khusus untuk menghasilkan etanol (juga
dikenal sebagai alkohol) suatu cairan yang dapat digunakan dalam
mesin pembakaran internal dan bahan bakar minyak.
Rencana Uni Eropa untuk menambah 5% bioetanol untuk
bensin di Eropa pada tahun 2010. For the UK saja produksi akan
memerlukan
12.000
kilometer
persegi
di
negara
itu
65.000
kilometer persegi tanah yang subur.
Lain-lain, lebih efisien sumber biofuel, seperti kelapa dan
minyak kedelai, mungkin akan memiliki dampak lingkungan negatif
yang signifikan akibat kerusakan habitat di daerah-daerah di mana
mereka tumbuh.
Solid biomas
Penggunaan langsung biasanya dalam bentuk padatan
yang mudah terbakar, baik kayu bakar atau tanaman lapangan
yang mudah terbakar. Bidang tanaman dapat tumbuh secara
khusus
untuk
pembakaran
atau
dapat
digunakan
untuk
keperluan lain, dan limbah pabrik diproses kemudian digunakan
untuk pembakaran. Kebanyakan jenis biomatter, termasuk
pupuk
kandang
kering,
sebenarnya
dapat
dibakar
untuk
memanaskan air dan menggerakkan turbin. Gula tebu residu,
gandum sekam, jagung tongkol dan tanaman lain pun bisa, dan,
dibakar cukup berhasil. Proses tidak melepaskan CO bersih 2 . Solid biomas juga merupakan gasifikasi, dan digunakan
sebagai dijelaskan dalam bagian berikutnya.
Biogas
Banyak bahan-bahan organik dapat melepaskan gas,
karena metabolisation bahan organik oleh bakteri (fermentasi).
Landfills sebenarnya perlu melepaskan gas ini untuk mencegah
ledakan berbahaya. Rilis kotoran hewan metana di bawah
pengaruh anaerob bakteri.
Juga, di bawah tekanan tinggi, suhu tinggi, anaerobik
kondisi banyak bahan organik seperti kayu dapat menjadi
gasified untuk menghasilkan gas. Hal ini sering ditemukan untuk
menjadi lebih efisien daripada pembakaran langsung. Gas
kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dan / atau
panas.
Biogas dapat dengan mudah dihasilkan dari aliran limbah
saat ini, seperti: produksi kertas, produksi gula, limbah, kotoran
hewan dan sebagainya. Berbagai aliran limbah harus slurried
bersama-sama
dan
dibiarkan
secara
alami
berfermentasi,
menghasilkan gas metana. Kita hanya perlu mengubah kotoran
saat ini biogas tanaman untuk tanaman, membangun lebih
banyak terpusat lokal biogas kecil tanaman dan rencana untuk
masa
depan.
Produksi
biogas
memiliki
kapasitas
untuk
menyediakan kami dengan sekitar setengah dari kebutuhan
energi kita, baik dibakar untuk produksi listrik atau pipa ke pipa
gas saat ini untuk digunakan. Hanya saja yang harus dilakukan
dan membuat prioritas.
1.1. Tabel Potensi Energi Terbarukan di Indonesia
Sumber Energi
Geothemal
Mikrohidro
Large Hydro
Biomassa
Energi Angin
Energi Matahari
Total
Potensi (MW)
20.000
459
75.000
50.000
9.286
15.648,7
170.393,7
Kapasitas Terpasang
Pemanfaatan
(MW)
812
54
4.200
302
0,50
5
5.373,5
(%)
4,06
11,76
5,60
0,60
0,0053
0,0031
22,03
2. Sumber energi skala kecil
Ada banyak sumber energi skala kecil yang umumnya tidak
dapat ditingkatkan untuk ukuran industri. Daftar pendek:
•
PIEZO listrik kristal menghasilkan tegangan kecil setiap kali mereka
mekanis cacat. Getaran dari mesin dapat merangsang listrik PIEZO
kristal, seperti dapat tumit sepatu
•
Beberapa watches sudah didukung oleh kinetika, dalam hal ini
gerakan lengan
•
Elektrokenetika menghasilkan listrik dari energi kinetik air yang
dipompa melalui saluran kecil
•
Khusus antena dapat mengumpulkan energi dari gelombang radio
liar atau bahkan secara teori cahaya ( EM radiasi).
Riwayat penggunaan energi terbarukan
Sepanjang sejarah, berbagai bentuk terbarukan dan nonenergi terbarukan telah digunakan.
•
Kayu adalah sumber energi dimanipulasi paling awal dalam sejarah
manusia,
digunakan
sebagai
sumber
energi
panas
melalui
pembakaran, dan masih penting dalam konteks ini hari ini.
Membakar
kayu
sangat
penting
bagi
kedua
memasak
dan
menyediakan panas, yang memungkinkan kehadiran manusia
dalam iklim dingin. Jenis kayu khusus memasak, makanan dehidrasi
dan
asap
menyembuhkan,
juga
memungkinkan
masyarakat
manusia aman tahan lama menyimpan bahan makanan sepanjang
tahun. Akhirnya, ditemukan bahwa pembakaran parsial dalam relatif
tidak adanya oksigen dapat menghasilkan arang, yang memberikan
panas dan lebih kompak dan sumber energi portabel. Namun, ini
bukan sumber energi yang lebih efisien, karena memerlukan input
besar kayu untuk membuat arang.
•
Hewan daya untuk kendaraan dan alat-alat mekanik ini awalnya
dihasilkan melalui hewan traksi. Binatang seperti kuda dan lembu
tidak hanya menyediakan transportasi, tetapi juga powered pabrik.
Hewan masih secara luas digunakan di berbagai belahan dunia
untuk tujuan ini.
•
Air daya akhirnya digantikan kekuatan hewan untuk pabrik, di mana
pun kekuatan air jatuh di sungai itu dimanfaatkan. Daya air melalui
listrik tenaga air terus menjadi yang paling expensive metode
penyimpanan dan menghasilkan energi dispatchable di seluruh
dunia. Historis maupun saat ini, listrik tenaga air menyediakan lebih
banyak energi terbarukan dari sumber terbarukan lainnya.
•
Hewan minyak, terutama paus minyak sudah lama dibakar sebagai
minyak untuk lampu.
•
Wind daya telah digunakan selama beberapa ratus tahun. Ini pada
awalnya digunakan melalui layar besar-blade kincir angin s dengan
pisau bergerak lambat, seperti yang terlihat dalam Belanda dan
disebutkan dalam Don Quixote. Pabrik besar ini biasanya baik
dipompa powered air atau pabrik kecil. Kincir angin fitur baru yang
lebih kecil, lebih cepat-balik, lebih kompak unit dengan lebih pisau,
seperti yang terlihat di seluruh Great Plains. Ini kebanyakan
digunakan untuk memompa air dari sumur. Beberapa tahun terakhir
telah melihat perkembangan pesat dari generasi angin peternakan
oleh kekuatan utama perusahaan, menggunakan generasi baru
yang besar, turbin angin yang tinggi dengan dua atau tiga luas dan
relatif lambat bergerak pisau. Hari ini, tenaga angin merupakan
sumber energi dengan pertumbuhan tercepat di dunia.
•
Solar daya sebagai sumber energi langsung telah tidak ditangkap
oleh sistem mekanis hingga belakangan ini sejarah manusia, tapi
ditangkap
sebagai
sumber
energi
melalui
arsitektur
dalam
masyarakat tertentu selama berabad-abad. Tidak sampai abad
kedua puluh adalah matahari langsung masukan ekstensif dijelajahi
lebih hati-hati direncanakan melalui arsitektur (surya pasif) atau
melalui penangkapan panas dalam sistem mekanis (matahari aktif)
atau
konversi
listrik
(fotovoltaik).
Semakin
hari
matahari
dimanfaatkan untuk panas dan listrik.
•
Upaya untuk memanfaatkan kekuatan gelombang samudra muncul
dalam gambar dan paten kembali ke abad ke-19. Modern berusaha
untuk menangkap tenaga ombak dimulai pada tahun 1970-an oleh
Profesor Steven Salter yang memulai Wave Energy Group di
University of Edinburgh di Skotlandia. Ada beberapa tanaman
percontohan pembangkit daya ke dalam grid, dan banyak yang baru
dan ingin tahu desain dalam berbagai tahap pengembangan dan
pengujian .
3. Aplikasi Penggunaan Energi Terbarukan