Mata Pelajaran fisika kelas 12 semester 2

1. SUMBER
ENERGI
Oleh:
1. Listya Puspasari (XII-2/23)
2. Siti Farida (XII-2/38)

2. SumberDayaEnergi
Sumber Energi
Terbarukan
1. Energi Surya
2. Energi Angin
3. Energi Air
4. Energi Biomassa
5. Energi ombak
6. Energi Geotermal
7. Energi Pasang Surut Air Laut
8. Energi nuklir
Sumber Energi tidak
Terbarukan
1. Minyak Bumi
2. Gas Alam
3. Batu Bara
Pembangkit Tenaga Listrik
• Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
• Pembangkit Listrik Tenaga Air
• Pembangkit Listrik Tenaga Angin
• Pembangkit Listrik Tenaga
Geotermal
• Pembangkit Listrik Tenaga Uap
• Pembangkit Listrik Tenaga Surya
• Pembangkit Listrik Tenaga Ombak

3. Sumber energi dari alam yang bisa langsung
digunakan secara bebas, dan dapat diperbarui
atau dapat memperbarui diri terus menerus dan
tidak habis.
Contoh : energi panas bumi, energi surya, tenaga
angin, tenaga air, biomassa, dan lain lain.
Sumber Energi
Terbarukan

4. Energi
Terbarukan
Energi Panas Bumi
Energi Surya
Energi Angin
Energi Air
Biomassa
Energi Ombak
Energi Pasang Surut Air Laut
Energi Nuklir

5. •Adalah sumber
energi terbarukan
berupa energi
thermal (panas)
yang dihasilkan dan
disimpan di dalam
bumi.
•Selain jumlahnya
yang melimpah
energi ini memiliki
harga yang lebih
ekonomis dan
ramah terhadap
lingkungan.
•Bisa dimanfaatkan
untuk menghasilkan
tenaga listrik (PLTP)
Energi Panas Bumi

6.  Indonesia merupakan salah satu negara di dunia yang kaya akan energi panas
bumi, hal ini karena Indonesia mempunyai banyak gunung berapi aktif
 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) yang dimiliki Indonesia antara lain
: PLTP Sibayak di Sumatera Utara, PLTP Salak (Jawa Barat), PLTP Dieng (Jawa
Tengah), dan PLTP Lahendong (Sulawesi Utara).

7. Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) :
• Air disuntikan kedalam perut bumi dimana terdapat sumber panas alami melalui
injektor.
• Air akan mengalami pemanasan dan menjadi uap bertekanan dan keluar melalui
sumur produksi.
• Uap yang keluar masih mengandung air sehingga harus dilakukan pemisahan antara
uap dan air pada separator.
• Dari sini uap kering akan menuju turbin dan selanjutnya menjalankan generator
untuk digunakan sebagai pembangkit listrik, sedangkan airnya akan menuju kembali
kedalam injektor.
• Setelah uap menyelesaikan tugasnya menggerakan turbin maka akan menuju
kondensor untuk dijadikan air kembali. Air dari kondensor akan didinginkan pada
tangki pendingin melalui sistim pendinginan udara untuk selanjutnya air dapat di
injeksikan kembali pada sumur injeksi.

8. Energi Surya
• Matahari mempunyai fungsi dan
manfaat yang sangat penting bagi bumi.
• Pemanfaatan sumber energi matahari
sudah digunakan orang sejak dahulu
• Salah satu contoh matahari sebagai
sumber energi adalah sebagai
pembangkit listrik (PLTS).
• Alat yang digunakan untuk merubah
cahaya matahari menjadi listrik ini adalah
panel surya / solar sel.
• Prinsip dasar : mengubah energi dari
matahari menjadi energi listrik

9. PANEL SURYA
BATERRY
CONTROLER INVERTER
Komponen yang digunakan
dalam PLTS

10.  Charge Controller, digunakan untuk mengatur pengaturan pengisian baterai.
Tegangan maksimun yang dihasilkan solar cells panel pada hari yang terik akan
menghasilkan tegangan tinggi yang dapat merusak baterai.
 Inverter, adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah
(DC) menjadi tegangan bolak balik (AC).
 Baterai, adalah perangkat kimia untuk menyimpan tenaga listrik dari tenaga
surya. Tanpa baterai, energi surya hanya dapat digunakan pada saat ada sinar
matahari.
 Solar panel, mengkonversikan
tenaga matahari menjadi listrik.
Sel silikon (disebut juga solar
cells) yang disinari matahari/
surya, membuat photon yang
menghasilkan arus listrik. Sebuah
solar cells menghasilkan kurang
lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi
sebuah panel surya 12 Volt terdiri
dari kurang lebih 36 sel
membentuk modul surya (untuk
menghasilkan 17 Volt tegangan
maksimun).

11. Dasar Sel Surya
 Sel Surya diproduksi dari
bahan semikonduktor
yaitu silikon yang berperan
sebagai insulator pada
temperatur rendah dan
sebagai konduktor bila ada
energi dan panas.
 Sebuah Silikon Sel Surya
adalah sebuah diode yang
terbentuk dari lapisan atas
silikon tipe n (silicon
doping of “phosphorous”),
dan lapisan bawah silikon
tipe p (silicon doping of
“boron”).

12.  Semikonduktor tipe-n
mempunyai kelebihan elektron
(muatan negatif) sedangkan
semikonduktor tipe-p
mempunyai kelebihan hole
(muatan positif) dalam struktur
atomnya.
 Peran dari p-n junction ini
adalah untuk membentuk
medan listrik sehingga elektron
(dan hole) bisa diekstrak oleh
material kontak untuk
menghasilkan listrik.
Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang
mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan
mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang
selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju
kontak positif menunggu elektron datang
Cara Kerja Sel Surya

13.  Untuk memenuhi kebutuhan listrik
perumahan, listrik dalam baterai
yang masih dalam bentuk arus
searah (DC) serta mempunyai
tegangan yang kecil (12V) harus lah
dirubah dahulu menyesuaikan
dengan spesipikasi listrik
perumahan yaitu dalam bentuk arus
bolak balik 220 Volt menggunakan
inverter.

15. Energi Angin
Energi angin atau bayu adalah
sumber energi yang dihasilkan
oleh angin. kincir angin
digunakan untuk menangkap
energi angin dan diubah
menjadi energi kinetik atau
listrik.
pemanfaat energi angin menjadi
listrik di indonesia telah
dilakukan seperti pada
pembangkit listrik tenaga bayu
(PLTB) samas di bantul,
yogyakarta.

16. pembangkit listrik tenaga angin
pembangkit listrik tenaga angin
adalah suatu pembangkit listrik
yang menggunakan angin sebagai
sumber energi untuk menghasilkan
energi listrik. pembangkit ini dapat
mengkonversikan energi angin
menjadi energi listrik dengan
menggunakan turbin angin atau
kincir angin.
Komponen Pada
Sistem Pembangkit Listrik
Tenaga Angin

17. Generator mengubah energi gerak menjadi energi
listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu
poros pada generator dipasang dengan material
ferromagnetik permanen. Setelah itu di sekeliling
poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah
kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop.
Proses pembangkitan
listrik tenaga angin
Energi angin memutar
turbin angin, angin akan
memutar sudut turbin, lalu
diteruskan untuk memutar
motor pada generator di
bagian belakang turbin
angin.
Ketika poros generator mulai
berputar maka akan terjadi
perubahan fluks pada stator yang
akhirnya akan dihasilkan tegangan
dan arus listrik tertentu.

18. Energi Air
Energi air adalah salah satu alternatif
bahan bakar fosil yang paling umum.
Sumber energi ini didapatkan dengan
memanfaatkan energi potensial dan
energi kinetik yang dimiliki air. Saat ini,
sekitar 20% konsumsi listrik dunia
dipenuhi dari pembangkit listrik tenaga
air (PLTA).
Di indonesia saja terdapat puluhan plta,
seperti : plta singkarak (sumatera barat),
plta gajah mungkur (jawa tengah), plta
karangkates (jawa timur), plta riam
kanan (kalimantan selatan), dan plta
larona (sulawesi selatan).

19. Pembangkit listrik tenaga air
PLTA adalah salah satu pembangkit yang
memanfaatkan aliran air untuk diubah
menjadi energi listrik. Energi listrik yang
dibangkitkan ini biasa disebut sebagai
hidroelektrik. 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).
1. waduk = tempat nampung air sungai
2. main gate = pintu air utama
3. bendungan = penahan laju sungai
4. penstock = pipa yang nyalurin air dr waduk
ke pembangkit
5. katup utama = katup buka/tutup
6. turbin = yang digerakan sama air
7. generator = pengubah e mekanik jadi e listrik
8. draftube = penampung air sebelum dibuang
9. tailrace = pembuangan air
10. transformator = pengubah listrik
11. switchyard = pengatur listrik
12. kabel transmisi = distributor listrik
13. spillways = air waduk klo lebih kluar lewat
sinis

21. Berdasarkan konstruksinya, ada
dua cara pemanfaatan tenaga air
untuk pembangkit listrik:
• Memanfaatkan aliran air
sungai tanpa membangun
bendungan dan reservoir atau
yang sering disebut
dengan run-of-river
hydropower
• Membangun bendungan dan
membuat reservoir untuk
mengalirkan air ke turbin.
Besarnya listrik yang dihasilkan
PLTA tergantung dua faktor
sebagai berikut :
1.Berapa tinggi air yang jatuh.
2. Jumlah air yang jatuh.
Secara umum cara kerja PLTA adalah dengan
memanfaatkan energi dari aliran air dalam jumlah
debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau
waduk) melalui intake, kemudian dengan
menggunakan pipa pembawa (headrace) air
diarahkan menuju turbin.
Turbin yang tertabrak air akan memutar generator
dalam kecepatan tertentu, sehingga terjadilah proses
konversi energi dari gerak ke listrik.

23. Energi biomassa adalah jenis bahan
bakar yang dibuat dengan mengkonversi
bahan biologis seperti tanaman. Bahan
organik juga dapat diperoleh dari hewan
dan mikroorganisme.
Berikut adalah berbagai contoh sumber
energi biomassa:
Biomassa
Limbah pertanian
Limbah pertanian dapat digunakan untuk
produksi energi biomassa, diantaranya
adalah jerami, ampas tebu, kotoran
ternak, serta kotoran unggas.
Biogas
Biogas diproduksi melalui pemecahan
bahan organik seperti kotoran
manusia, material tanaman, pupuk
kandang, dll. Semua bahan organik
tersebut diuraikan melalui proses
fermentasi untuk menghasilkan karbon
dioksida dan metana.

25. Tanaman energi
Terdapat juga sejumlah tanaman
energi yang ditanam secara
komersial sebagai sumber energi.
Berbagai tanaman sumber energi
ini diantaranya adalah jagung,
kedelai, rami, serta gandum.
Produk bahan bakar yang
dihasilkan meliputi butanol,
etanol, metanol, propanol, serta
biodiesel.
Kayu
Kayu dibakar sebagai bahan bakar di banyak tempat
di seluruh dunia. Energi yang dilepaskan oleh
pembakaran kayu digunakan untuk memasak, untuk
menghasilkan panas, dll. Kayu juga digunakan untuk
produksi listrik pada skala besar seperti dalam kasus
pembangkit listrik tenaga uap. Hanya saja,
pembakaran kayu disertai dengan emisi sejumlah
besar karbon dioksida ke udara.

26. « Bioenergi, yakni sumber
energi alternatif yang
diturunkan dari biomassa,
seperti tanaman, hewan, dan
mikroorganisme
« Bioenergi juga merupakan energi
alternatif yang berasal dari sumber-
sumber biologis. Keunggulan
pemanfaatan bioenergi ini adalah
meningkatkan kualitas lingkungan,
meningkatkan pertumbuhan
ekonomi, serta mengurangi
ketergantungan terhadap bahan
bakar fosil
«Bioenergi atau juga Biofuel adalah
bahan bakar dari sumber hayati
(renewable energy). Biofuel, apabila
diartikan untuk pengganti BBM, maka
biofuel merupakan salah satu bentuk
energi dari biomassa dalam bentuk
cair, seperti biodiesel, bioethanol dan
biooil.
Bioenergi

27. Biodiesel : alternatif bahan bakar dari mesin
diesel yang terbuat dari sumber terbaharui
seperti minyak sayur atau lemak hewan.
Biodisel di dapatkan dari tanaman seperti
tebu, jagung, gandum, singkong, padi,
lobak,gandum hitam
Bioetanol : etanol (alkohol) yang terbuat dari
sumber daya hayati. Bioetanol didapatkan dari
minyak tumbuhan seperti sawit, kelapa, jarak
pagar, kapok.

28. Energi Ombak
Energi ombak adalah energi yang berasal dari
tekanan naik turunnya gelombang air laut.
Negara kelautan memiliki potensi yang besar
akan energi ombak. Energi ini dapat
digunakan untuk pembangkit listrik dengan
memanfaatkan tekanan naik turun dari ombak

30. Energi pasang surut air laut adalah
energi yang dihasilkan dari pasang
surut air laut dan menjadikannya
energi dalam bentuk lain,
terutama listrik.
Pemanfaatannya saat ini belum luas
karena tingginya biaya awal dan
terbatasnya lokasi yang memiliki pasang
surut yang mencukupi.
Penelitian dan pengembangan lebih
lanjut terus dilakukan untuk
meningkatkan efisiensi dan batas kritis
energi yang dihasilkannya sehingga
didapatkan berbagai metode untuk
mengekstraksi energi jenis ini.
Penelitian dan pengembangan lebih
lanjut terus dilakukan untuk
meningkatkan efisiensi dan batas kritis
energi yang dihasilkannya sehingga
didapatkan berbagai metode untuk
mengekstraksi energi jenis ini.
Energi Pasang Surut Air Laut

32. Energi Nuklir
Nuklir adalah sebutan untuk
bentuk energi yang dihasilkan
melalui reaksi inti, baik itu reaksi
fisi (pemisahan) maupun reaksi
fusi (penggabungan). Nuklir
(Nuclear) sebenarnya merujuk
kepada nukleus, yaitu sebuah inti
atom.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
(PLTN) adalah stasiun
pembangkit listrik thermal
dimana panas yang dihasilkan
diperoleh dari satu atau lebih
reaktor nuklir pembangkit listrik.
Sumber energi nuklir yang paling sering
digunakan untuk PLTN adalah sebuah unsur
radioaktif yang bernama Uranium.

33. Bahan Bakar PLTN
Atom uranium (U-235) (hitam merah)
memiliki inti yang tidak stabil ketika
ada neutron (hitam) yang
ditembakkan pada inti atom tersebut,
maka inti atom uranium akan
membelah menjadi dua buah inti
atom, yakni atom Barium (Ba-141)
dan atom Kripton (Kr-92) serta tiga
neutron (warna hitam di kanan).
Energi untuk PLTN
Energi nuklir itu hanya dapat
dikeluarkan melalui proses fisi bahan
bakar nuklir. Proses fisi adalah proses
utama pada reaktor nuklir terjadi
ketika sebuah inti bermassa berat
bertumbukan dengan neutron. Pada
reaksi fisi, inti senyawa yang
terangsang terbelah menjadi dua inti
massa yang lebih rendah, disebut
produk isi, dan produk ini disertai oleh
dua atau tiga neutron dan radiasi fisi
gamma.

34. Reaktor Nuklir adalah
suatu alat tempat
terjadinya reaksi berantai
yang menyangkut fisi
nuklir yang terkendali.
Reaktor nuklir adalah
suatu tempat atau
perangkat yang
digunakan untuk
membuat, mengatur, dan
menjaga kesinambungan
reaksi nuklir berantai
pada laju yang tetap.
Reaktor Nuklir

35. Proses pemanfaatan
hasil fisi untuk
menghasilkan energi
listrik di dalam
PLTN adalah sebagai
berikut :
Bahan bakar nuklir melakukan reaksi
fisi sehingga dilepaskan energi
dalam bentuk panas yang sangat
besar.
Panas hasil reaksi tersebut
dimanfaatkan untuk menguapkan air
pendingin.
Uap air yang dihasilkan dipakai
untuk memutar turbin sehingga
dihasilkan energi gerak (kinetik)
Energi kinetik dari turbin ini
selanjutnya dipakai untuk memutar
generator sehingga dihasilkan arus
listrik.
Prinsip Kerja PLTN

36. Mengurangi ketergantungan terhadap
minyak bumi, batubara dan gas bumi.
Dampak Positif
Mengurangi emisi gas rumah kaca
secara signifikan.
Meningkatkan ketahanan dan
kemandirian pasokan energi untuk
mendukung pembangunan nasional
jangka panjang.
Lebih ramah lingkungan.
Kebutuhan konsumsi masyarakat akan
listrik dapat teratasi

37. Dampak sesaat atau jangka pendek
akibat radiasi tinggi
Dampak Negatif
1. Mual muntah 2. Diare 3. Sakit Kepala 4. Demam
Dampak mematikan akibat radiasi
nuklir jangka panjang
Dampak Negatif
1. Kanker 2. Penuaan Dini 3. Gangguan
sistem saraf
dan reproduksi
4. Mutasi
Genetik

38. Sumber daya tak terbarukan adalah sumber daya
yang ada persediaannya terbatas. Pasokan berasal
dari Bumi itu sendiri dan terbatas dalam jumlah,
karena biasanya membutuhkan waktu jutaan tahun
untuk mengembangkannya.
Contoh : minyak bumi, bahan bakar fosil, batu
bara, gas alam dll
Sumber Energi Tak
Terbarukan

39. EnergiTak
Terbarukan
Minyak Bumi
Gas Alam
Batu Bara

40. Energi Fosil
• Energi yang didapat dari fosil-fosil (jasad renik makhluk
hidup, tumbuhan/zat-zat organik lainnya) yang
berlangsung ratusan atau jutaan tahun.
Energi Batubara
Energi Minyak dan Gas Bumi

41. Minyak Bumi
Minyak bumi adalah cairan
kental, berwarna coklat gelap,
atau kehijauan
yang mudah terbakar, yang
berada di lapisan atas dari
beberapa area di kerak bumi.

43. Pengolahan minyak bumi dilakukan dengan dua langkah, yaitu desalting dan distilasi.
A. Desalting
Proses desalting merupakan proses penghilangan garam yang dilakukan dengan cara
mencampurkan minyak mentah dengan air, untuk melarutkan zat-zat mineral yang larut dalam air.
Setelah melalui proses desalting, maka selanjutnya minyak akan menjalani proses distilasi.
B. Distilasi
Setelah desalting kemudian diolah dengan proses distilasi bertingkat, yaitu cara
pemisahan campuran berdasar perbedaan titik didih. Fraksi-fraksi yang diperoleh dari proses
distilasi bertingkat ini adalah campuran hidrokarbon yang mendidih pada interval (range) suhu
tertentu. Proses distilasi bertingkat dan fraksi yang dihasilkan dari distilasi bertingkat tersebut
dapat digambarkan sebagai berikut. Kemudian dilanjutkan ke proses Cracking, Reforming,
Polimerisasi, Treating dan Blending.
Hasil Olahan Minyak Bumi:
LPG
Bahan Bakar Penerbangan
Bensin
Minyak Tanah (Kerosin)
Solar
Pelumas
Lilin
Aspal
Minyak Bakar

44. Produk Minyak Bumi

45. Gas Alam
Manfaat Gas Alam:
• Gas alam sebagai bahan bakar
• Gas alam sebagai bahan baku
• Gas alam sebagai komoditas energi
untuk ekspor
Gas alam atau yang sering disebut dengan gas
bumi adalah bahan atau materi yang terdiri
dari fosil-fosil dan terbentuk dalam wujud
gas, gas alam sebagian besar terbentuk dari
metana. Gas alam dapat ditemukan di
pertambangan minyak bumi, tambang
batubara, dan diladang minyak bumi.

46. Batu Bara
Batu bara adalah batu endapan
yang berasal dari sisa-sisa zat
organik yang mengalami
pengendapan dalam
jangka waktu yang lama
Klasifikasi Batu Bara
1. Lignit (batu bara muda),
kadar karbonnya terendah
2. Subbituminus (Sub-bituminous
Coal)
3. Bituminus (Bituminus Coal)
4. Antrasit (Anthracite)

47. Produksi dan Pemakaian Batu Bara
• Penambangan Terbuka • Penambangan Bawah
Tanah
1. Tambang Cemuk
Mempergunakan cemuk
(corong) yang tegak lurus
serta lift
2. Tambang Lereng
Mempergunakan
jalan/tangga berulir dengan
sudut ± 15-28o dengan
menggunakan ban berjalan
3. Tambang Datar
Mempergunakan masukan
lereng-lereng horizontal