O. Dosen : Syamsul Arifin Pengantar TKKE

L/O/G/O

Dosen : Syamsul Arifin

[email protected]

K1

Pengantar

TKKE

http://share.its.ac.id

TEKNIK KONVERSI & KONSERVASI ENERGI TF 091324 / 4 SKS / Smt. 6 Fasilitator :

Syamsul Arifin eLearning : http://share.its.ac.id/ ( Psw : RF1464 ) Personal e-mail : [email protected] Phone : 081-2354-2233, ext.its: 1136

JURUSAN TEKNIK FISIKA FTI-ITS “Tujuan pembelajaran adalah membawa Anda, kelak hidup lebih bermartabat “ Januari 2005~2011

What you think ? What kind of a world would you like to live in ? Peaceful Joyful Loving If you think that the world is not this blissful – what are you doing about it ? Your work towards sustainable energy will in some part help to achieve such a civilized word

Course Description Matakuliah ini akan memabahas : 1. Sumber-sumber energi dan bentuknya: Sumber energi fosil (BBM dan Batu bara) yang terbatas dan sumber energi masa depan yang berkelanjutan (Sustainable Energy) yang tidak terbatas. 2. Sistem-sistem pengkonversi energi : Secara langsung (Thermoelectric generator,Photovoltaic generator,Thermionic generator,Fuel cell) maupun tidak langsung. 3. Dampak-dampak yang bisa ditimbulkan terhadap lingkungan terutama peningkatan panas bumi dan emissi gas yang pada akhirnya akan menimbulkan efek rumah kaca (greenhouse effect).

Course Objective 1. Memberikan pemahaman tentang energi berkelanjutan. 2. Memberikan pemahaman tentang beberapa sumber energi, ketersediaan energi, dan konversi energi. 3. Memberika pemahaman tentang pemanfaatan sumber energi, dengan berbagai rancangan teknologi konversi energi baik langsung (Thermoelectric generator, Photovoltaic generator,Thermionic generator, Fuel cell) maupun tidak langsung. 4. Memperkenalkan jenis-jenis renewable energy : Geothermal, solar, wind, hydro-potential, biomass. 5. Memberikan kemampuan untuk menganalisis sistem-sistem konversi energi dan perancangan sistem sederhana. 6. Memperkenalkan dampak lingkungan yang diakibatkan oleh sistem konversi energi.

Course Outline 1. System energi masa depan berkelanjutan. 2. Pengertian konversi energi.

3. Bentuk dan klasifikasi sumber-sumber energy. 4. Dasar-dasar thermodinamika untuk konversi energi. 5. Thermoelectric generator.

6. Photovoltaic generator. 7. Thermionic generator. 8. Fuel cell

9. Renewable Energy : geothermal, solar, wind, hydro-potential, biomass. 10. Energi Nuklir 11. Penyimpan Energi. 12. Dampak lingkungan (emissi gas CO2).

References 1. Culp, Archi Jr., “Principles of Energy Conversion”, McGraw Hill, 1991. 2. M.M. El Wakil, ”Powerplant Technology”, McGrawHill, 1991.

3. Angriest, Stanley W., “Direct Energy Conversion”, Allyn & Bacon, 1980. 4. Syamsul Arifin, “Lecture note”

Evaluasi Item Evaluasi

Jenis Evaluasi

Bobot

Knowladge

Phsycomotor

Afective

(%)

ETS

80

20

--

15

EAS

80

20

--

20

Presentasi & Diskusi (TCL)

40

20

40

20

Tugas : ProblemSolver & Design

70

10

20

10

PBL

50

30

20

25

Praktikum

10 Total

100

Item Evaluasi Knowladge : a. Penguasaan materi kuliah. b. Penambahan wawasan baru.

c. Kemampuan analisis dengan asumsi, gambar dan rumus. d. Kemampuan bertanya dan diskusi.

Phsycomotor : a. Kemampuan menghitung yang benar (termasuk penggunaan software & Hardware). b. Kemampuan menggunakan tabel dan chart. c. Kejelasan menerangkan dalam bentuk tulisan dan lisan. d. Kemampuan menggunakan media presentasi di kelas.

Afective : a. Kesungguhan mengerjakan tugas. b. Kehadiran & sikap ilmiah pada saat Presentasi dan diskusi. c. Kerjasama & komunikasi antar mhs. dan dosen.

Map of Six Basic Country Groupings

World Population Growth Past and Future

World Population

World Population Good News : The pace global population growth is on decline To stabilize or reduce population : Increase woman’s health Education Employment Women is equal participants in all aspects is society.

World Gross Domistic Product

Source : EIA (Energy Information Administration), International Energy outlook 2004

World Gross Domistic Product


Annual Growth in World Gross Domistic Product (% per year)

World Marketed Energy Consumption


World Marketed Energy Consumption by Region


Energy Intensity by Region


World Primary Energy Consumption by Fuel Type


World Oil Consumption and Production


Persian Gulf Oil Productive Capacity


World Oil Reserves by Country (1/1/04)

World Oil Production-Hubbert’s Method

World Oil Prices


Natural Gas Consumption by Region

World Natural Gas Reserves by Region (1/1/04)

Estimated Duration of Crude Oil and Natural Gas Reserves

World Coal Consumption by Region

World Recoverable Coal Reserves in 2001

dP  Pi dt

Energy Consumption Rate Sangat menarik untuk memperoleh hubungan antara konsumsi energi, jumlah penduduk dan produk nasional bruto (GDP). Jika daya P meningkat dengan laju i tiap tahun, maka laju perubahan P terhadap waktu t :

dP  Pi dt

……..(1)

Daya awal Po pada t=0, pers (1) menjadi,

P dP P P  ln Po o P

 t    idt  it  0

P  Po e

it

……..(2)

Energy Consumption Rate Ambil td = waktu yang diperlukan untuk meningkatkan daya P dua kali. Normalisasi persamaa (2), untuk kemudian di-ploting seperti pada gambar berikut,

P/Po = Laju konsumsi energi. t/td = waktu pelipat dua-an. Terlihat dari grafik pada saat t=td maka

e i.td  2 dan P = 2Po Sehingga,

 

ln e i.td  ln( 2)

ln( 2) 0,693 td   i i

……..(3)

Energy Consumption Rate Ilustrasi-1: Konsumsi energi listrik Amerika secara historis 7 % tiap tahun (i=0,07), berarti kapasitas pembangkit listrik (P) menjadi berlipat dua (2Po) setiap,

td 

0,693  9,9 tahun 0,07

Total energi yang dikonsumsi Eo dari t=- ke t=t1 ; t1

Po i.t1 Eo   Po e dt  e i  i .t

Sedangkan energi total yang dikonsumsi E dari t=t1 ke t=t2 ; t2

E1   Po e i.t dt  t1













Po i.t2 P e  e i.t1  o e i.t1 e i (t2 t1 )  1  Eo e i (t2 t1 )  1 i i

Mengacu pada gambar diatas, jika (t2-t1)=td, maka

e i (t2 t1 )  2

…..(4)

dan E=Eo

Artinya : pola konsumsi energi total tiap perode td adalah sama.

Energy Consumption Rate Ilustrasi-2 : Laju konsumsi energi Amerika pada tahun 1970 adalah 70,8x1018 J/tahun, dan laju pertumbuhan adalah 4 % per tahun, hitunglah waktu pelipat duaan dan perkiraan laju konsumsi energi tahun 2000. Solusi : Diketahui : i=0,04 per tahun , Po = 70,8x1018 J/tahun, t=30 tahun Menggunakan persamaan (3), Waktu pelipat duaan :

td 

0,693  17,33 tahun 0,04

Laju konsumsi energi pada tahun 2000 :

P  Po e it  70,8x1018.e (0,04)( 30)  235,1x1018 J / tahun

Energy Consumption Rate Ilustrasi-3 : Pada tahu 1970 laju konsumsi energi Amerika adalah 70,8x1018 J/tahun , cadangan batu bara Amerika adalah 70x1012 J, dan laju pertumbuhan 4% per tahun. Taksirlah berapa tahun batubara tersebut dapat digunakan sebagai sumber energi bahan bakar satu-satunya. Solusi : Diketahui : i =0,04 per tahun , Po = 70,8x1018 J/tahun, E1=70x1012 J, t1=0 Menggunakan persamaan (4),









70,8 x1018 0,04t2  Po  i.t1 i (t2 t1 ) E1  70 x10   e e 1  e 1 0,04  i  21

 1   (70 x10 21 )(0,04  t2    ln 1    92,56 tahun 18 70,8 x10  0,04   

Homework Code TA1

TB1

TC1

Tugas

Nilai

Carilah data pertumbuhan penduduk (jumlah penduduk), Produk Nasional Bruto (GDP), konsumsi energi, serta cadangan minyak, batubara dan gas alam untuk Indonesia. Serta lakukan analisis (jelaskan) keterkaitannya, apa yang sebaiknya dilakukan oleh masyarakat dan pemerintah Indonesia berkaitan dengan konversi energi dan dampak lingkungannya.

A

Lakukan analisis dan jelaskan hubungan antara populasi penduduk dunia, Produk Nasional Bruto (GDP) dan konsumsi energi. Serta apa pendapat Anda dengan sisa cadangan minyak dan gas yang ada sampai tahun 2060. Klasifikasikan bentuk dan sumber energi yang terdapat di Indonesia, serta jelaskan sistem-sistem (unit) konversi energi yang dijumpai di Indonesia. Dari sekian banyak sistem konversi energi, sistem apa yang paling sesuai untuk Indonesia sampai 20 tahun ke depan, jelaskan pendapat Anda.

(81-100)

B (66-70)

AB (71-80)

Note : semua tugas berdasarkan sumber atau referensi yang jelas dan cantumkan Waktu : 7 hari Sifat

: per mahasiswa

Tugas : Menyusun tulisan ilmiah (paper ilmiah) & Dipresentasikan.

Thank you ……

What you think…… ?

else….

I belief, you is thinking something….

Naudubillah himindalik

L/O/G/O

Dosen : Syamsul Arifin

[email protected]

Thank You! http://share.its.ac.id

O. Dosen : Syamsul Arifin Pengantar TKKE

Recommend Documents