13 & 14 Produksi Energi Termal - 2
13 & 14 Produksi Energi Termal - 2
13 & 14 Produksi Energi Termal - 2
KONVERSI
KONVERSI
KONVERSI
KONVERSI
KONVERSI
ENERGI
ENERGI
ENERGI
ENERGI
ENERGI
ENERGI
THERMAL
MEKANIK
LISTRIK
ELEKTROMAGNET
KIMIA
NUKLIR
KONVERSI
A.
ENERGI MEKANIK KE THERMAL
Konversi energi mekanik menjadi energi
thermal dapat ditemukan pada proses
GESEKAN
Proses ini kebanyakan dilakukan pada
proses THERMODINAMIKA atau
PELUMASAN
Contoh gesekan :
gesekan antara sol sepatu dengan lantai,
shgg dapat berjalan
gesekan antara pita/piringan rem dengan
tromol roda mobil shgg mobil dapat
KONVERSI
B
ENERGI LISTRIK KE THERMAL
.
Konversi energi listrik menjadi energi thermal
dapat ditemukan pada proses PEMANASAN
JOULE (Joule Heating Process)
Kerugian ini terjadi bila arus listrik mengalir ( I )
amper pada suatu penghantar dengan tahanan
( R ) ohm) , maka akan timbulI2panas
sebesar
R
yang merupakan kerugian daya (P ) watt atau
LOSIS
Pada sistem tenaga listrik kerugian ini adalah
kerugian yang tidak diinginkan, tetapi hal ini
terjadi disetiap konduktor yang digunakan pada
jaringan listrik.
KONVERSI
B.
ENERGI LISTRIK KE THERMAL
Kerugian faktor daya, jika energi listrik melalui
sebuah kapasitor atau sebuah kumparan induksi,
sebagian energi disimpan dalam medan listrik dan
medan magnet sesuai dengan impedansinya.
Jika arusnya berbalik maka medan magnet dan
medan listrik yang timbul akan hilang dan
menghasilkan pulsa energi listrik.
Jika impedansi kapasitif dan magnetik ketemu,
maka energi listrik yang tersimpan cukup untuk
memberi muatan pada medan magnet dan tidak
ada kerugian daya netto.
Jika impedansi tidak bertemu maka kelebihan
energi diubah menjadi energi thermal, sehingga
pembangkit harus menambah supplay daya
kepelanggan lebih banyak, akibatnya timbul
ONVERSI
C.
ENERGI ELEKTROMAGNETIK KE THERM
Konversi energi elektromagnetik menjadi energi thermal dapat
dilansungkan dalam beberapa jenis absorpsi.
Untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi misalnya : radiasi
gamma dan sinar-X, proses absorpsi merupakan fenomena
VOLUMETRIK
Pada sebagian besar absorpsi radiasi thermal merupakan proses
absorpsi ppermukaan.
Sebagian bahan adalah transparan terhadap beberapa panjang
gelombang radiasi thermal dan tidak tembus cahaya untuk panjang
gelombang lainnya
Kaca adalah transparan terhadap panjang gelombang ultraviolet
dan bagian yang tampak dari spektrum thermal tetapi tidak tembus
cahaya terhadap radiasi infra merah yang dipancarkan oleh
kebanyakan permukaan., dan hal ini membawa kepada apa yang
disebut efek rumah kaca dan berguna untuk menangkap energi
matahari.
KONVERSI
D
ENERGI KIMIA KE THERMAL
.
Pada awalnya sumber utama energi bahan bakar adalah
dari produksi energi thermal dari energi kimia.
Reaksi kimia eksothermis yang paling penting dalam
produksi energi ini adalah REAKSI PEMBAKARAN
REAKSI PEMBAKARAN adalah sebuah reaksi oksida
tiga macam unsur dapat terbakar yang dapat dijumpai
dalam beberapa bahan bakar fosil yakni : karbon,
hidrogen, sulfur yang diubah menjadi : karbodioksida
(CO2), Uap air (H2O) dan sulfur dioksida(SO2)
KONVERSI
E.
ENERGI NUKLIR KE THERMAL
Reaksi utama nuklir yang dapat melepaskan energi menjadi
berbagai bentuk energi lain (thermal) adalah :1) Peluluhan
radio aktif, 2). Reaksi FISI, 3). Reaksi FUSI
Dari ketiga jenis reaksi tsb yang paling banyak
menghasilkan energi nuklir adalah pada proses REAKSI FISI
dengan alat dimana proses ini dilaksanakan adalah
Reaktor Fisi Nuklir
Reaktor nuklir adalah sebuah alat dimana reaksi FISI
berantai yang terkendali dijaga agar dapat menghasilkan
neutron atau energi.
Setiap reaktor nuklir beroperasi memiliki suatu MASA
KRITIS yakni masa minimum dari bahan yang dapat berfisi
dan terus menerus mendukung reaksi fisi berantai. Besar
masa kritis berkisar antara 200 gram s/d 500 kg
Jika faktor pengali lebih besar dari dari satu (1), maka populasi
neutron dan daya reaktor bertambah menurut waktu. Reaktor ini
disebut SUPERKRITIS
AT A 1
n
n.(top )
[1 j / m
AT {
j/m
] 1
}S
1 i / p
1
A
R
i/ p
1,14 x10 5 N ( AS )
Biaya satuan daya karyawan
Pmaks ( LF )
Contoh
Soal
Biaya satuan= $800 perkilowatt (kWe)
Sebuah pembangkit tenaga nuklir berkapasitas 1 gigawatt (1000Mev)
P
Dengan
biaya nominal $800 per kilowatt. Bunga digandakan pertriwulan
maks
dengan bunga pertahun 8%. Effisiensi pembangkit adalah 33%, faktor
6
=beban
1000 Mev
=
10
kWepemasangan konstruksi 10 tahun, masa operasi 40
70%, lama
tahun, biaya bahan bakar 25 sen dollar per juta- Btu. Perioda pembayaran
kontruksi
adalah
pertriwulan.
M
=
n
=
p
Hitung biaya-biaya satuan daya modal dan biaya bahan bakar.
= 4 tahun
tc
= 10 tahun
top
= 40 tahun
a).
Biaya
adalah:
Modal
1 j / m mtc 1
A
R Maka :
j/m
40
1 0,08 / 4 1
A
(2 x107 ) 1,208 x109 dollar
0,08 / 4
Biaya Modal
total:
i
AT A 1
0,08
AT 1.208 x10 1
160
1 i / m mt
1 i / m mt
ntop
OP
i/m
i/m
OP
160
1,02 1
S
S 1138,5
0,02
AT
2,8714 x1010
S
per
triwulan) =
Biaya
modal
per
kWe.jam
S
( S 2,5221x107 per triwulan) (100sen/dollar)
EQ
1,534x109 kWe. jam / triwulan
= 1,644 sen-dollar/ kWe. Jam
= 16,44 mils/ kWe . jam
b).
Biaya
Operasi
0,33
1,14 x10 N ( AS )
Pmaks ( LF )