Mesin Konversi Energi Termal Lautan [PDF]

Citation preview

MESIN KONVERSI ENERGI TERMAL LAUTAN (OTEC) Makalah Mesin Konversi Energi



Oleh Ibnu Sanjaya 562417001



PRODI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO 2020



KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, Kami panjatkan puja dan puji serta syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahakan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyalesaiakan tugas makalah tentang Pembangkit listrik tenaga bumi. Tugas makalah ini telah di buat secara maksimal sesuai kemampuan penulis dengan bantuan dari berbagai media belajar sehingga memperlancar penulis dalam pembuatan tugas ini, untuk itu penulis berterimakasih kepada semua pihak pada media belajar yang telah memberikan penulis materi untuk pembuatan tugas ini. Terlepas dari semua itu, penulis menyadari bahwa sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi penulisan, penyusunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan lapang dada kami menerima segala kritik dan saran dari pembaca agar kami dapat memperbaiki tugas makalah ini.



Gorontalo,



Mei 2020



Penyusun



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ……………………………………………………… ii DAFTAR ISI ………………………………………………………………... iii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………………………………………………………….. 1 1.2 Rumusan Masalah ……………………………………………………..…2 1.3 Tujuan ………………………………………………………………….… 2 BAB II PEMBAHASAN 2.1 OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion……………………...………3 2.2 Siklus apa yang ada pada system kerja OTEC …………………………5 2.3 Apa Produk Dari OTEC …………………………………………………6 BAB III PENUTUP 3.1 Simpulan …………………………………………………………………..8 3.2 Saran ……………………………………………………………………... 8 DAFTAR PUSTAKA



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi memiliki peran penting dan tiap dapat dilepaskan dalam kehidupan manusia. Terlebih, saat ini hampir semua aktivitas manusia sangat tergantung pada energi. Berbagai alat pendukung, seperti alat penerangan, motor penggerak, peralatan rumah tangga, dan mesin-mesin industry dapat difungsikan jika ada energi. Namun, seperti yang telah diketahui, terdapat dua kelompok besar energi yang didasarkan pada pembaharuan. Dua kelompok tersebut adalah energi terbarukan dan energi yang tersedia terbatas di alam. Energi terbarukan ini meliputi energi matahari, energi air (potensial air), energi panas laut (Ocean Thermal), energi angin, energi gelombang laut, energi biofuel. Sedangkan energi yang tersedia terbatas di alam meliputi energi yang berasal dari fosil/mineral seperti minyak,gas dan batubara. Pada dasarnya, pemanfaatan energi-energi tersebut sudah dilakukan sejak dahulu. Pemanfaatan energi yang tidak dapat di perbaharui secara berlebihan dapat menimbulkan krisis energi. Energi menjadi komponen terpenting bagi kelangsungan hidup manusia karena hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi yang cukup di alam. Dewasa ini dan beberapa tahun kedepan, manusia masih akan tergantung pada sumber energi fosil karena sumber fosil inilah yang mampu memenuhi kebutuhan energi



manusia



dalam



skala



yang



besar.



Sedangkan



sumber



energi



alternative/terbarukan belum dapat memenuhi kebutuhan energi manusia dalam skala yang besar karena fluktuasi potensi dan tingkat keekonomisan yang belum bisa bersaing dengan energi konvensional. Di lain pihak, manusia dihadapkan pada situasi menipisnya cadangan sumber energi fosil dan meningkatnya kerusakan lingkungan akibat penggunaan energi fosil. Kelangkaan energi tidak hanya terjadi di Indonesia, melainkan juga di negara lain.



Pasalnya,



populasi



manusia



yang



terus



bertambah



setiap



tahun



mengakibatkan permintaan terhadap energi juga meningkat. Di Indonesia terdapat potensi sumber energi terbarukan yang masih belum di manfaatkan secara



optimal. Apalagi di negara kita ini masih bergantung kepada sumber energi fosil yang ketersediannya terbatas di alam. Sumber energi terbarukan yang ada di Indonesia contohnya yaitu energi angina, energi potensial air, energi gelombang laut, energi panas bumi, energi panas laut, energi matahari dll. Melihat kondisi tersebut maka saat ini sangat diperlukan pengetahuan tentang apa itu energi terbarukan, sumber-sumber energi terbarukan dari pemanfaatan energi terbarukan agar didapatkan solusi atau kebijakan tentang pemanfaatan energi tersebut. 1.2 Rumusan Masalah Adapun beberapa rumusan masalah pada makalah ini yaitu : 1. Apa itu OTEC (Ocean Thermal Energy Corversion)? 2. Siklus apa yang ada dalam OTEC? 3. Apa saja produk (hasil akhir) OTEC? 1.3 Tujuan Adapun beberapa tujuan dari makalah ini yaitu : 1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan OTEC. 2. Mengetahui siklus yang ada dalam OTEC. 3. Mengetahui produk dari OTEC.



BAB II PEMBAHASAN 2.1 OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) merupakan sumber energi terbarukan yang menggunakan bahan bakar (fuel) air laut (warm water and cold water). Air laut tersebut merupakan media thermal heat sinar matahari yang digunakan untuk memutar turbin sehingga dapat menghasilkan listrik dan air tawar. System kerja OTEC ini pada umumnya terbagi atas 3 yaitu open siklus, close siklus, dan campuran. Pada open siklus, air dengan temperature berkisar 2030°C, di pompa dengan menggunakan pipa, masuk ke dalam vacum ruang untuk di evaporate menjadi uap. Akibat perbedaan tekanan antara tekanan uap air dan tekanan dalam turbin maka uap air tadinya yang telah masuk ke dalam turbin dapat memutar rotor turbin sehingga menghasilkan listrik. Selanjutnya uap air dialirkan kembali lagi ke kondensator, untuk dikondensasikan kembali oleh air dingin yang di pompa dari kedalaman 1000m untuk dijadikan sebagai air tawar (desalinated water). Sejarah OTEC dimulai pada tahun 1881, yaitu ketika Jacques Arsene d’Arsonval, fisikawan prancis yang mengajukan konsep konversi energi thermal lautan. Dan murid d’Asonval George Claude yang membuat pembangkit listrik OTEC pertama kalinya di Kuba pada tahun 1930. Pembangkit listrik itu menghasilkan listrik 22 kilowatt dengan turbin bertekanan rendah. Pada tahun 1931, Nikola Tesla meluncurkan buku “On Future Motive Power” yang mencakup konversi energi thermal lautan. Meski ia tertarik dengan konsep tersebut, ia beranggapan bahwa hal ini tidak bisa dilakukan dalam skala besar. Di tahun 1936, Clade membangun pembangkit kedua di atas 10000 ton kargo yang mengapung di atas lepas pantai Brazil. Namun cuaca dan gelombang menghancurkan pembangkit listrik tersebut sebelum bisa menghasilkan energi. Di tahun 1956 para fisikawan prancis mendesain 3 megawatt pembangkit listrik OTEC di Abidjan, pantai Gading. Di tahun 1962, J. Hilbert Anderson dan James H. Anderson, Jr mulai mendesain sebuah siklus untuk mencapai tujuan yang tidak dicapai Claude. Mereka mematenkan desain siklus tertutup buatan mereka pada



tahun 1967. Di tahun 1974 Amerika Serikat mendirikan laboratorium Keahole Point di Pantai Kona, Hawaii. Laboratorium itu merupakan fasilitas penelitian dan percobaan OTEC terbesar di dunia. Hawaii merupakan lokasi yang cocok untuk penelitian OTEC karena permukaan lautnya yang hangat dan akses ke laut dalam yang dingin. Suhu air laut pada permukaan tidak lah sama dengan suhu air laut pada bagian dalam. Semakin dalam air, semakin dingin suhunya. Di permukaan laut yang terhangati oleh sinar matahari, suhu sekitar 24°C, sedangkan setelah kedalaman 1000m yang gelap gulita suhu berkisar 5°C hingga sangat dingin. Perubahan yang drastis terjadi pada kedalaman 100m hingga 500m, dimana suhu air berubah dari 20°C menjadi sekitar 4-5°C, penurunan yang drastis ini dikenal sebagai thermocline. Untuk keperluan OTEC yang ideal diperlukan perbedaan suhu 2224°C antara permukaan laut dan laut bagian dalam. Siklus kerja OTEC mirip dengan system kerja siklus hidrologi di bumi yaitu ketika siang hari, matahari mengangkat molekul-molekul air terevaporasi ke awan lalu angin meniupkan ke arah daratan, dan saat terjadi kondensasi di awan, maka butiran-butiran air yang tadinya berupa uap kembali menjadi cair lalu turun ke darat. System kerja inilah yang ditiru oleh OTEC yaitu memompa air laut permukaan yang bertemperatur tinggi (hangat) dan mengevaporasikannya kedalam turbin untuk menghasilkan listrik lalu mengkondensasikannya kembali dengan air laut dingin yang diambil pada kedalaman laut kemudian siklus berulang.



Ilustrasi OTEC



2.2 Siklus apa yang ada pada system kerja OTEC a) Siklus terbuka



Open siklus merupakan pelopor dari variasi siklus OTEC. Open siklus berhubungan pada penggunaan air laut sebagai working fluid. Sebuah skema diatas, dimana terdiri atas sebuah flash evaporator, turbin uap expansi dan generator, condenser steam, alat-alat pemindah non kondensable, dan deaerator. Siklus tersebut merupakan dasar dari siklus Rankine yang mengkonversi thermal energi dari air hangat permukaan menjadi energy listrik. Dalam siklusnya, air laut yang hangat di deaerasi dan dilewatkan ke dalam ruang evaporasi, dimana bagian dari air laut di konversi ke dalam uap bertekanan rendah. Uapnya kemudian dilewatkan melalui turbin, dimana mengekstraksi energi darinya, lalu keluar kedalam kondensor. Sebaliknya, air yang mengalami kondensasi dapat digunakan sebagai desalinasi air karena tidak dikembalikan ke dalam evaporator.



b) Siklus Tertutup



Rankine siklus tertutup merupakan proses dimana heat digunakan untuk mengevaporasikan fluida pada tekanan yang tetap di dalam sebuah tangki pemanas atau evaporator, dari yang mana uap masuk ke piston mesin atau turbin dan berekspansi melakukan kerja. Uap keluar kemudian masuk ke dalam suatu wadah dimana heat ditransfer dari uap ke cairan pendingin, menyebabkan uap terkondensasi menjadi cair lalu cairan tersebut dipompa kembali ke dalam evaporator untuk melengkapi siklus. 2.3 Apa Produk Dari OTEC a) Desalinated water (air tawar) Oleh sebab evaporasi yang terjadi pada proses closed siklus pada OTEC maka air laut yang terevaporasi melalui turbin, terkondensasi kembali menjadi air tawar. Jumlah debit air tawar yang dihasilkan dapat berlimpah karena air yang dipompa sebagian besar jumlah air dari permukaan untuk dijadikan air tawar. b) Sistem pendingin oleh OTEC Hasil yang paling jelas untuk pemhematan energi teraplikasi pada system OTEC desain adalah air-conditioning gedung atau penyejuk udara. Hampir semua negara kepulauan memiliki kesamaan kebutuhan akan penyejuk udara. System penyejuk udara konvensional adalah energy intensif dan memakai 35% hingga



45% dari total pemakaian energy di tipikal gedung perkantoran dan hotel di komunitas tropis.



c) OTEC Sea-farming Air dari laut dalam memiliki karakter yang baik untuk pengembangan budidaya perikanan sebab air laut pada kedalaman 1000m bebas dari pathogen yang menyebabkan penyakit pada ikan dan kaya akan nutrisi seperti dissolved nitrogen, phosphorus, carbon dan phytoplankton sehingga ideal untuk aquaculture dan mariculture. Air laut dalam memiliki suhu yang dingin sehingga bakteri tidak mampu untuk hidup pada keadaan air tersebut sedangkan ikan, udang dll masih dapat bertahan hidup.



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Energi adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu benda. Energi menjadi komponen penting bagi kelangsungan hidup manusia karena hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi yang cukup. Untuk menghindari krisis energi di alam diperlukan energi terbarukan. Energi terbarukan adalah energi yang berasal dari “proses alam yang berkelanjutan”, seperti tenaga surya, tenaga angin, tenaga matahari, tenaga air. Dengan adanya energi terbarukan diharapkan kebutuhan manusia akan sumber energi tidak akan berkurang. 3.2 Saran Adapun saran yang dapat penulis harapkan ialah semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi para pembaca, kemudian penulis juga sadar akan kekurangan dari makalah ini sehingga penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun sehingga makalah ini bisa menjadi sempurna.



DAFTAR PUSTAKA file:///C:/Users/X452C/Desktop/Kuliah%20STITEK/Semester%203/PPT %20PengLing/Bahan-Kuliah-Pembangkit-NonKonvensional.pdf file:///C:/Users/X452C/Desktop/Kuliah%20STITEK/Semester%203/PPT %20PengLing/jbptitbpp-gdl-andiyasser-31429-3-2008ta-2.pdf file:///C:/Users/X452C/Desktop/Kuliah%20STITEK/Semester%203/PPT %20PengLing/8%20-%20Energi%20Laut%20(METI).pdf file:///C:/Users/X452C/Desktop/Kuliah%20STITEK/Semester%203/PPT %20PengLing/PKM-GT-Ocean-Thermal-Energy-Conversion.pdf www.academia.edu/8926429/Makalah-energi-terbarukan