MK.AEE-7.EKONOMI ENERGI

                                                            AUDIT DAN EFISIENSI ENERGI-3

         EKONOMI ENERGI

1.    Ekonomi Energi

Biaya-biaya energi dari suatu sistem tenaga tertentu dapat dibagi atas dua kategori umum biaya modal dan biaya operasional. Biaya modal adalah bahagian dari biaya tenaga keseluruhan yang konstan dan harus dibayar tanpa memperhatikan apakah pembangkitan tersebut bekerja atau tidak. Konsekuensinya, biaya modal menurun per satuan keluaran energi bila keluaran pembangkit naik. Biaya modal mencakup harga tanah, biaya konstruksi, pajak-pajak tertentu, asuransi, dan bunga investasi. Porsi terbesar dari biaya-biaya ini biasanya adalah investasi dan bunga yang dikenakan terhadapnya.

Bila biaya permulaan dari suatu konverter energi adalah A dollar, bunga yang dapat diperoleh investasi sepanjang masa pakai sistem dapat dihitung dengan rumus bunga majemuk. Bila investasi sebesar A dollar ditanamkan dengan suku bunga “i”, yang digandakan “r” kali per tahun, nilai total investasi A_T pada akhir periode operasi selama t_op tahun adalah:

                 A_T = A( 1 + i/n)^ntop

Bila pembayaran daya ke perusahaan dilakukan dengan jumlah pembayaran yang sama sebesar “S” dollar selama periode operasi, dana ini dapat diinvestasikan dan sekaligus dipakai untuk membayar investasi awal ditambah bunga pada akhir periode operasi. Jumlah total yang dapat diakumulasikan, yang harus sama dengan A_T, dengan menginvestasikan “S” dollar m kali setahun dengan suku bunga per tahun sebesar “J”, dan yang digandakan “m” kali setiap tahun, dihitung dari persamaan tahunan :

                          (1 + jmm)mtop - 1

                  A_T = -------------------------- S

                                       j/m

Dengan menggunakan Persamaan (2)  dan (2) , seseorang dapat menghitung jumlah uang yang harus dikumpulkan setiap 1/m tahun sebagai kompensasi bagi investasi modal. Jumlah ini, S, kemudian dapat dibagi dengan jumlah rata-rata produksi energi setiap 1/m periode untuk menghitung biaya energi satuan yang diperlukan bagi penanaman modal. Biaya ini biasanya dilaporkan dalam satuan sen dollar per kilowatt-jam.

Beberapa piranti konversi energi, seperti pusat pembangkit tenaga listrik yang khas, memerlukan beberapa tahun untuk membangun konstruksinya sebelum menghasilkan energi. Oleh karena selama masa pembangunan itu uang dikeluarkan, biaya investasi awal, “A” tentulah lebih tinggi daripada pembayaran tunai pada masa pembangunan tersebut. Jika biaya konstruksi dibayarkan dengan sistem pembayaran seragam sebesar “R” dollar sepanjang masa pembangunan, investasi modal aktual pada waktu mulai menjadi sebesar:

                                           ( 1 + I/p) ^{ptc - 1}

                           A = ---------------------- R

                                                i/p

di mana “R” adalah biaya tambahan pembangunan konstruksi setahun sepanjang masa pembangunan, yakni “tc”  tahun dan “i” adalah suku bunga. Besar R dapat dihitung dengan persamaan berikut :

                                         (Biaya per kWe) (Daya terhitung, kWe)

                                  R = ----------------------------------------------------

                                                               ptc

Ketika mengevaluasi biaya satuan daya yang berkaitan dengan penanaman modal dari Persamaan 2, dianggap bahwa harga sisa dari pembangkit pada akhir masa operasi hanya cukup untuk pembayar biaya pembongkaran sistem. Bila masih ada harga sisa dari pembangkit, jumlah ini harus dikurangkan dari harga A_T  sebelum mencari S.

Biaya operasi pembangkit mencakup semua pengeluaran yang terjadi sepanjang masa operasi pembangkit tersebut, termasuk gaji karyawan dan keuntungan perusahaan, biaya bahan bakar, perawatan dan pajak-pajak tertentu. Oleh karena biaya-biaya ini pada dasarnya berbanding lurus dengan keluaran energi pembangkit tersebut, bagian biaya satuan daya yang berkaitan dengan operasi adalah independen terhadap keluaran energi. Lebih jauh, oleh karena biaya-biaya ini muncul bila sistem dijalankan dan perusahaan memang tepat untuk energi, biasanya tidak ada kutipan bunga yang berkaitan dengan pengeluaran-pengeluaran ini. Biaya operasi yang prinsipal adalah biaya bahan bakar dan hal ini dapat dihitung dengan mudah.

Biaya energi untuk pemakaian bahan bakar yang dibutuhkan bagi beroperasinya  pembangkit tenaga itu biasanya disingkat dengan istilah X sen dollar per juta Btu atau yang setaranya. Bila biaya bahan bakar,X, diketahui, biaya satuan daya rata-rata berkaitan dengan bahan bakar adalah :

                              Biaya satuan daya bahan bakar = 0,003413 X /µ th  sen dollar/kWe.h

di mana µth  adalah effisiensi termis overall pembangkit tenaga tersebut. Biaya operasi yang  berkaitan dengan karyawan sedikit lebih tergantung pada keluaran daya dari pembangkit bila sistem hanya memproduksi energi semata. Biaya karyawan, dalam sen dollar per kilowatt-jam, dapat dievaluasi dari persamaan berikut:

                                                                                        1,14 x 10^-5 N (AS)

                                     Biaya satuan daya karyawan = ------------------------

                                                                                           Pmaks. (LF)

di mana N  adalah jumlah orang yang bekerja di pembangkit, AS adalah gaji tahunan rata-rata, dalam dollar, Pmaks  adalah keluaran daya listrik maksimum dari pembangkit, dalam megawatt, dan LF  adalah faktor beban rata-rata dari pembangkit atau angka perbandingan antara daya rata-rata dengan daya maksimum.

Contoh 1

Anggaplah bahwa sebuah sistem pemanas rumah yang mengambil daya dari energi surya dapat dibangun dengan biaya $8.000 untuk mensupplai seluruh keperluan pemanasan dari rumah tersebut selama 20 tahun. Bila bunga adalah 8%, digandakan setiap tahun, berapa biaya efektif dari pemanasan rumah itu? Anggaplah bahwa harga sisa sistem hanya cukup sebagai kompensasi bagi perawatan dan biaya-biaya operasi selama masa operasinya.

Penyelesaian

Diketahui :

a = $8000

i=j= 0,08 per tahun

m =n =  1 tahun

top = 20 tahun

tc = 0

A_T =  A (1+i/n)^ntop

                             = 8.000 (1+ 0,08/1)²⁰

                                      ^{=  $ 37.287,66}

                                              ^{(1 + j/m) ntop - 1}

                                 ^A_T  ^{=  ------------------------  S}

                                    j/m

                                  ( 1 + 0,08/1)²⁰  - 1

                                   = ----------------------- S

                                   0,08/1 

                                   = 45,762 S

                                 = $ 37.287,66

S = biaya pemanasan  per tahun  (biaya-biaya modal seluruhnya) = $814,82 per tahun.

Contoh 2. 

Hitunglah biaya-biaya satuan daya modal dan bahan bakar yang menyangkut sebuah pembangkit  tenaga nuklir berkapasitas 1-gigawatt  (1000 MWe) bila biaya nominal adalah $800 per kilowatt, bunga digandakan per triwulan, dan bunga per tahun adalah 8 persen. Anggaplah efisiensi termis keseluruhan dari pembangkit tersebut adalah 33 persen, faktor beban 70 persen, dan masa pemasangan konstruksi adalah 10 tahun, masa operasi 40 tahun, biaya bahan bakar 25 sen-dollar per juta Btu, dan periode pembayaran konstruksi adalah per triwulan. Abaikan harga sisa pembangkit  tersebut.

Penyelesaian.

Diketahui :

Biaya satuan = $800 per kWe

Pmaks = 10⁶ kWe

m = n = p = 4,0 per tahun

tc = 10 tahun

top = 40 tahun

i=j = 0,08 per tahun

µth = 0,33

LF = 0,7

Anggaplah gaji rata-rata karyawan per tahun adalah $20.000.

                                                            Pembayaran pemasangan konstruksi

                                 Biaya modal = -------------------------------------------------

                                                                                   Triwulan

                                      (Biaya satuan) ( P maks)

R =  ----------------------------------

                            Pte

       ($800 per kWe) (10⁶ kWe)

   =  -----------------------------------

                                     (4 per tahun) (10 tahun)

                           = 20.000.000 per triwulan

Harga fasilitas pada akhir masa pembangunan konstruksi = A

                      (1+j/m)^mtc-1

A= ---------------- R

                        j/m

                   (1+0,08/4)^40-1

                 = ---------------------- (2x10⁷)

                        0,02

            = 1,28 x 10⁹ dollar

                                                          i

Biaya modal total :  AT = A ( 1+ ----) ^{n top}

                                                          N

            = 1,208 x 10⁹ (1,02)¹⁶⁰

           

            = 2,8714 x 10¹⁰ dollar

                  (1+ i/m) ^mtop-1

AT       = ---------------------- S

                         i/m

                  (1,02)160 - 1

            =-------------------

                       0,02

            = 1138,5 S

Pembayaran daya per triwulan yang diperlukan untuk memenuhi biaya modal =

                       AT

            S = ------------

                  1138,5 S

                 2,8714 x 10¹⁰

            = -------------------  = $ 2,5221 x 10⁷ per triwulan

                    1138,5

Keluaran energi per triwulan = Eq      = (Pmaks) (LF) (waktu per triwulan)

                                                                (10⁶ kWe) (0,7) (8766 jam/ tahun)

                                                            = --------------------------------------------

                                                                 4 triwulan/ tahun

                                                            = 1,534 x 10⁹ kWe/ triwulan

                                                          S        ($2,5221 x107 per triwulan) (100 sen/dollar)

Biaya modal per kWe.jam       = ------ = ----------------------------------------------------------

                                                     Eq         1,534 x 10⁹ kWe.jam/ triwulan

                                                            = 1,6444  sen dollar /kWe.jam = 16,44 mils /kWe.jam

Biaya operasi :

                                                                            (0,003413 M Btu/kWe.jam) (25 sen /M Btu)

Biaya bahan bakar = 0.003413X /  Eff.th       = --------------------------------------------------------

                                                                                                0,33

                                                            = 0,259 sen /kWe.jam             = 2,59 mils/kWe.jam

Upah karyawan : Anggap bahwa diperlukan 30 karyawan unpembangkit tersebut.

                                               

                                          1,14 x 10^-5 N (AS)

Upah satuan karyawan =  -------------------------

                                       P maks. (LF)

                                         1,14 x 10^-5  (30) (20.000)

                                    = ---------------------------------

                                        (10³) (0,7)

                                    = 0,00977 sen-dollar/ kWe.jam           = 0,097 mils/kWe.jam

Biaya total (di luar pajak, laba, dan sebagainya)  = 16,44 + 2,59 + 0,10

      = 19.13 mils/kWe.jam

Pembangkit tenaga dengan pembakaran batubara punya ciri biaya modal yang rendah tetapi mempunyai biaya bahan bakar yang tinggi dengan prospek mungkin akan lebih tinggi lagi. Pembangkit tenaga nuklir mempunyai ciri biaya modal yang relatif tinggi dan biaya bahan bakar yang rendah. Sehingga, pembangkit tenaga nuklir secara khusus tepat dipakai untuk operasi sebagai sister,n tenaga pembebanan dasar, yang beroperasi hampir sepanjang waktu.

Contoh di atas  memberikan suatu gambaran tentang jumlah modal yang diperlukan untuk membangun sebuah pembangkit tenaga modern yang khas. Contoh ini cukup representatif untuk stasion nuklir modern, kecuali beberapa harga mungkin sedikit lebih rendah. Beberapa perkiraan biaya daya untuk pusat pembangkit tenaga yang besar yang dijadwalkan akan beroperasi sekitar tahun 1981 dan 1986 ditunjukkan pada Tabel. 1.

Tabel 1. Biaya daya

(a) Perkiraan biaya modal untuk 1000 MWe sistem tenaga pada pengoperasian di tahun

1981 ($/kWe)

Biaya-biaya	Jenis Pembangki Tenaga
	Nuklir LWR	Batubara	Minyak
Biaya langsung
Tanah	1	1	1
Bangunan dan fasilitas lapangan	45-60	30-40	25-35
Peralatan reaktor atau ketel pembangkit	80-8 5	75-85	65-75
Perlengkapan turbin pembangkit	85-95	65-75	65-7 5
Perlengkapan listrik pembangkit	30-35	15-20	15-20
Perlengkapan pembangkit aneka ragam	5-6	5 5-60	4-5
Biaya suku cadang dan hal-hal tak terduga	20-25	20-25	15-20
Sub total	266-301	261-306	190-231
Biaya-biaya tak langsung
Pelayanan professional	45-50	25-30	20-25
Biaya aneka ragam	25-30	30-35	20-25
Bunga selama masa pembangunan (7 persen/ tahun	85-95	75-85	55-65
Sub total	155-1 75	130-1 50	95-115
Biaya pembangkit total (tanpa kenaikan)	421.482	391.456	285-346
Kenaikan selama masa pembangunan
Dengan 4 persen	75-88	13-83	51-63
Dengan 6 persen	116-137	105-121	74-90
Dengan 8 persen	161-189	138-160	100-121

Waktu pembangunan untuk suatu pembangkit nuklir dianggap antara 7,5 dan 6,0 tahun untuk sistem-sistem fossil. Semua sistem dianggap menggunakan cooling tower dengan sistem aliran alamiah dan sistem batubara menggunakan pembersih sulfur dioksida (SO2) (termasuk ke dalam biaya perlengkapan pembangkit aneka ragam).

 (b) Taksiran biaya daya untuk sebuah sistem tenaga 2000 MWe yang dijadwalkan beroperasi di tahun 1986. Taksiran biaya modal ($/kWe)

Biaya Modal	Jenis Pembangki Tenaga
	Nuklir LWR	Batubara dengan pembersih SO2	Minyak
Biaya pembangkit (tanpa kenaikan) dalam satuan dollar 1977	580	480	315
Kenaikan dengan 7 persen Per tahun	260	264	175
Bunga selama pembangunan (9 persen)	260	170	110
Biaya total pada penyelesaian ($/kW")	1100	910	600

     Biaya Pembangkitan Tenaga

Biaya	Nuklir LWR		Batubara dengan pembersih SO2		Minyak
	$/kWe	sen-dollar/ kW.jam	$/kWe	sen-dollar/ kW.jam	$/kWe	sen-dollar/ kW.jam
Biaya modal	1.100	2,69	910	2,23	600	1,46
Biaya bahan bakar		1,33		2,12		4,96
Oprasi dan perawatan		0,33		0,44		0,19
Biaya total		4,35		4,79		6,61

Satuan matriks konversi energi ditunjukkan pada Gambar -12 berisi berbagai proses, reaksi, dan sistem-sistem yang digunakan dalam rangka mengkonversi suatu  bentuk energi ke bentuk yang lain. Proses-proses, reaksi-reaksi dan sistem-sistem tersebut yang dibicarakan secara panjang lebar dalam buku ini ditunjukkan dalam matriks dengan sebuah asterisk.

2.        Cadangan Energi

Cadangan energi yang terdapat di bumi dapat dibagi atas empat kategori besar, termasuk di antaranya adalah sumber-sumber yang terbaharui (renewable) atau tak terhabiskan (non  depletable), bahan bakar fossil, isotop-isotop yang dapat memfisi dan dibiakkan, serta isotop-isotop yang dapat memfusi. Beberapa di antaranya, khususnya shale oil dan uranium, sangatlah tergantung pada harga pasaran bahan bakar mentah karena biaya energi meningkat, penambangan bijih mutu-rendah akan lebih menguntungkan.

                              Tabel-3. Perkiraan Cadangan Energi Dunia

Sebuah contoh yang baik tentang bagaimana harga mempengaruhi ketersediaan cadangan, ditunjukkar oleh Uranium-235, satu-satunya isotop yang dapat memfisi yang terjadi secara alamiah. Pada Tabel -3 cadangan U-235 tercatat sebesar 73,7 x 10²¹ J, yang sesuai dengan harga U₃O₈ sebesar $8 per ton di tahun 1973. Bila harga uranium menjadi $30 per ton, cadangan yang tersedia naik menjadi 22,0 x 10²¹ J, dan bila harga menjadi $500 per ton, cadangan yang tersedia naik pula menjadi 30.880 x 10²¹ J. Sementara kenaikan enam puluh kali lipat pada harga  persediaan uranium pasti akan menaikkan biaya pembangkit nuklir, diperkirakan bahwa kenaikan total biaya pembangkit nuklir akan lebih kecil dari empat kali, sebab harga bijih uranium hanyalah bagian kecil saja dari biaya keseluruhan.

a. Cadangan ini bersifat tak-terhabiskan dan merupakan sumber daya aktual.

b. Cadangan ini dapat dikonversi secara langsung ke energi mekanik, sementara kebanyakan cadangan lain biasanya harus dikonversi menjadi energi termal.

c. Cadangan ini digolongkan sebagai bahan bakar fossil.

d.Cadangan ini sangat tergantung pada harga energi.

e.Ini adaLah satu-satunya bahan bakar isotop yang dapat berfisi yang dapat terjadi secara alamiah.

f.Pemakaian cadangan ini tergantung pada perkembangan reaktor pembiak fisi dan pemfisian isotop urutannya seperti yang ditunjukkan dalam tanda kurung.

g.Pemakaian cadangan ini tergantung pada perkembangan reaktor fisi.

Tabel 3 memuat daftar beberapa cadangan energi di bumi. Harga-harga yang tercantum dalam tabel ini berasal dari berbagai sumber yang berbeda, tetapi pada setiap kasus, yang dicantumkan adalah harga yang paling optimistik atau yang tertinggi. Harga ini berubah secara tetap karena adanya penemuan-penemuan baru serta naiknya konsumsi energi dunia.

Dalam membandingkan cadangan-cadangan energi tersebut, Tabel 3 harus digunakan dengan hati-hati. Nilai yang tercantum pada tabel adalah nilai energi murni dan kebanyakan harus dikonversi terlebih dahulu ke dalam bentuk energi panas sebelum dipergunakan. Jika bentuk energi akhir yang dibutuhkan adalah energi mekanik atau energi listrik, beberapa sumber seperti air pasang, air dan tenaga angin, dapat dikonversi ke dalam bentuk energi ini dengan efisiensi pengkonversian yang jauh lebih tinggi daripada sumber-sumber lain.

Gambar 9 menunjukkan beberapa skala energi logaritmik berikut beberapa peristilahan energi yang paling penting. Skala energi berkisar dari harga yang sangat kecil, seperti energi kinetik atom parla 20⁰C, sebanyak 56 tingkat besaran, hingga ke keluaran energi matahari setiap hari. Juga dicantumkan skala konversi massa-energi.

                                                    Gambar-x. Sekala Energi Dunia

2. Satuan Daya dan Energi

Ketika melakukan perhitungan, seseorang harus betul-betul hati-hati untuk tidak mencampur-adukkan satuan  energi dengan satuan daya. Daya adalah laju pemakaian energi (P = dE /dt) dan energi adalah sama dengan integral dari daya untuk suatu selang waktu tertentu. Umumnya satuan Standard International (SI) dipakai meskipun kadang-kadang dipakai juga satuan-satuan lain.

                              Tabel-6. Matrik  konversi energi menjadi energi mekanik

Satuan energi dalam SI adalah joule (J), tetapi beberapa satuan lain juga dipakai, seperti elektronvolt (eV), mega elektronvolt (MeV), kalori (kal), British thermal units (Btu), dan foot pound force (ft.lbf . Sebagai tambahan, energi umumnya dinyatakan dalam bentuk satuan daya dan waktu, seperti watt-jam (W.jam), kilowatt-jam (kW.jam), horsepower-jam (hp.h), dan seterusnya. Subskrip seperti "e" dan "th" digunakan untuk menyatakan energi (atau daya) sebagai besaran listrik dan panas.

Satuan energi dalam SI adalah watt (W), dan satuan ini serta kelipatannya adalah umum dipergunakan, seperti kilowatt (kW), megawatt (MW), gigawatt (GW), dan terawatt (TW). Kadang-kadang satuan daya English, yakni horsepower juga dipakai. Satuan daya dapat juga dinyatakan sebagai laju pemakaian energi seperti joule per detik (J/det.), British thermal unit per jam (Btu/jam), dan seterusnya. Satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg). Satuan lain untuk massa yang dipakai dalam buku ini adalah pound-mass (lbm), satuan massa atomik (amu), dan kelipatan-kelipatan gram.

                        Tabel-6. Koversi energi menjadi energi termal

 

3.Edisensi

Satuan matriks konversi energi ditunjukkan pada Gambar -12 berisi berbagai proses, reaksi, dan sistem-sistem yang digunakan dalam rangka mengkonversi suatu  bentuk energi ke bentuk yang lain. Proses-proses, reaksi-reaksi dan sistem-sistem tersebut yang dibicarakan secara panjang lebar dalam buku ini ditunjukkan dalam matriks dengan sebuah asterisk.

 

3.      Cadangan Energi

Cadangan energi yang terdapat di bumi dapat dibagi atas empat kategori besar, termasuk di antaranya adalah sumber-sumber yang terbaharui (renewable) atau tak terhabiskan (non  depletable), bahan bakar fossil, isotop-isotop yang dapat memfisi dan dibiakkan, serta isotop-isotop yang dapat memfusi. Beberapa di antaranya, khususnya shale oil dan uranium, sangatlah tergantung pada harga pasaran bahan bakar mentah karena biaya energi meningkat, penambangan bijih mutu-rendah akan lebih menguntungkan.

                              Tabel-3. Perkiraan Cadangan Energi Dunia

 

Sebuah contoh yang baik tentang bagaimana harga mempengaruhi ketersediaan cadangan, ditunjukkar oleh Uranium-235, satu-satunya isotop yang dapat memfisi yang terjadi secara alamiah. Pada Tabel -3 cadangan U-235 tercatat sebesar 73,7 x 10²¹ J, yang sesuai dengan harga U₃O₈ sebesar $8 per ton di tahun 1973. Bila harga uranium menjadi $30 per ton, cadangan yang tersedia naik menjadi 22,0 x 10²¹ J, dan bila harga menjadi $500 per ton, cadangan yang tersedia naik pula menjadi 30.880 x 10²¹ J. Sementara kenaikan enam puluh kali lipat pada harga  persediaan uranium pasti akan menaikkan biaya pembangkit nuklir, diperkirakan bahwa kenaikan total biaya pembangkit nuklir akan lebih kecil dari empat kali, sebab harga bijih uranium hanyalah bagian kecil saja dari biaya keseluruhan.

a. Cadangan ini bersifat tak-terhabiskan dan merupakan sumber daya aktual.

b. Cadangan ini dapat dikonversi secara langsung ke energi mekanik, sementara kebanyakan cadangan lain biasanya harus dikonversi menjadi energi termal.

c. Cadangan ini digolongkan sebagai bahan bakar fossil.

d.Cadangan ini sangat tergantung pada harga energi.

e.Ini adaLah satu-satunya bahan bakar isotop yang dapat berfisi yang dapat terjadi secara alamiah.

f.Pemakaian cadangan ini tergantung pada perkembangan reaktor pembiak fisi dan pemfisian isotop urutannya seperti yang ditunjukkan dalam tanda kurung.

g.Pemakaian cadangan ini tergantung pada perkembangan reaktor fisi.

Tabel 3 memuat daftar beberapa cadangan energi di bumi. Harga-harga yang tercantum dalam tabel ini berasal dari berbagai sumber yang berbeda, tetapi pada setiap kasus, yang dicantumkan adalah harga yang paling optimistik atau yang tertinggi. Harga ini berubah secara tetap karena adanya penemuan-penemuan baru serta naiknya konsumsi energi dunia.

Dalam membandingkan cadangan-cadangan energi tersebut, Tabel 3 harus digunakan dengan hati-hati. Nilai yang tercantum pada tabel adalah nilai energi murni dan kebanyakan harus dikonversi terlebih dahulu ke dalam bentuk energi panas sebelum dipergunakan. Jika bentuk energi akhir yang dibutuhkan adalah energi mekanik atau energi listrik, beberapa sumber seperti air pasang, air dan tenaga angin, dapat dikonversi ke dalam bentuk energi ini dengan efisiensi pengkonversian yang jauh lebih tinggi daripada sumber-sumber lain.

Gambar 9 menunjukkan beberapa skala energi logaritmik berikut beberapa peristilahan energi yang paling penting. Skala energi berkisar dari harga yang sangat kecil, seperti energi kinetik atom parla 20⁰C, sebanyak 56 tingkat besaran, hingga ke keluaran energi matahari setiap hari. Juga dicantumkan skala konversi massa-energi.

                                                    Gambar-x. Sekala Energi Dunia

5. Satuan Daya dan Energi

Ketika melakukan perhitungan, seseorang harus betul-betul hati-hati untuk tidak mencampur-adukkan satuan  energi dengan satuan daya. Daya adalah laju pemakaian energi (P = dE /dt) dan energi adalah sama dengan integral dari daya untuk suatu selang waktu tertentu. Umumnya satuan Standard International (SI) dipakai meskipun kadang-kadang dipakai juga satuan-satuan lain.

                              Tabel-6. Matrik  konversi energi menjadi energi mekanik

Satuan energi dalam SI adalah joule (J), tetapi beberapa satuan lain juga dipakai, seperti elektronvolt (eV), mega elektronvolt (MeV), kalori (kal), British thermal units (Btu), dan foot pound force (ft.lbf . Sebagai tambahan, energi umumnya dinyatakan dalam bentuk satuan daya dan waktu, seperti watt-jam (W.jam), kilowatt-jam (kW.jam), horsepower-jam (hp.h), dan seterusnya. Subskrip seperti "e" dan "th" digunakan untuk menyatakan energi (atau daya) sebagai besaran listrik dan panas.

Satuan energi dalam SI adalah watt (W), dan satuan ini serta kelipatannya adalah umum dipergunakan, seperti kilowatt (kW), megawatt (MW), gigawatt (GW), dan terawatt (TW). Kadang-kadang satuan daya English, yakni horsepower juga dipakai. Satuan daya dapat juga dinyatakan sebagai laju pemakaian energi seperti joule per detik (J/det.), British thermal unit per jam (Btu/jam), dan seterusnya. Satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg). Satuan lain untuk massa yang dipakai dalam buku ini adalah pound-mass (lbm), satuan massa atomik (amu), dan kelipatan-kelipatan gram.

 

                        Tabel-6. Koversi energi menjadi energi termal

Sumber:

Archie W.Culp.Jr., Darwin Sitompul.1989. Prinsip-Prinsip Konversi Energi. Erlangga, Jakarta. Hal.19-29

Tugas Mandiri:

Satuan matriks konversi energi ditunjukkan pada Gambar -12 berisi berbagai proses, reaksi, dan sistem-sistem yang digunakan dalam rangka mengkonversi suatu  bentuk energi ke bentuk yang lain. Proses-proses, reaksi-reaksi dan sistem-sistem tersebut yang dibicarakan secara panjang lebar dalam buku ini ditunjukkan dalam matriks dengan sebuah asterisk.

 

                                                 Gambar-15.Efisiensi konserversi energi tipipal

Sumber:

Archie W.Culp.Jr., Darwin Sitompul.1989. Prinsip-Prinsip Konversi Energi. Erlangga, Jakarta. Hal.19-29

Tugas Mandiri:

1.      Jelaskan yang dimaksud dengan ekonomi energi?

2.      Jelaskan yang dimaksud dengan biaya investasi?

3.      Jelaskan yang dimaksud dengan biaya energi?

4.      Jelaskan yang dimaksud dengan biaya satuan karyawan?

5.      Sebuah sistem pemanas rumah yang mengambil daya dari energi surya dengan biaya Rp.10.000.000 untuk mensupplai seluruh keperluan pemanasan dari rumah tersebut selama 15 tahun. Bila bunga adalah 10%, digandakan setiap tahun, berapa biaya efektif dari pemanasan rumah itu? Anggaplah bahwa harga sisa sistem hanya cukup sebagai kompensasi bagi perawatan dan biaya-biaya operasi selama masa operasinya.