Bentuk Energi dan Pengukuran Energi

 

Bentuk Bentuk Energi

 

                                                                                                Oleh : Agus, S.Pd

 

Energi dalam kehidupan manusia, bukanlah hal yang asing karena dalam beraktivitas sehari-hari membutuhkan energi. Dengan energi yang cukup, maka aktivitas sehari-hari bisa dilakukan dengan maksimal. Namun, jika energi yang dimiliki kurang atau tidak mencukupi, maka aktivitas yang dilakukan manusia menjadi kurang maksimal.

Energi yang ada di bumi ini bukan hanya dimiliki oleh manusia, tetapi juga terdapat pada benda-benda lain, seperti televisi, lampu, komputer, hingga ponsel.

Pada dasarnya, ada banyak sekali macam-macam energi dan masing-masing energi sudah memiliki fungsinya masing-masing. Untuk mengetahui lebih jelas macam-macam energi yang ada mari kita simak ulasannya.

 

1.      Pengertian Energi

Rasanya akan ada yang kurang ketika ingin membahas macam-macam energi, tetapi tidak menjelaskan pengertian energi itu sendiri. Dengan mengetahui dan memahami pengertian energi, maka macam-macam energi akan mudah dipahami. Berikut pengertian energi menurut para ahli.

1. Albert Einstein

Energi adalah suatu produk yang terbentuk dari massa dan kuadrat kecepatan cahaya.

2. Alvin Hadivvono

Energi adalah sesuatu atau segala hal yang bergerak yang sangat berhubungan dengan ruang dan waktu.

3. Arif Alfatah dan Muji Lestari

Energi adalah sesuatu yang sangat diperlukan oleh tubuh seseorang supaya dapat melakukan suatu aktivitas atau pekerjaan bisnis. Pada dasarnya, setiap usaha yang dilakukan akan terjadi perubahan atau pergerakan.

4. Michael J. Moran

Energi adalah teori dasar termodinamika yang menjadi faktor penting dari analisis teknik.

5. Mitchell, Campbell, dan Reece

Energi adalah suatu kemampuan yang berfungsi mengatur ulang materi. Secara sederhana, ketika melakukan suatu pekerjaan membutuhkan energi.

6. Robert L. Wolke

Energi adalah suatu usaha atau bentuk kemampuan yang digunakan untuk membuat sesuatu hal itu terjadi.

 

Sedangkan arti energi dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah kemampuan untuk melakukan kerja (misalnya untuk energi listrik dan mekanika); daya (kekuatan) yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai proses kegiatan, misalnya dapat merupakan bagian suatu bahan atau tidak terikat pada bahan (seperti sinar matahari); tenaga.

Dengan demikian, energi adalah suatu kemampuan yang berfungsi untuk melakukan sebuah usaha. Dalam hal ini, usaha yang dimaksud berupa suatu objek atau seseorang yang melakukan, menghasilkan, dan bekerja.

Selain itu, energi bisa disebut dengan tenaga. Hal ini dikarenakan ketika melakukan berbagai macam aktivitas, seperti berlari, berjalan, membaca, menulis, dan lain-lain diperlukan suatu tenaga.

Tenaga yang dimiliki oleh manusia, jika digunakan atau dipakai secara terus-menerus bisa menyebabkan tenaga tersebut berkurang. Tenaga yang berkurang sebaiknya segera diisi kembali dengan berbagai macam cara, seperti istirahat, menambah asupan makanan, dan asupan vitamin.

 

 

A.  Energi Kimia

 

Contoh sumber energi kimia diantaranya berasal dari makanan dan bahan bakar, seperti minyak, gas, batu bara, dan kayu. Energi kimia yang berasal dari makanan dilepaskan oleh reaksi kimia dalam tubuh kita, hal ini membuat kita dapat melakukan berbagai jenis aktivitas. Demikian juga bahan bakar minyak dan gas menyebabkan transfer energi ketika dibakar mesin sehingga mesin mampu bergerak dan melakukan usaha. Contoh lain energi kimia yaitu baterai, energi kimia dari baterai dapat diubah menjadi energi listrik.

B.  Energi Potensial Gravitasi

 

Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda karena posisinya terhadap pemukaan bumi. Benda pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi memiliki energi yang disimpan dalam bentuk energi potensial gravitasi. Energi ini siap diubah atau ditransfer menjadi energi lain. Besar energi potensial ditentukan oleh posisi ketinggian benda terhadap permukaan bumi, massa benda dan percepatan gravitasi bumi.

Selain energi potensial gravitasi, ada pula energi potensial elastis. Usaha harus dilakukan untuk menekan atau meregangkan pegas atau bahan elastis dan energi ditransfer menjadi energi potensial; hal. disimpan dalam bentuk energi regangan (atau energi potensial elastis). Jika ketapel dilepaskan, energi regangannya energi akan ditransfer ke proyektil.

C.  Energi Kinetik

 

Setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik dan semakin cepat bergerak, semakin besar energi kinetiknya. Contoh gerakan palu yang menancapkan paku ke sebatang kayu, terjadi perpindahan energi kinetik dari palu yang bergerak menjadi bentuk-bentuk energi lain.

 

     D.  Energi Listrik

 

Energi listrik dihasilkan oleh transfer energi pada pembangkit listrik dan dari dalam baterai. Energi listrik merupakan bentuk energi yang   paling umum digunakan di rumah dan industri karena kemudahan transmisi dan transfer ke bentuk lain.

 

E.  Energi Panas

 

Energi panas merupakan salah satu energi yang paling umum sebagai bentuk akhir dari  perubahan  bentuk  bentuk  energi.  Energi  panas  akan  mengalir jika  terdapat perbedaan suhu antara dua benda.

 

 

Coba analisis pernyataan berikut, bagaimana menurut mu?

 

√.  Segala sesuatu yang bergerak memiliki energi kinetik.

 

√. Cahaya, dan semua gelombang elektromagnetik, bergerak, semuanya adalah bentuk energi kinetik.

√. Kalor adalah pergerakan atom penyusun sesuatu, jadi mengandung jenis energi kinetik.

 

√.   Suara adalah pergerakan atom atau molekul – juga merupakan jenis energi kinetik.

 

√. Sesuatu di atas tanah berpotensi jatuh – yaitu bergerak – sehingga memiliki energi potensial gravitasi.

√.  Segala  sesuatu  yang  dibakar  atau  dimakan  sebagai  makanan  mengandung  energi potensial kimia.

√.  Listrik dapat  digunakan  untuk  menghasilkan  cahaya,  panas  dan  suara,  dan  untuk membuat benda bergerak – Ini merupakan bentuk energi potensial.

√.  Pegas, dikompresi atau diperpanjang, akan bergerak ketika dilepaskan – pegas elastis memiliki energi potensial.

 

 

 

 

Pengukuran Energi (Usaha dan Daya)

 

 

         Sebuah mobil yang bergerak dikatakan melakukan usaha akibat gaya penggerak mesin yang menyebabkan perpindahan. Segala sesuatu yang dapat melakukan usaha dikatakan memiliki energi. Dengan kata lain energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Sumber energi pada mobil yang bergerak berasal dari bahan bakarnya.

Usaha dalam hal ini berbeda dengan istilah  usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari- hari. Besar usaha adalah perkalian skalar antara gaya dan perpindahan.

Satuan energi sama dengan usaha yaitu Joule. Namun dalam kehidupan sehari-hari, satuan energi sering dinyatakan dalam kalori untuk sumber energi dari   makanan dan kWh untuk sumber energi energi listrik.

1 kalori setara dengan 4,2  Joule.

 

kWh yaitu singkatan kilo Watt hour dengan watt merupakan satuan untuk Daya.

 

 Daya

 

Daya yaitu laju setiap satu joule usaha setiap satuan waktu. Jika sebuah mesin mobil melakukan usaha 500 J selama 10 s, daya yang dihsailkannya adalah 50 W. Sebuah mobil kecil menghasilkan daya maksimum sebesar 25 MW.

1 kilo Watt     = 10³ Watt

 

1 Mega Watt  = 106 Watt

 

1 Giga Watt    = 109 Watt

 

1 kWh = 1 kilo Watt hour = 103 x 1 jam

 

= 1000 Watt  x 60 menit

 

= 1000 Watt x 60 x 60 second

 

= 3600 000 Watt.second

 

= 3600 000 Joule

 

= 3,6 x 105 Joule

 

Hukum Kekekalan Energi dan Transformasi Energi

 

 

Energi bersifat kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan namun energi dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya (tranformasi). Contoh pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA), terjadi perubahan energi potensial dari air pada ketinggian tertentu menjadi energi kinetik saat air bergerak ke bawah dan memutarkan turbin, putaran turbin menggerakan kumparan/magnet sehingga menghasilkan energi listrik.

Sumber gambar :  http://komunitas.feb.unila.ac.id/candrabi/langkah-membuat-pembangkit- listrik-tenaga-air/

 

Selain pembangkit listrik tenaga air yang berskala besar, di Indonesia di beberapa desa sudah banyak dikembangkan pembangkit listrik dengan menggunakan sumber air mengalir berskala kecil atau disebut tenaga mikrohidro. Contoh pemanfaatan air irigasi menjadi pembangkit listrik di desa Blimbing Kec.Boca dengan menghasilkan energi sebesar 30.000 kilo watt.

 

https://www.krjogja.com/berita-lokal/jateng/semarang/irigasi-dimanfaatkan-untuk-pembangkit-listrik/

 

 

Efisiensi

 

     Pada penggunaan air irigasi untuk sumber energi listrik, terdapat perubahan energi potensial dan energi kinetik air yang digunakan untuk menggerakan generator kemudian dihasilkan energi listrik.  Besar energi listrik yang dihasilkan sebagai energi keluaran selalu lebih kecil dari energi kinetik air sebagai energi masukan. Efisiensi konversi energi (η ) merupakan perbandingan energi keluaran dan energi masukan.

 

Sumber Sumber Energi

 

 

Sumber energi utama dapat dibedakan menjdi dua jenis yaitu :

 

-      Energi terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya alam bumi yang tak terbatas dan tidak pernah habis. Contohnya energi matahari, angin, air dan panas bumi

-      Energi tidak terbarukan ialah energi yang diperoleh dari sumber daya alam yang melalui proses pembentukan selama ratusan tahun. Dan apabila energi ini habis, maka memerlukan waktu yang lama untuk dapat menggantikan energi tersebut. Contoh minyak bumi, batu bara dan gas.

Dewasa ini dengan berkembangnya kebutuhan manusia dan meningkatnya jumlah populasi, kebutuhan akan sumber energi semakin meningkat sedangkan sumber energi yang banyak digunakan yaitu sumber energi dari bahan tidak terbarukan (bahan bakar fosil) seperti minyak bumi dan gas. Jika tidak ada upaya untuk mengubah sumber energi utama yang digunakan dalam kehidupan masyarakat modern sekarang, para ahli memperkirakan akan terjadi krisis energi bagi kehidupan manusia masa depan. Selain itu, penggunaan bahan bakar fosil juga tidak ramah lingkungan karena efek polusi karbondioksida yang dikeluarkannya. Oleh karena itu diperlukan upaya pengembangan teknologi yang dapat memanfaatkan sumber sumber energi terbarukan, mengingat Indonesia memiliki berbagai potensi pengembangan tersebut.

 

 1.    Energi Surya

 

Energi surya atau energi matahari merupakan sumber energi utama di muka bumi. Segala kehidupan yang berlangsung sebagian besar sumber energinya berasal dari matahari. Mulai dari proses produksi makanan oleh tumbuhan melalui fotosintesis dengan menggunakan ultraviolet dari sinar matahari, sampai penggunaan sinar matahari sebagai sumber energi listrik. Teknologi yang dapat mengubah energi surya menjadi energy listrik yaitu Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik. Sel surya dapat dianalogikan sebagai komponen dengan dua terminal atau sambungan. Sel surya   berfungsi seperti dioda, saat diberi cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan searah. Pada umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan searah sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala  milliampere per cm2. Tegangan ini sangat kecil sehingga sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk panel surya. Satu panel surya komersial menghasilkan tegangan searah bervariasi bergantung pada dimensinya. Pada umumnya tegangan yang dihasilkan antara 3 - 12 V dalam kondisi penyinaran standar.

 

Sumber gambar :  https://ekonomi.bisnis.com/read/20200313/44/1212897/ini-lokasi-ladang- panel-surya-terbesar-di-indonesia

 

Salah satu Pembangkit listrik tenaga surya yang dikembangkan di Indonesia yaitu PLTS Likupang yang berlokasi di Desa Wineru, Kecamatan Likupang Timur, Kabupaten Minahasa Utara, Provinsi Sulawesi Utara. Terdapat 64.620 hamparan panel surya membentang di atas ladang seluas 29 hektare dan menghasilkan energi mencapai 15 Megawatt per harinya.

 

 2.    Energi Angin

 

Energi terbarukan yang berasal dari energi angin di Indonesia mulai dikembangkan. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu ( PLTB) atau angin yang menggunakan kincir angin raksasa dikembangkan di Desa Mattirotasi, Kecamatan Watang Pulu, Kabupaten Sidrap, Sulawesi Selatan (Sulsel). PLTB ini memiliki 30 Wind Turbin Generator (WTG) atau kincir angin dan menghasilkan listrik sebesar 75 Mega Watt (MW). PLTB Sidrap merupakan pembangkit tenaga angin pertama dan terbesar di Indonesia yang memanfaatkan lahan kurang lebih 100 hektar.

Gambar 1. Kincir raksasa di PLTB Sidrap

 

Sumber: https://ekonomi.kompas.com

 

 3.    Energi Air

 

Energi air yang dimaksud dalam hal ini merupakan energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Air pada ketinggian tertentu seperti air terjun menyimpan energi potensial dan energi kinetik. Energi ini dapat dimanfaatkan untuk diubah menjadi energi listrik maupun. Di Indonesia Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) sudah banyak dikembangkan di berbagai daerah diantaranya Waduk Cirata Jawa Barat, Waduk Saguling Jawa Barat, PLTA Sulewana, Poso, Sulawesi Tengah, PLTA Sigura-Sigura Samosir, Sumatera Utara, dan masih banyak lagi.

 

Sumber Gambar :   https://artikel.rumah123.com/8-plta-di-indonesia-terbesar-saat-ini-untuk-kebutuhan-listrik-rumah-tangga-71793

 

PLTA merupakan salah satu pembangkit yang memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator).

 

4.    Energi Geotermal

  

Energi geothermal merupakan energi yang berasal dari sumber panas bumi. Jika diibaratkan air dingin dimasukan ke dalam poros atau lubang batuan di bawah permukaan bumi, maka akan keluar uap air pada poros atau lubang lainnya. Uap air ini yang kemudian dapat digunakan untuk menggerakan turbin dan menghasilkan energi listrik. Pembangkit listrik tenaga geothermal (panas bumi) di Indonesia salah satunya yaitu PLTP Kamojang Jawa Barat. PLTP Kamojang mulai beroperasi pada tahun 1982 dengan 1 unit pembangkit dan terus berkembang sampai hari ini mengoperasikan 7 pembangkit dengan daya listrik yang dihasilkan sebesar 375

MW.

 

Sumber gambar :  https://rm.id/baca-berita/ekonomi-bisnis/30180/pltp-kamojang-unit-1-cikal- bakal-pembangkit-geothermal-di-tanah-air