Cyber Surfer

Klasifikasi dan jenis-jenis energi

Secara umum energi dibagi menjadi dua : (1) energi transisional (transitional energy) dan energi simpan ( stored energy). Energi transisional adalah energi yang sedang bergerak, dapat berpindah melintasi suatu batas sistem. Energi tersimpan adalah energi yang berwujud sebagai massa, posisi dalam medan gaya, dan lain-lain.

Karena belum adanya meotode atau sistem pengklasifikasian energi yang dapat diterima secara umum, maka kita membagi bentuk-bentuk energi ke dalam 6 kelompok atau klasifikasi utama (W.Culp.1991:3). Keenam kelompok tersebut adalah :
1. Energi mekanik
2. energi listrik
3. energi elektromagnetik
4. energi kimia
5. energi nuklir
6. energi panas (termal)
Dalam termodinamika, energi mekanik didefinisikan sebagai energi yang dapat digunakan untuk mengangkat suatu benda. Sistem satuan untuk energi mekanik yang umum digunakan di Amerika Serikat adalah foot pound (pon kaki) untuk energi dan horsepower ( tenagakuda) bagi satuan daya. Atau sesuai Standar Internasional (SI) satuan energi adalah joule ( watt detik) dan satuan daya adalah watt.

Bentuk transisional energi mekanik disebut kerja. Energi mekanik dapat disimpan dalam bentuk energi potensial maupun energi kinetik. Energi potensial adalah energi yang diperoleh oleh material tertentu sebagai akibat dari posisinya dalam suatu medan gaya. Termasuk di dalamnya energi medan gravitasi, energi yang berkaitan dengan fluida yang terkompensasi, energi yang berkaitan dengan posisi suatu bahan ferromagnetic dalam suatu medan magnet, dan energi yang berkaitan dengan regangan elastis seperti pada pegas dan batang puntiran. Energi kinetik adalah energi yang berkaitan dengan massa material tertentu akibat gesekan relatifnya terhadap benda lain. Roda gila (flywheel) adalah suatu contoh dari sebuah sistem yang menyimpan energi mekanik dalam bentuk energi kinetik. Energi mekanik adalah suatu bentuk energi yang sangat terpakai dan dengan mudah dan efisien dikonversi menjadi bentuk energi yang lain.

Energi Listrik adalah jenis energi yang berkaitan dengan arus dan akumulasi electron. Energi jenis ini umumnya dinyatakan dalam satuan daya dan waktu, misalnya watt-jam atau kilowatt-jam. Bentuk transisional energi listrik adalah aliran electron, biasanya melalui jenis konduktor tertentu. Energi listrik dapat disimpan sebagai energi meda elektrostatik atau sebagai energi medan induksi. Energi medan elektrostatik adalah energi yang berkaitan dengan medan listrik yang dihasilkan oleh terakumulasinya muatan (electron) pada plat-plkat kapasitor. Energi medan induksi, yang kadang-kadang disebut medan elektromagnetik adalah energi yang berkaitan dengan medan magnet yang timbul akibat aliran electron melalui kumparan induksi. Energi listrik, seperti energi mekanik, adalah bentuk energi yang sangat terpakai karena ia dapat dengan mudah dan efisien dikonversi menjadi bentuk energi yang lain.

Energi elektromagnetik adalah suatu bentuk energi yang berkaitan dengan radiasi elektromagnetik. Energi radiasi biasa dinyatakan dalam satuan energi yang sangat kecil seperti elektronvolt (eV) atau juta-elektronvolt (MeV).

Radiasi elektromekanik adalah suatu bentuk energi murni, artinya tidak berkaitan dengan massa. Radiasi ini terjadi hanya sebagai transisional yang bergerak dengan kecepatan cahaya, c. kecepatan gelombang c adalah sama dengan hasil perkalian frekuensi ( ), dalam siklus per detik atau hertz, dan panjang gelombang ( ), dalam meter, dari radiasi tersebut. Energi E dari gelombang-gelombang ini berbanding langsung dengan frekuensi radiasi dan dinyatakan dengan hubungan :

E = hv = (1.1)

Di mana E adalah energi dalam joule, h adalah konstanta Planck (6,626 x 10 -34 J.s), v adalah frekuensi, dan adalah panjang gelombang. Gelombang magnetic ini lebih energetic bila panjang gelombangnya lebih pendek dan frekuensinya lebih tinggi.

Bedasarkan sumber radiasi atau panjang gelombang (energi), radiasi elektromagnetik dapat dibagi atas beberapa kelas yang berbeda. Radiasi gamma adalah jenis yang paling energetic dari jenis elektromagnetik dan kebanyakan adalah hasil emisi inti atom. Jenis berikutnya yang sangat energetic adalah sinar x, yang dihasilkan akibat keluar-orbitnya electron. Radiasi termal adalah radiasi elektromagnetik yang timbul akibat getaran atom. Kelompok energi elektromagnetik yang ini sangat besar, termasuk diantara adalah radiasi temperatur tinggi atau radiasi ultraviolet, dan kelompok kecil radiasi tampak, serta kelompok radiasi temperatur rendah atau infra merah. Radiasi gelombang millimeter dan gelombang mikro adalah bentuk gelombang energetic berikutnya dari radiasi dan dipakai untuk radar serta microwave cookers. Bentuk yang terakhir radiasi elektromagnetik adalah radiasi gelombang radio.

Energi Kimia adalah energi yang keluar dari hasil interaksi electron di mana dua atau lebih atom dan/atau molokul-molokul berkombinasi menghasilkan senyawa kimia stabil. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan. Jika energi dilepaskan dalam bentuk reaksi kimia, reaksi tersebut dinamakan reaksi eksotermis. Energi yang dilepas ini umumnya dinyatakan dalam satuan kalori atau British thermal unit (Btu) per satuan massa bahan bakar yang bereaksi. Pada beberapa reaksi kimia energi, yang diserap dan reaksi ini dinamakan reaksi endotermis. Sumber energi bahan bakar yang paling penting bagi manusia adalah reaksi kimia eksotermis tersebut yang disebut pula pembakaran. Reaksi pembakaran melibatkan oksidasi dari bahan bakar fossil.

Energi nuklir adalah bentuk energi lain yang hanya ada sebagai energi tersimpan yang bisa lepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini dilepaskan sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk mendapatkan konfigurasi yang lebih stabil. Energi yang dikeluarkan biasanya dinyatakan dalam satuan juta-elektron per reaksi. Reaksi nuklir secara umum dapat dibagi atas tiga jenis, yakni :
1. Peluruhan radio aktif
2. fisi
3. fusi

Proses peluruhan radioaktif adalah suatu proses dimana hanya satu inti yang tidak stabil, yakni radio isotop, secara acak meluluh membentuk konfigurasi yang lebih stabil, dengan keluarnya partikel-partikel dan energi. Reaksi Fisi, yang merupakan proses utama pada reactor nuklir, terjadi ketika sebuah inti bermassa berat menyerap sebuah netron dan inti senyawa teransang (exiced compound nucleus) yang dihasilkan pecah menjadi dua atau lebih inti dengan keluarnya energi.

Energi termal berkaitan dengan getaran atomic dan molekuler. Energi termal adalah bentuk energi dasar dengan arti kata, semua bentuk energi lain dapat dikonversi secara penuh ke energi ini. Bentuk transisional dari energi termal adalah panas dan umumnya dinyatakan dalam satuan kalori atau British Termal unit (Btu). Energi termal dapat disimpan hampir pada semua media sebagai panas sensible maupun panas laten. Penyimpanan panas sensible diikuti dengan kenaikan temperatur, sementara penyimpanan panas laten diikuti dengan perubahan fase dan isotermis.

1.2 Sumber Sumber Energi

Sumber-sumber energi utama dikelompokkan ke dalam dua kategori : (1) energi celestial atau energi perolehan (income energy), yakni energi yang mencapai bumi dari angkasa luar dan (2) energi modal (capital energy), yakni energi yang telah ada pada, atau di dalam bumi. Energi perolehan termasuk di antaranya adalah energi surya dan energi bulan, sedangkan sumber-sumber energi modal diantaranya sumber energi atom dan panas bumi (geothermal).

Sumber-sumber energi celestial sebenarnya termasuk semua sumber yang mungkin menyediakan energi untuk bumi dari angkasa luar. Di antaranya adalah elektro magnetic, energi partikel dan gravitasional dari bintang-bintang, planet-planet dan bulan, begitu juga energi potensial meteor yang sedang memasuki atmosfir bumi. Sumber energi celestial yang berguna hanyalah energi elktromagnetik dari matahari, yang disebut energi surya langsung, serta energi potensial dari bulan yang menghasilkan aliran pasang. Pemakaian energi celestial sangatlah atraktif karena sumbernya yang kontinu atau tak terhabiskan (non depletable) dan sifatnya yang relatif bebas polusi.

Energi surya langsung juga membangkitkan beberapa sumber-sumber energi tak langsung yang tak terhabiskan. Pemanasan surya bersama dengan rotasi bumi, menghasilkan beberapa arus konveksi besar dalam bentuk angin di atmisfir dan arus laut di samudera. Penyerapan energi surya juga membangkitkan gradient panas yang besar dalam lautan, yang tentu saja potensial untuk memproduksi tenaga. Sebagai tambahan penguapan permukaan air menimbulkan awan, yang bila terkondensasi menjadi hujan pada ketinggian yang cukup, akan menjadi sumber hidroelketrik atau tenaga air.

Sumber utama energi modal yang digunakan sekarang adalah energi atom. Istilah energi atom, seperti dinyatakan sebagai suatu energi yang dilepaskan sebagai hasil dari suatu reaksi tertentu yang melibatkan ataom-atom, termasuk energi nuklir dan kimia.

Pohon atau tumbuh-tumbuhan pada umumnya dapat hidup dan tumbuh karena mendapat zat-zat yang diperlukannya melalui air yang diperolehnya dari tanah. Pada saat zat-zat itu diserap tumbuh-tumbuhan melalui akrnya, daun menerima energi panas dari matahari dan menyerap zat lemas dari udara dan melepaskan zat asam ke udara. Energi yang diterima daun dari sinar matahari disimpan dalam batang dan dahan, kemudian dibebaskan lagi bila kayu dibakar.

Angin terjadi karena udara di suatu tempat menjadi panas karena matahari. Oleh karena itu berat jenisnya berkurang dan naik ke atas, proses ini menyebabkan pergeseran udara yang disebut angin.

Tenaga air terjadi karena air di lautan dan di danau menguap disebabkan panas matahari menjadi awan dan di dalam bentuk air sebagai hujan. Dengan gravitasi bumi air yang berada pada ketinggian itu akan mengalir melalui sungai dan menghasilkan potensi tenaga air.

Batu bara terjadi karena bahan organic berasal dari biomassa hutan-hutan yang tenggelam mengalami tekanan selama jangka waktu berjuta-juta tahun. Energi panas bumi terjadi karena pertemuan antara magma yaitu panas dalam perut bumi dengan air.

Dari uraian di atas, maka materi dasar konversi energi teknik elektro unhas, akan dibahas mengenai jenis-jenis energi dan pengembangannya antara lain:
- Energi Surya
- Energi Angin
- Energi Biomas
- Energi Lautan
- Energi Panas Bumi
- Konventer Thermoionik
- Konventer Thermo Elektrik
- Sel Bahan Bakar
- Energi Batere
- Magneto hydro Dynamics
- Energi Fusi
- Penyimpanan energi