BAB I
PENDAHULUAN
Terjadinya berbagai bencana yang terjadi di negeri ini selalu menyisakan duka bagi rakyat. Meski banyak retorika dibangun untuk mengatasi hal ini, baik pada masa Orde Baru maupun pada masa Orde Reformasi. Namun, seringkali tidak dibarengi dengan tindakan dan kebijakan nyata. Peningkatan bencana terus terjadi dari tahun ke tahun. Bahkan, sejak tahun 1988 sampai pertengahan 2003 jumlah bencana di Indonesia mencapai 647 bencana alam meliputi banjir, longsor, gempa bumi, dan angin putting beliung, dengan jumlah korban jiwa sebanyak 2022 dan jumlah kerugian mencapai ratusan milyar. Jumlah tersebut belum termasuk bencana yang terjadi pertengahan tahun 2003 sampai pertengahan 2004 yang mencapai ratusan bencana dan mengakibatkan hampir 1000 korban jiwa.
Dalam Environmental Outlook WALHI 2003 diungkapkan bahwa kita bangsa Indonesia tidak bisa lagi bangga dengan julukan Jamrud Khatulistiwa, karena pada kenyataannya, negeri kita adalah negeri sejuta bencana. Sejak tahun 1998 hingga pertengahan 2003, tercatat telah terjadi 647 kejadian bencana di Indonesia, di mana 46 kejadian adalah bencana angin putting beliung.
Oleh karena itu kita harus mengetahui bagaimana angin itu akan berubah menjadi bencana, sehingga kita bisa mengantisipasi dengan cepat, sehingga bisa mengurangi resiko bencana. Maka dalam makalah ini akan di bahas mengenai apa itu angin puing beliung, apa tindakan yang harus dilakukan bila akan terjadi angin putting beliung itu serta apa hubungan fisika dengan angin putting beliung.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Kondisi Geografis Indonesia
Indonesia adalah Negara kepulaan terbesar di dunia jumlah pulaunya tidak kurang dari 17.504 pulau. Indonesia terletak di antara dua samudera dan dua benua, mempunyai banyak teluk dan selat, serta danau dan bukit-bukit, sehingga kondisi ini ikut berperan dalam pembentukan pola cuaca di Indonesia.
Indonesia hanya mengenal 2 musim yaitu musim hujan dan musim kemarau. Kedua musim ini dipengaruhi oleh angin musim, yang bertiup dari Samudera Hindia bagian utara yang disebut “Angin Monsoon” atau “Angin Muson”.
Pada setiap masa musim peraliahan (pancaroba) dari musim kemarau kemusim penghujan kerap terjadi angin kencang yang disertai hujan yang disebut puting beliung. Hampir semua tempat di Indonesia rawan terjadi puting beliung. Namun yang paling sering terjadi adalah pada wilayah Nusa Tenggara, Sulawesi, Sumatera dan Pulau Jawa.
B. Jenis - Jenis Angin
Di Indonesia terdiri dari beberapa jenis angin yaitu :
1. Angin pasat
Angin pasat adalah angin yang bertiup dari daerah Lintang Kuda ( 300 Lintang Utara dan 300 Lintang Selatan) menuju katulistiwa. Angin ini terjadi karena naiknya udara panas di sabuk Doldrums, yaitu daerah di katulistiwa yang memiliki tekanan udara rendah. Angin yang bertiup dari arah Timur Laut ke belahan bumi Utara disebut Angin Pasat Timur Laut. Adapun angin yang bertiup dari dari arah Tenggara ke belahan bumi Selatan disebut Angin Pasat Tenggara.
2. Angin Monsoon atau Angin Muson
Angin musim yang bertiup dari Samudera Hindia ke bagian utara disebut “Angin Monsun” atau “Angin Muson”. Pada musim kemarau, wilayah Indonesia dilintasi oleh Angin Muson Timur Laut adapun pada musim hujan, wilayah Indonesia dilintasi oleh Angin Muson Barat Daya.
3. Angin Lokal
Yaitu aliran udara yang dipengaruhi oleh kondisi geografis suatu daerah. Beberapa contoh Angin Local antara lain adalah Angin Darat, Angin Laut, Angin Lembah, Angin Gunung dan Angin Jatuh. Angin Jatuh bertiup dari lembah ke puncak pergunungan kemudian turun ke sisi lembah yang lain. Angin ini umumnya menimbulkan banyak kerugian.
4. Angin Puting Beliung
Puting Beliung secara resmi digambarkan secara singkat oleh National Weather Service Amerika Serikat seperti tornado yang melintasi perairan.
Angin Puting Beliung dan Tornado sifatnya sama, pebedaannya hanya pada penyebutan dan skala intensitas (tingkat kerusakannya) di Indonesia Tornado dikenal dengan nama Angin Puting Beliung atau Angin Leysus. Angin Puting Beliung atau Tornado adalah pergerakan angin akibat tekanan massa air hujan yang besar yang turun dari awan Cumulus Nimbus sewaktu hujan akan turun.
C. Proses terjadi Angin Puting Beliung
Karena ada perbedaan tekanan udara yang juga dipengaruhi oleh penyinaran matahari maka udara panas yang lebih ringan dari pada udara dingin, akan naik ke atas, sehingga tekanannya menjadi rendah. Akibatnya udara dingin akan mengalir ke daerah panas. Aliran udara ini yang disebut Angin.
Proses terjadinya angin puting beliung berbeda dengaan pergerakan angin pada umumnya. Angin puting beliung berasal dari jenis awan bersel tunggal berlapis-lapis (Cumulus Nimbus) yang dekat dengan permukaan bumi. Jenis awan berlapis-lapis ini menjulang ke arah vertical mencapai ketinggian 30.000 kaki lebih. Jenis awan berlapis-lapis ini biasa berbentuk bunga kol dan disebut awan Cumulus Nimbus (CB).
Awan Cumulus muncul pada saat temperatur semakin tinggi kemudian berkembang menjadi Cumulus Nimbus. Awan ini berwarna abu abu, apabila akan terjadi angin puting beliung awan ini akan cepat berubah warna menjadi hitam gelap.
Angin akan bergerak akibat tekanan massa air hujan yang besar yang turun dari awan Cumulus Nimbus. Sewaktu hujan akan turun, gerakan massa hujan yang besar tersebut mendorong udara lapisan dibawahnya sehingga terjadi angin yang bergerak ke bawah. Ketika mencapai permukaan tanah atau air sungai, ia akan bergerak ke arah tegak lurus permukaan bumi.
Angin kuat yang bergerak ke arah samping menyebabkan terbentuknya turbulansi udara yang seperti berputar-putar. Dengan bergabungnya beberapan angin dari berbagai arah maka kekuatan angin menjadi semakin kuat dan akibatnya akan mendorong benda benda sekitarnya.
Angin puting beliung kejadiannya singkat antara 3-5 menit, setelah itu diikuti angin kencang yang kecepatannya beransur-ansur melemah. Sedangkan angin kencang dapat berlangsung lebih dari 30 menit bahkan bisa lebih dari satu hari dengan kecepatan rata-rata 20-30 knot. Sementara puting beliung biasa kecepatanya dapat mencapai 40-50 km/jam atau lebih dengan durasi yang sangat singkat dan tidak sama dengan fenomena badai yang sering melanda di negara Amerika, Australia, Filipina, Jepang, Korea maupun Cina. Angin ini biasanya terjadi setelah lepas pukul 13.00-17.00. Namun demikian tidak menutup kemungkinan dapat terjadi pada malam hari.
D. Sifat-Sifat Angin Puting Beliung
Angin puting beliung tidak dapat diprediksi secara spesifik, hanya peluang dalam batasan wilayah. Angin puting Beliung dapat dilihat atau dirasakan tanda-tandanya, dengan prediksi ½ - 1 jam sebelumnya dengan tingkat keakuratan kurang dari 50% (berdasarkan pengalaman). Berikut ini adalah sifat-sifat Angin Puting Beliung :
1. Angin puttng beliung hanya berasal dari awan Cumulus Nimbus (CB), bukan dari pergerakan Angin Muson maupun pergeraka angin pada umumnya.
2. Tidak semua awan CB menimbulkan angin puting beliung.
3. Suatu daerah yang pernah dilanda angin puting beliung maka kecil kemungkinan terjadi kedua kali.
4. Sangat local
5. Bergerak secara garis lurus
6. Waktunya singkat sekitar 3 menit dan tiba-tiba
7. Terjadi pada siang atau sore hari
8. Malam hari jarang terjadi
9. Puting beliung sangat sulit untuk diprediksi, namun tanda-tandanya dapat diketahui di luar rumah.
10. Terjadi pada tengah lapang yang vegetasinya kurang
11. Jarang terjadi pada daaerah perbukitan atau hutan yang lebat.
E. Bagaimana mengetahui adanya angin puting beliung ?
Karena sifatnya yang lokal , luasnya kurang dari 10 km maupun durasinya yang sangat singkat maka jika kita menggunakan model cuaca dengan grib 0,75 derajat (82,5 km), maka mempunyai perbandingan 1 : 8, kecuali kita mempunyai meso scal dengan domain yang sangat kecil kurang lebih 10 km, namun demikian fenomena tersebut sangat perlu diketahui oleh kita yang ada diluar rumah, seperti :
1. lebih sering terjadi pada peralihan musim kemarau ke musim hujan
2. lebih sering terjadi pada siang atau sore hari, tapi terkadang pada malam hari
3. satu hari sebelumnya udara pada malam hari dan pagi hari udaranya panas/pengap/sumu’
4. sekitar pukul 10.00 pagi terlihat tumbuh awan cumulus (awan berlapis-lapis), diantara awan tersebut ada satu jenis awan yang mempunyai batas tepinya sangat jelas berwarna abu-abu menjulang tinggi seperti bunga kol
5. tahap berikutnya adalah awan tersebut akan cepat berubah warna menjadi hitam gelap
6. perhatikan pepohonan disekitar tempat kita berdiri, apakah ada dahan atau ranting yang sudah bergoyang cepat, jika ada maka hujan dan angin kencang sudah akan datang
7. terasa ada sentuhan udara dingin disekitar tempat kita berdiri
8. biasanya hujan pertama kali turun adalah hujan tiba-tiba dengan deras, apabila hujannya gerimis maka kejadian angin kencang jauh dari lingkungan kita berdiri
9. Terdengar sambaran petir yang cukup keras, apabila indikator tersebut dirasakan oleh kita maka ada kemungkinan hujan lebat+petir dan angin kencang akan terjadi
10. Jika 1 atau 3 hari berturut–turut tidak ada hujan pada musim penghujan, maka ada kemungkinan hujan deras yang pertama kali turun diikuti angin kencang baik yang masuk dalam kategori puting beliung maupun tidak.
F. Dampak kerusakan yang ditimbulkan angin puting beliung :
Setiap bencana alam selalu membawa dampak dan menimbulkan kerugian bagi manyarakat, berupa korban jiwa, dan material. Bencana angin puting beliung bila menimbulkan korban dan kerusakan pada bangunan infrastruktur, hal ini tergantung dari skala intensitas angin. Semakin tinggi intensitas angin maka akan semakin berat tingkat kerusakan yang ditimbulkan
Angin puting beliung yang terjadi di inndonesia memiliki skala intensitas antara F1 dan F0, yang digolongkan pada tornado lemah. Kerusakan yang dilimbulkan diantaranya:
1. Menyebebkan kerusakan atau kehancuran bangunan
2. Merusak jaringan listrik
3. Mengangkat dan memindahkan benda-benda yang tidak stabil
4. Membahayakan keselamatan
5. Mengakibatkan banjir
G. Penanganan Bencana Angin Puting Beliung
Penanganan bencana angin puting beliung dapat dilakukan oleh masyarakat dengan cara :
1. mengurangi kemungkinan bencana disuatu wilayah, tindakan pencegahan bencana perlu dilakukan oleh masyarakat
2. mengurangi korban pada saat bencana terjadi, korban yang timbul umumnya disebabkan oleh kurangnya persiapan. Persiapan yang baik akan bisa membantu masyarakat untuk melakukan tindakan yang tepat guna dan tepat waktu.
3. mengurangi resiko bencana bisa menyebabkan kerusakan dan korban jiwa. Dengan mengetahui cara pencegahannya masyarakat bisa mengurangi resiko ini.
4. menjalin kerja sama penangulangan bencana hendaknya menjadi tangung jawab bersama antara masyarakat dan pihak-pihak yang bertikai. Kerja sama itu sangat penting untuk memperlancar proses penangulangan bencana.
1) SEBELUM BENCANA
Sebelum terjadinya bencana angin puting beliung, kita bisa melakukan beberapa tindakan persiapan dan pencegahan, yaitu;
menyadari resiko dan membuat rencana pengungsian. mengetahui resiko dan cara mengungsi yang cepat dan tepat adalah kunci dari tindakan persiapan dan pencegahan ini.
upaya penyelamatan yang dilakukan pada saat peringatan akan adanya angin putting beliung dan badai adalah:
o pencegahan rumah-rumah menutup jendala-jendela dan pintu-pintu kaca dengan papan.
o Persediaan penerangan
o Dalam bencana angin putting beliung dan badai sering terjadi jaringan listrik terganggu atau sama sekali rusak. Karna tidak memungkinkan untuk melakukan perbaikan dengan cepat, maka perlu persediaan lilin atau lampu senter dengan cadangan baterainya di dalam rumah.
o persediaan makanan bagi setiap anggota keluarga untuk sedikit-dikitnya tiga hari adalah suatu keharusan.
o Menyelamatkan barang-barang dari bahaya banjir. Tindakan ini mencakup pembangunan tanggul karung-karung pasir untuk menghindari masuknya air kedalam rumah, memindahkan barang barang berharga ketempat yang lebih tinggi, dll. Memindahkan barang-barang yang berada di luar rumah yang bisa terseret angin dan terbawa angin.
o Mendengarkan radio untuk informasi darurat BMG adalah instansi pemerintah yang bertangung jawab atas penelitian dan peringatan akan bahaya ini. Biasanya badan ini menyiarkan peringatan kepada masyarakat melalui radio.
Antisipasi
o jika terdapat pohon yang rimbun dan tinggi serta rapuh agar segera ditebang untuk mengurangi beban nerat pada pohon tersebut.
o perhatikan atap rumah yang sudah rapuh, karena pada rumah yang rapuh sangat mudah sekali terhempas, sedangkan pada rumah yang permanen kecil terhempas.
o apabila melihat awan yang tiba tiba gelap, semula cerah sebaiknya untuk tidak mendekati daerah awan gelap tersebut. Cepat berlindung atau menjauh dari lokasi kejadian, karena peristiwa fenomena tersebut sangat cepat.
o untuk jangka panjang pohon dipinggir jalan diganti dengan pohon akar berjenis serabut seperti pohon asem, pohon beringin dsb.
2) PADA SAAT BENCANA
Pada saat terjadi angin puting beliung, tetaplah berada di dalam rumah, kecuali apabila dianjurkan untuk mengungsi. Walaupun tidak anjuran, masyarakat harus tetap bersiap untuk mengungsi. Apabila dianjurkan untuk tinggal di dalam rumah ada beberapa hal yang harus dilakukan, yaitu:
bawa semua persediaan yang sudah dipersiapkan
jika perlu, tiggalkan disuatu ruangan yang paling aman didalam rumah
teruskan mendengarkann radio aagar mengetahui perubahan kondisi
hidari banjir
3) SETELAH BENCANA BERLALU
Jika angin puting beliung sudah berlalu, usahakan untuk tidak segera memakuki daerah sampai dinyatakan aman. Banyak kegiatan berlangsung untuk membenahi daerah yang baru dilanda bencana ini. Untuk memperlancar proses ini sebaiknya orang yang tidak berkepentingan dilarang masuk. Yang harus diperhatikan :
o gunakan senter untuk memeriksa kerusakan. Jangan menyalakan aliran listrik sebelum dinyaatakan aman.
o jauhi kabel-kabel listrik yang terjatuh di tanah. Untuk menghindari kecelaakan, jalan yang terbaik adalah menjauhi kabel-kabel ini.
o matikan gas dan aliran listrik. Untuk menghindari kebakaran, apabila tercuium bau gas segera matiakn aliran gas dan apabila ada kerusakan listrik seegera mematikan aliran dengan mencabut sekeringnya.
o pergunakan telepon hanya untuk keadaan darurat. Jaringan telepon akan menjadi sangat sibuk pada saat seperti ini. Kepentingan untuk meminta bantuan harus diutamakan.
o mendengarkan raduio untuk mengetahui perubahan kondisi.
H. MITIGASI DAN UPAYA PENGURANGAN BENCANA
Ada beberapa tindakan yang dapat dilakukan untuk mitigasi bencana angin puting :
1. membuat sruktur bangunan yang memenuhi syarat teknis untuk mampu bertahan terhadap gaya angin
2. perlunya penerapan aturan standar bangunan yang memperhitungkan beban angin khususnya di daerah yang rawan angin topan
3. penempatan lokasi pembangunan fasilitas yang penting pada daerah yang terlindung dari serangan angin topan.
4. penghijauan di bagian atas arah angin untuk meredam gaya angin
5. pembuatan bangunan umum yang cukup luas yang dapat digunakan sebagai tempat penampungan sementara bagi orang maupun barang saat terjadi serangan angin topan.
6. pengamanan/perlakuan bagian-bagian yang mudah diterbangkan angin yang dapat membahayakan diri atau arang lain disekitarnya.
7. Kesiap-siagaan dalam menghadapi angin puting beliung, mengetahui bagaimana cara penyelamatan diri
8. pengamanan barang-barang di sekitar rumah agar terikat dibangun secara kuat sehingga tidak diterbangkan angin.
9. untuk para nelayan, supaya menembatkan atau mengikat kuat kapal-kapalnya.
I. Daerah Yang Terkena Dampak Angin Putting Beliung
Wilayah yang akan memasuki musim pancaroba dapat dipastikan akan mengalami hujan lebat+angin kencang yang bersifat local, namun tidak menutup kemungkinan dimusim hujan juga akan terjadi angin puting beliung, pada saat musim penghujan biasanya terjadi jika 2 – 3 hari berturut-turut tidak terjadi hujan bahkan sebaliknya cuaca cukup cerah. Suatu daerah sudah mengalami puting beliung, kecil kemungkinan akan terjadi angin puting beliung susulan. Berikut beberapa daerah di Sumatera yang berpotensi terjadinya Puting beliung:
NO Wilayah Perkiraaan (antara)
1 Pantai Barat Aceh, Aceh bagian selatan dan timur Nop – Awal Des
2 Bengkulu Utara bagian barat, Musi Banyu Asin bagian barat, Tanjung Jabung bagian barat Nop- Awal Des
3 Lampung bagian Barat Nop – Awal Des
4 Lampung Tengah bagian utara, Lampung Utara Nov – akhir Nov
5 Lampung Selatan bagian timur, Lampung Timur, Kodya Metro Pertengahn Nov – Awal Des
6 Lampung Selatan bagian barat, Lampung Tengah bagian utara Akhir Nop – pertengahn Des
J. Contoh dampak Angin Putting Beliung di beberapa daerah :
1. Daerah jambi
Angin puting beliung dan hujan es melanda dua kecamatan di Kabupaten Kerinci, 410 km dari Kota Jambi, menyebabkan ratusan rumah dan puluhan hektare tanaman warga rusak. Dua desa di dua kecamatan yang terkena bencana alam itu yakni Desa Sungai Rumpun, Kecamatan Gunung Tujuh dan Desa Sungai Bendung air, Kecamatyan kayu Aro.
Tidak ada korban jiwa dalam musibah yang terjadi, Selasa (21/4) itu, namun sedikitnya 205 rumah mengalami kerusakan, dan 45 unit di antaranya rusak berat.
Di Desa Sungai Rumpun tercatat sekitar 136 rumah yang rusak, dan 345 rumah di antaranya rusak berat, sementara di Desa Sungai bendung Air hanya 25 rumah yang rusak.
Selain merusak rumah, sedikitnya seluas 25 hektare tanaman kentang milik warga Desa Sungai Bendung Air juga rusak akibat di sapu atau diterjang anging beliung.
2. Daerah Purbalingga
Purbalingga, Kompas - Angin topan secara sporadis menyapu sejumlah desa di Kecamatan Mrebet dan Bojongsari di Kabupaten Purbalingga. Sedikitnya 121 rumah rusak dan beberapa di antaranya roboh total. Angin topan juga menumbangkan ratusan pohon dan rumpun pohon pisang. Tak ada korban jiwa dalam musibah badai yang berlangsung sekitar lima menit pada Jumat (15/12) pukul 15.15.
Di Kecamatan Bojongsari, angin topan melanda Desa Bojongsari dan Gembong. Di Kecamatan Mrebet, angin topan menyapu Desa Mrebet dan Karangturi.
Sejumlah warga Karangturi dan Jenggala melukiskan, angin kencang yang disusul hujan datang tiba-tiba dan membuat panik warga. "Angin kencang hanya berlangsung sekitar lima menit. Namun, dalam tempo yang singkat, angin itu menumbangkan pohon dan mengakibatkan atap rumah beterbangan. Sejumlah rumah roboh," ujar Nurkholis (48), warga Dusun Jenggala.
Seorang perempuan tua, Mbok Klenteng (75), sempat terperangkap di bawah reruntuhan rumahnya yang roboh total. "Mbok Klenteng terselamatkan sepeda yang menyangga atap rumah sehingga ia dapat diselamatkan warga dengan cara menyeret tubuh wanita tua itu," ujar Nurkholis.
Camat Mrebet Tri Gunawan di lokasi bencana mengatakan, berapa jumlah pasti kerugian atau kerusakan rumah penduduk akibat angin topan masih didata. Satuan Pelaksana Penanggulangan Bencana Alam (Satlak PBA) Mrebet harus mendatangi lokasi musibah yang letak terpencar-pencar. Menurut data sementara, jumlah rumah yang rusak 121 rumah tersebar di Dusun Jenggala sebanyak 63 rumah dan Dusun Karangturi 58 rumah.
"Beberapa rumah di antaranya hancur dan belasan lagi untuk sementara dikosongkan karena dikhawatirkan roboh," ujar Tri Gunawan.
Sampai semalam, warga di beberapa desa di lokasi musibah masih membersihkan pohon yang tumbang dan melintang di jalan. Satlak PBA Kecamatan Mrebet sudah mendirikan posko dan dapur umum. Bantuan logistik dan bahan pangan juga mulai berdatangan. Regu penolong juga sudah berada di lokasi. (nts )
3. Daerah Sleman
Dalam tiga tahun terakhir, wilayah yang berada dalam lingkup administratif Kabupaten Sleman tidak pernah absen tertimpa berbagai bencana alam. Meskipun tidak memakan korban jiwa, tetapi selalu ada korban yang terluka dan kerugian material yang timbul akibat angin ribut. Sedikitnya 64,71 persen atau 11 kecamatan dari 17 kecamatan di Sleman (2005) tak luput dari angin topan/angin ribut, banjir (lahar dingin Gunung Merapi), ataupun tanah longsor. Prambanan dan Cangkringan menjadi kecamatan yang kerap terkena bencana alam.
Angin topan seperti puting beliung rentan menerpa wilayah Sleman pada penghujung tahun. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik Sleman, kecepatan angin di kabupaten ini saat memasuki musim penghujan hingga akhir tahun cenderung meningkat. Tahun 2006, kecepatan maksimal angin bisa mencapai 29 knot atau 52,20 kilometer per jam. Kecepatan puting beliung sekitar 25 hingga 50 knot atau 45- 90 kilometer per jam, dengan jangkauan sapuan antara lima hingga 10 kilometer.
Angin lesus umumnya terjadi siang atau sore hari, setelah pagi hari tumbuh awan cumulus atau awan berlapis-lapis dengan batas tepi berwarna abu-abu, menjulang tinggi berbentuk seperti bunga kol. Perubahan awan menjadi hitam gelap dan sambaran petir yang cukup keras menjadi pertanda datangnya hujan lebat dan angin kencang.
Dampak puting beliung salah satunya tampak dari banyaknya ranting pohon (besar) yang patah dan rawan menimpa atap rumah, kendaraan, atau orang yang melintas. Walaupun korban dan kerugian materiil yang ditimbulkan angin lesus di Sleman terbilang tidak besar, kemunculan puting beliung yang tiba-tiba tetap harus diwaspadai. (NURUL FATCHIATI/LITBANG KOMPAS)
BY Nesa
Sabtu, 20 Juni 2009
Jumat, 19 Juni 2009
Selasa, 16 Juni 2009
MODUL PRAKTIKUM CERMIN DATAR
A. Pendahuluan
Cermin datar tidak asing bagi anda, bahkan anda sering mempergunakannya untuk mematut diri. Berapakah jarak bayangan anda dalam cermin itu ? Bagaimanakah cara mencari jarak bayangan ? Lakukan kegiatan berikut untuk menjawab pertanyaan tersebut.
B. Tujuan
Siswa dapat menentukan sifat cahaya dengan menggunakan cermin datar
C. Kompetensi Dasar
Siswa dapat mengenali sifat-sifat cahaya
D. Indikator
Menjelaskan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar
E. Alat dan Bahan
- Cermin datar dan pemegang cermin
- Jarum pentul
- Kertas folio
- Mistar
- Busur
F. Cara Kerja
1. Buatlah garis pada tengah-tengah kertas
2. Letakkan cermin datar pada garis tersebut, perhatikan permukaan yang memantul harus berimpit dengan garis tersebut
3. Tancapkan jarum di depan cermin di tengah-tengah kertas ( tidak usah diukur ) hanya diperkirakan saja.
4. Tancapkan jarum dan sehingga dan membentuk garis lurus ( adalah bayangan )
5. Dari P ( titik tempat anda menancapkan jarum, tarik garis PQ / PR ( setelah cermin anda angkat )
6. Tarik garis tegak lurus bidang di Q dan R, garis tersebut dinamakan garis normal
Informasi :
1. Sudut yang di bentuk sinar datang dengan garis normal di sebut sudut datang dan sudut yang dibentuk sinar pantul dan garis normal disebut sudut pantul
2. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar
Pertanyaan :
1. Apa yang dapat kamu katakan tentang kedua sinar datang itu ?
2. Apa yang dapat kamu katakan tentang kedua sinar pantul itu ?
Informasi :
1. Untuk benda sejati sinar datang – sinar datang berpotongan pada perpanjangan sinar-sinar tersebut
Untuk benda maya sinar datang-sinar datang berpotongan di ujung sinar-sinar tersebut
2. Untuk bayangan sejati sinar pantul-sinar pantul berpotongan pada perpanjangan sinar tersebut
Untuk bayangan maya sinar-sinar pantul berpotongan pada perpanjangan sinar-sinar tersebut
Pertanyaan :
1. Bayangan apakah yang di bentuk oleh sinar-sinar pantul pada percobaan tersebut
2. Ukurlah jarak benda ke bidang cermin ( namakan S ) dan jarak bayangan ke bidang cermin ( namakan ). Bagaimanakah jarak S dan
3. Nyatakan rumus yang menyatakan hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan !
4. Ukurlah sudut datang dan sudut pantul. Bagaimanakah besar sudut datang dan sudut pantul ?
5. Nyatakan hubungan antara sudut datang ( i ) dan sudut pantul ( ) !
Cermin datar tidak asing bagi anda, bahkan anda sering mempergunakannya untuk mematut diri. Berapakah jarak bayangan anda dalam cermin itu ? Bagaimanakah cara mencari jarak bayangan ? Lakukan kegiatan berikut untuk menjawab pertanyaan tersebut.
B. Tujuan
Siswa dapat menentukan sifat cahaya dengan menggunakan cermin datar
C. Kompetensi Dasar
Siswa dapat mengenali sifat-sifat cahaya
D. Indikator
Menjelaskan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar
E. Alat dan Bahan
- Cermin datar dan pemegang cermin
- Jarum pentul
- Kertas folio
- Mistar
- Busur
F. Cara Kerja
1. Buatlah garis pada tengah-tengah kertas
2. Letakkan cermin datar pada garis tersebut, perhatikan permukaan yang memantul harus berimpit dengan garis tersebut
3. Tancapkan jarum di depan cermin di tengah-tengah kertas ( tidak usah diukur ) hanya diperkirakan saja.
4. Tancapkan jarum dan sehingga dan membentuk garis lurus ( adalah bayangan )
5. Dari P ( titik tempat anda menancapkan jarum, tarik garis PQ / PR ( setelah cermin anda angkat )
6. Tarik garis tegak lurus bidang di Q dan R, garis tersebut dinamakan garis normal
Informasi :
1. Sudut yang di bentuk sinar datang dengan garis normal di sebut sudut datang dan sudut yang dibentuk sinar pantul dan garis normal disebut sudut pantul
2. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar
Pertanyaan :
1. Apa yang dapat kamu katakan tentang kedua sinar datang itu ?
2. Apa yang dapat kamu katakan tentang kedua sinar pantul itu ?
Informasi :
1. Untuk benda sejati sinar datang – sinar datang berpotongan pada perpanjangan sinar-sinar tersebut
Untuk benda maya sinar datang-sinar datang berpotongan di ujung sinar-sinar tersebut
2. Untuk bayangan sejati sinar pantul-sinar pantul berpotongan pada perpanjangan sinar tersebut
Untuk bayangan maya sinar-sinar pantul berpotongan pada perpanjangan sinar-sinar tersebut
Pertanyaan :
1. Bayangan apakah yang di bentuk oleh sinar-sinar pantul pada percobaan tersebut
2. Ukurlah jarak benda ke bidang cermin ( namakan S ) dan jarak bayangan ke bidang cermin ( namakan ). Bagaimanakah jarak S dan
3. Nyatakan rumus yang menyatakan hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan !
4. Ukurlah sudut datang dan sudut pantul. Bagaimanakah besar sudut datang dan sudut pantul ?
5. Nyatakan hubungan antara sudut datang ( i ) dan sudut pantul ( ) !
VEKTOR
VEKTOR
A. Pengertian Besaran Vektor dan Besaran Skalar
Besaran Skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai ( tidak mempunyai arah). Misalnya massa, panjang, waktu, tekanan, kelajuan, energi, daya, potensial listrik, dll. Besaran skalar memenuhi hukum berhitung tambah, kurang, bagi dan kali. Misalnya, 20 kg beras ditambahkan dengan 30 kg beras didapatkan 50 kg beras. Jika 15 butir kelereng dibagiklan kepada 3 orang anak, maka masing-masing anak akan mendapatkan 5 butir kelereng.
Besaran Vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah. Misalnya, kecepatan, percepatan, perpindahan, gaya, momentum, impuls, momen gaya, medan listrik, medan magnet, medan grafitasi, dll. Pada besaran vektor tidak berlaku operasi tambah, kurang, kali dan bagi. Karena pada waktu operasi matematika ini harus diperhatikan arah vektornya.
B. Gambaran vektor
Suatu vektor digambarkan sebagai sebuah anak panah yang memiliki titik tanggkap pada pangkal panah dan arah vektor pada ujung panah.
Untuk menyatakan besar vektor, biasanya digunakan simbol anak panah dalam tanda mutlak. Misalnya besar vektor AB digambarkan seperti |AB|.
C. Resultan vektor
Resultan vektor disebut juga dengan penjumlahan vektor. Penjumlahan vektor ini dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu metode grafik (poligon) dan metode jajaran genjang ( analistis).
1. Penjumlahan vektor dengan metode grafik ( poligon)
Untuk menjumlahkan vektor A dengan vektor B, lukislah B dengan ekornya berada di kepala A. Jumlah vektor A + vektor B dituliskan ( A + B )= R
Urutan mana yang digambarkan dahulu A atau B tidak penting sehingga pada penjumlahan vektor berlaku hukum komutatif yaitu A + B = B + A.
Prosedur yang sama juga ditempuh bila kita ingim menjumlahkan lebih dari dua vektor. Vektor-vektor tersebut digambarkan sambung menyambung yaitu antara kepala-ekor ( ingat panjang dan arah vektor harus dilukiskan dengan tapat), dan resultan R adalah vektor yang menghubungkan ekor vektor pertama dengan kepala vektor terakhir. Urutan vektor-vektor yang dijumlahkan tidak jadi masalah.
2. Penjumlahan dengan metode jajaran genjang ( analitis)
Metode jajaran genjang digunakan untuk menjumlahkan dua buah vektor. Resultan dua vektor yang berpotongan adalah diagonal jajaran genjang dengan kedua vektor tersebut sebagai sisi jajaran genjang, dan ekor resultan R berimpit dengan ekor kedua vektor tersebut.
Bila dua buah vektor A dan B satu sama lainnya membentuk sudut , maka jumlah atau resulatan kedua vektor itu dapat dicari dengan rumus cosinus.
Catatan :
- Jika Vektor A dan Vektor B searah ( = 00) maka :
R = A + B
- Jika Vektor A dan Vektor B saling tegak lurus ( = 900), maka :
lRl =
- Jika Vektor A dan vektor B berlawanan arah ( = 1800) maka :
lRl = lA-Bl
Contoh soal :
a. Dua buah vektor masing-masing besarnya 3 satuan dan 4 satuan. Tentukan resultan kedua vektor tersebut jika sudut apitnya 900, 600, 900 dan 1800.
b. Hitung besar vektor resultan dari dua vektor A dan B yang saling tegak lurus dengan vektor A = 6 satuan, vektor B = 8 satuan.
c. Seorang anak berjalan ketimur 100 meter, kemudian dia berjalan 200 meter ke utara. Hitung vektor resultan perjalanannya.
d. Hitung vektor resultan dari dua buah vektor gaya sebesar 30 N dan 40 N yang membentuk sudut 600.
Penyelesaian :
a. diket : Vektor A = 3 satuan
Vektor B = 4 satuan
Tanya : lRl
Jawab :
o Jika sudut apitnya 00 maka
R = A + B
R = 3 + 4 = 7 satuan
o Jika sudut apitnya 600 maka
lRl =
lRl =
lRl
o Jika sudut apitnya 900 maka
lRl =
lRl = = 5 satuan
o Jika sudut apitnya 1800 maka
lRl = lA-Bl
lRl = l3 – 4l = 1 satuan
b. Diket : A = 6 satuan ; B = 8 satuan
Tanya : R
Jawab :
lRl =
lRl = = 10 satuan
c. Diket : A = 100 m ; B = 200 m
Tanya : R
Jawab :
lRl =
lRl =
lRl = = = 100 m
d. Diket : F1 = 30 N ; F2 = 40 N
Tanya : FR
Jawab :
lFRl =
lFRl =
lFRl = = 10
A. Pengertian Besaran Vektor dan Besaran Skalar
Besaran Skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai ( tidak mempunyai arah). Misalnya massa, panjang, waktu, tekanan, kelajuan, energi, daya, potensial listrik, dll. Besaran skalar memenuhi hukum berhitung tambah, kurang, bagi dan kali. Misalnya, 20 kg beras ditambahkan dengan 30 kg beras didapatkan 50 kg beras. Jika 15 butir kelereng dibagiklan kepada 3 orang anak, maka masing-masing anak akan mendapatkan 5 butir kelereng.
Besaran Vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah. Misalnya, kecepatan, percepatan, perpindahan, gaya, momentum, impuls, momen gaya, medan listrik, medan magnet, medan grafitasi, dll. Pada besaran vektor tidak berlaku operasi tambah, kurang, kali dan bagi. Karena pada waktu operasi matematika ini harus diperhatikan arah vektornya.
B. Gambaran vektor
Suatu vektor digambarkan sebagai sebuah anak panah yang memiliki titik tanggkap pada pangkal panah dan arah vektor pada ujung panah.
Untuk menyatakan besar vektor, biasanya digunakan simbol anak panah dalam tanda mutlak. Misalnya besar vektor AB digambarkan seperti |AB|.
C. Resultan vektor
Resultan vektor disebut juga dengan penjumlahan vektor. Penjumlahan vektor ini dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu metode grafik (poligon) dan metode jajaran genjang ( analistis).
1. Penjumlahan vektor dengan metode grafik ( poligon)
Untuk menjumlahkan vektor A dengan vektor B, lukislah B dengan ekornya berada di kepala A. Jumlah vektor A + vektor B dituliskan ( A + B )= R
Urutan mana yang digambarkan dahulu A atau B tidak penting sehingga pada penjumlahan vektor berlaku hukum komutatif yaitu A + B = B + A.
Prosedur yang sama juga ditempuh bila kita ingim menjumlahkan lebih dari dua vektor. Vektor-vektor tersebut digambarkan sambung menyambung yaitu antara kepala-ekor ( ingat panjang dan arah vektor harus dilukiskan dengan tapat), dan resultan R adalah vektor yang menghubungkan ekor vektor pertama dengan kepala vektor terakhir. Urutan vektor-vektor yang dijumlahkan tidak jadi masalah.
2. Penjumlahan dengan metode jajaran genjang ( analitis)
Metode jajaran genjang digunakan untuk menjumlahkan dua buah vektor. Resultan dua vektor yang berpotongan adalah diagonal jajaran genjang dengan kedua vektor tersebut sebagai sisi jajaran genjang, dan ekor resultan R berimpit dengan ekor kedua vektor tersebut.
Bila dua buah vektor A dan B satu sama lainnya membentuk sudut , maka jumlah atau resulatan kedua vektor itu dapat dicari dengan rumus cosinus.
Catatan :
- Jika Vektor A dan Vektor B searah ( = 00) maka :
R = A + B
- Jika Vektor A dan Vektor B saling tegak lurus ( = 900), maka :
lRl =
- Jika Vektor A dan vektor B berlawanan arah ( = 1800) maka :
lRl = lA-Bl
Contoh soal :
a. Dua buah vektor masing-masing besarnya 3 satuan dan 4 satuan. Tentukan resultan kedua vektor tersebut jika sudut apitnya 900, 600, 900 dan 1800.
b. Hitung besar vektor resultan dari dua vektor A dan B yang saling tegak lurus dengan vektor A = 6 satuan, vektor B = 8 satuan.
c. Seorang anak berjalan ketimur 100 meter, kemudian dia berjalan 200 meter ke utara. Hitung vektor resultan perjalanannya.
d. Hitung vektor resultan dari dua buah vektor gaya sebesar 30 N dan 40 N yang membentuk sudut 600.
Penyelesaian :
a. diket : Vektor A = 3 satuan
Vektor B = 4 satuan
Tanya : lRl
Jawab :
o Jika sudut apitnya 00 maka
R = A + B
R = 3 + 4 = 7 satuan
o Jika sudut apitnya 600 maka
lRl =
lRl =
lRl
o Jika sudut apitnya 900 maka
lRl =
lRl = = 5 satuan
o Jika sudut apitnya 1800 maka
lRl = lA-Bl
lRl = l3 – 4l = 1 satuan
b. Diket : A = 6 satuan ; B = 8 satuan
Tanya : R
Jawab :
lRl =
lRl = = 10 satuan
c. Diket : A = 100 m ; B = 200 m
Tanya : R
Jawab :
lRl =
lRl =
lRl = = = 100 m
d. Diket : F1 = 30 N ; F2 = 40 N
Tanya : FR
Jawab :
lFRl =
lFRl =
lFRl = = 10
ENERGI ANGIN
PENDAHULUAN
Dalam bidang termodinamika (ilmu yang mempelajari konversi energi), energi memiliki tiga bentuk dan sifat. Energi bisa berbentuk kinetik, potensial, dan internal (energi dalam). Energi memiliki sifat bisa disimpan (stored), dipindahkan (transferred), dan diubah bentuknya (transformed). Energi kinetik bisa dijumpai pada benda yang bergerak, energi potensial dijumpai pada benda yang memiliki ketinggian terhadap referensi tertentu (sehingga bisa dimanfaatkan), dan energi internal terdapat dalam ikatan antar atom/molekul, muatan elektron pada atom/molekul, gerak atom/molekul, dsb. Energi bisa disimpan dalam ke-tiga bentuknya tersebut, seperti energi kinetik pada flywheel, energi potensial pada air berketinggian tertentu, dan energi internal pada bahan bakar atau bahan kimia.
Menggunakan energi pada dasarnya memanfaatkan efek perpindahan energi. Ada dua jenis perpindahan energi, yakni kerja (work) dan perpindahan panas (heat transfer). Kerja dipicu oleh perbedaan potensi mekanik atau elektrik, dan perpindahan panas dipicu oleh perbedaan temperatur.
Bila kita cermati, sumber-sumber energi yang umum digunakan manusia bisa digolongkan berdasarkan bentuk energinya, misalnya bentuk energi angin adalah kinetik, bentuk energi air adalah potensial, dan bentuk energi matahari adalah internal. Energi angin dan air berpindah melalui kerja, sedangkan energi matahari berpindah melalui perpindahan panas. Bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batubara) yang saat ini merupakan energi dominan di dunia juga tergolong dalam bentuk energi internal.
Dalam pemilihan sumber energi, setidaknya terdapat empat parameter penting yang patut diperhatikan, yakni: jumlah/cadangan energi, kerapatan energi (energy density [energi per volume sumber energi]), kemudahan penyimpanan energi (energy storage), dan kemudahan perubahan/perpindahan energi. Bila kemudian faktor lingkungan juga diperhitungkan, maka efek pencemaran lingkungan juga menjadi parameter penting bagi sebuah sumber energi. Dibandingkan dengan sumber energi yang lain, saat ini bahan bakar fosil unggul dalam hal jumlah, kerapatan, kemudahan penyimpanan, dan kemudahan perubahan/perpindahan energi. Maka tidak mengherankan bahwa peradaban manusia modern saat ini cukup didominasi oleh bahan bakar fosil.
Namun patut diakui bahwa bahan bakar fosil merupakan salah satu pencemar utama lingkungan (atmosfer). Sedangkan mengenai cadangan bahan bakar fosil, hingga saat ini masih belum ada kesepakatan tentang jumlah riil yang dimiliki dunia; salah satunya karena kemajuan teknologi semakin bisa mengungkap cadangan-cadangan baru bahan bakar fosil di kedalaman bumi. Namun secara umum, mayoritas ilmuwan meyakini bahwa suatu saat bahan bakar fosil akan habis. Dari ke-lima parameter utama sumber energi di atas, kecenderungan global menunjukkan bahwa, faktor jumlah/cadangan energi dan efek pencemaran lingkungan menjadi sangat penting, meski ke-tiga parameter yang lain tetap diperhitungkan.
Oleh karena itu para ilmuwan mencari energi terbarui/ altenatif. Energi terbaharui mendapatkan energi dari aliran energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan", seperti sinar matahari, angin, air yang mengalir proses biologi, dan geothermal.
Pada makalah ini akan dibahas mengenai energi angin. Dimana energi angin ini ramah lingkungan, memiliki kerapatan energi dan perpindahan energinya cukup baik. Pengembanagan energi angin ini di Indonesia pun sangat mungkin dilakuakn karena potensi wilayah Indonesia yang umumnya merupakan wilayah pesisisr yang melimpah dengan anginnya.
ENERGI ANGIN
Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan manusia. Perahu-perahu layar menggunakan energi ini untuk melewati perairan/lautan. Pasukan Viking menggunakan kapal-kapal layar untuk menelusuri pantai-pantai Eropa. Cristoperus Colombus menggunakan kapal layar juga untuk menemukan Benua Amerika.
Di daratan energi angin dimanfaatkan masyarakat Eropa untuk kincir angin. Kincir angin ini dipergunakan dipakai untuk menggiling tepung, menggerakkan pompa irigasi, dll.
A. ASAL ENERGI ANGIN
Semua energi yang dapat diperbaharui dan bahkan energi pada bahan bakar fosil-kecuali energi pasang surut dan panas bumi-berasal dari Matahari. Matahari meradiasi 1,74 x 1.014 kilowatt jam energi ke Bumi setiap jam. Dengan kata lain, Bumi menerima 1,74 x 1.017 watt daya.
Sekitar 1-2 persen dari energi tersebut diubah menjadi energi angin. Jadi, energi angin berjumlah 50-100 kali lebih banyak daripada energi yang diubah menjadi biomassa oleh seluruh tumbuhan yang ada di muka Bumi.
Sebagaimana diketahui, pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan temperatur antara udara panas dan udara dingin. Daerah sekitar khatulistiwa yang panas, yaitu pada busur 0°, udaranya menjadi panas, mengembang dan menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke daerah yang lebih dingin misalnya daerah kutub. Sebaliknya di daerah kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin dan turun ke bawah. Dengan demikian terjadi suatu perputaran udara, berupa perpindahan udara dari kutub Utara ke garis Khatulistiwa menyusuri permukaan bumi, dan sebaliknya, suatu perpindahan udara dari garis khatulistiwa kembali ke kutub Utara, melalui lapisan udara yang lebih tinggi. Udara yang bergerak inilah yang merupakan energi yang dapat diperbaharui, yang dapat digunakan untuk memutar turbin dan akhirnya dapat menghasilkan listrik.
B. PERKEMBANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin.
Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170 GigaWatt.
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin. Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia tersebut, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt.
Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.
C. FAKTOR YANG BERPERAN PADA PEMBANGKIT TENAGA ANGIN
Faktor yang sangat berperan dalam pembangkitan energi angin adalah kecepatan angin. Kecepatan angin/udara diukur dengan anemometer. Jika tingkat keakuratan alat tersebut 3%, artinya daya yang dikeluarkan akan berada dalam kisaran +/- 9%. Kecepatan angin akan berfluktuasi terhadap waktu dan tempat. Di Indonesia misalnya kecepatan angin di siang hari bisa lebih kencang dibandingkan malam hari. Di beberapa lokasi bahkan pada malam hari tidak terjadi gerakan udara yang signifikan.
Udara yang bergerak dekat dengan permukaan tanah akan mempunyai kecepatan nol dan kemudian meningkat terhadap ketinggian. Fenomena ini alamiah terjadi pada aliran dekat permukaan yang tidak bergerak. Dimana bila terlalu dekat dengan permukaan tanah, kecepatan angin yang diperoleh akan kecil sehingga daya yang dihasilkan sangat sedikit. Semakin tinggi akan semakin baik. Untuk memperoleh kecepatan angin di kisaran 5-7 m/s umumnya diperlukan ketinggian 5-12 m.
Untuk baling-baling yang besar (katakanlah diameter 20 m), kecepatan angin pada ujung baling-baling bagian atas kira-kira 1,2 kali dari kecepatan angin ujung baling-baling bagian bawah. Artinya, baling-baling pada saat di atas akan terkena gaya dorong yang lebih besar dari pada baling-baling pada saat di bawah. Faktor ini perlu diperhatikan pada saat mendesain kekuatan baling-baling dan tiang (menara) khususnya pada turbin angin yang besar.
Kecepatan angin juga dipengaruhi oleh kontur dari permukaan. Di daerah perkotaan dengan banyak rumah, apartemen dan perkantoran bertingkat, kecepatan angin akan rendah. Bandingkan dengan kecepatan angin pada daerah lapang. Kepadatan benda di permukaan bumi akan menyebabkan angin mudah bergerak atau tidak. Faktor porositas ini juga penting untuk diperhatikan manakala mendesain turbin angin.
D. MEKANISME TURBIN ANGIN
Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya.
Turbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Jenis lain yang umum adalah jenis turbin dua bilah. Jadi, bagaimana turbin angin menghasilkan listrik? Turbin angin bekerja sebagai kebalikan dari kipas angin. Bukannya menggunakan listrik untuk membuat angin, seperti pada kipas angin, turbin angin menggunakan angin untuk membuat listrik.
Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air.
e. JENIS TURBIN ANGIN
Dalam perkembangannya, turbin angin dibagi menjadi jenis turbin angin propeler dan turbin angin Darrieus. Kedua jenis turbin inilah yang kini memperoleh perhatian besar untuk dikembangkan. Pemanfaatannya yang umum sekarang sudah digunakan adalah untuk memompa air dan pembangkit tenaga listrik.
Turbin angin propeler adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling- baling pesawat terbang pada umumnya. Turbin angin ini harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling tinggi kecepatannya.
Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Anemometer jenis mangkok adalah yang paling banyak digunakan. Anemometer mangkok mempunyai sumbu vertikal dan tiga buah mangkok yang berfungsi menangkap angin.
Jumlah putaran per menit dari poros anemometer dihitung secara elektronik. Biasanya, anemometer dilengkapi dengan sudut angin untuk mendeteksi arah angin.
Jenis anemometer lain adalah anemometer ultrasonik atau jenis laser yang mendeteksi perbedaan fase dari suara atau cahaya koheren yang dipantulkan dari molekul-molekul udara.
Turbin angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin yang digolongkan dalam jenis turbin angin berporos tegak. Turbin angin ini pertama kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920.
Keuntungan dari turbin angin jenis Darrieus adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin (tidak perlu mendeteksi arah angin yang paling tinggi kecepatannya) seperti pada turbin angin propeler.
Di Indonesia telah mulai dikembangkan proyek percontohan baik oleh lembaga penelitian maupun oleh pusat studi beberapa perguruan tinggi. Proyek ini perlu memperoleh perhatian dari pihak yang terkait untuk dikembangkan karena membutuhkan riset yang cukup intensif mengenai kecepatan angin, lokasi penempatan turbin angin, serta cara untuk mengatur pembebanan turbin yang tidak merata. Misalnya pada malam hari angin cukup kencang, sedangkan pada pagi dan siang hari kecepatan angin turun sehingga harus ada mekanisme penyimpanan energi serta mekanisme untuk menstabilkan fluktuasi tegangan listrik yang dihasilkan.
Dalam situasi yang serba kekurangan pasokan listrik seperti sekarang, tampaknya alternatif energi angin perlu dikaji ulang. Selain hasilnya selalu berkelanjutan, harganya pun kompetitif dibanding pembangkit listrik lainnya.
Dalam bidang termodinamika (ilmu yang mempelajari konversi energi), energi memiliki tiga bentuk dan sifat. Energi bisa berbentuk kinetik, potensial, dan internal (energi dalam). Energi memiliki sifat bisa disimpan (stored), dipindahkan (transferred), dan diubah bentuknya (transformed). Energi kinetik bisa dijumpai pada benda yang bergerak, energi potensial dijumpai pada benda yang memiliki ketinggian terhadap referensi tertentu (sehingga bisa dimanfaatkan), dan energi internal terdapat dalam ikatan antar atom/molekul, muatan elektron pada atom/molekul, gerak atom/molekul, dsb. Energi bisa disimpan dalam ke-tiga bentuknya tersebut, seperti energi kinetik pada flywheel, energi potensial pada air berketinggian tertentu, dan energi internal pada bahan bakar atau bahan kimia.
Menggunakan energi pada dasarnya memanfaatkan efek perpindahan energi. Ada dua jenis perpindahan energi, yakni kerja (work) dan perpindahan panas (heat transfer). Kerja dipicu oleh perbedaan potensi mekanik atau elektrik, dan perpindahan panas dipicu oleh perbedaan temperatur.
Bila kita cermati, sumber-sumber energi yang umum digunakan manusia bisa digolongkan berdasarkan bentuk energinya, misalnya bentuk energi angin adalah kinetik, bentuk energi air adalah potensial, dan bentuk energi matahari adalah internal. Energi angin dan air berpindah melalui kerja, sedangkan energi matahari berpindah melalui perpindahan panas. Bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batubara) yang saat ini merupakan energi dominan di dunia juga tergolong dalam bentuk energi internal.
Dalam pemilihan sumber energi, setidaknya terdapat empat parameter penting yang patut diperhatikan, yakni: jumlah/cadangan energi, kerapatan energi (energy density [energi per volume sumber energi]), kemudahan penyimpanan energi (energy storage), dan kemudahan perubahan/perpindahan energi. Bila kemudian faktor lingkungan juga diperhitungkan, maka efek pencemaran lingkungan juga menjadi parameter penting bagi sebuah sumber energi. Dibandingkan dengan sumber energi yang lain, saat ini bahan bakar fosil unggul dalam hal jumlah, kerapatan, kemudahan penyimpanan, dan kemudahan perubahan/perpindahan energi. Maka tidak mengherankan bahwa peradaban manusia modern saat ini cukup didominasi oleh bahan bakar fosil.
Namun patut diakui bahwa bahan bakar fosil merupakan salah satu pencemar utama lingkungan (atmosfer). Sedangkan mengenai cadangan bahan bakar fosil, hingga saat ini masih belum ada kesepakatan tentang jumlah riil yang dimiliki dunia; salah satunya karena kemajuan teknologi semakin bisa mengungkap cadangan-cadangan baru bahan bakar fosil di kedalaman bumi. Namun secara umum, mayoritas ilmuwan meyakini bahwa suatu saat bahan bakar fosil akan habis. Dari ke-lima parameter utama sumber energi di atas, kecenderungan global menunjukkan bahwa, faktor jumlah/cadangan energi dan efek pencemaran lingkungan menjadi sangat penting, meski ke-tiga parameter yang lain tetap diperhitungkan.
Oleh karena itu para ilmuwan mencari energi terbarui/ altenatif. Energi terbaharui mendapatkan energi dari aliran energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan", seperti sinar matahari, angin, air yang mengalir proses biologi, dan geothermal.
Pada makalah ini akan dibahas mengenai energi angin. Dimana energi angin ini ramah lingkungan, memiliki kerapatan energi dan perpindahan energinya cukup baik. Pengembanagan energi angin ini di Indonesia pun sangat mungkin dilakuakn karena potensi wilayah Indonesia yang umumnya merupakan wilayah pesisisr yang melimpah dengan anginnya.
ENERGI ANGIN
Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan manusia. Perahu-perahu layar menggunakan energi ini untuk melewati perairan/lautan. Pasukan Viking menggunakan kapal-kapal layar untuk menelusuri pantai-pantai Eropa. Cristoperus Colombus menggunakan kapal layar juga untuk menemukan Benua Amerika.
Di daratan energi angin dimanfaatkan masyarakat Eropa untuk kincir angin. Kincir angin ini dipergunakan dipakai untuk menggiling tepung, menggerakkan pompa irigasi, dll.
A. ASAL ENERGI ANGIN
Semua energi yang dapat diperbaharui dan bahkan energi pada bahan bakar fosil-kecuali energi pasang surut dan panas bumi-berasal dari Matahari. Matahari meradiasi 1,74 x 1.014 kilowatt jam energi ke Bumi setiap jam. Dengan kata lain, Bumi menerima 1,74 x 1.017 watt daya.
Sekitar 1-2 persen dari energi tersebut diubah menjadi energi angin. Jadi, energi angin berjumlah 50-100 kali lebih banyak daripada energi yang diubah menjadi biomassa oleh seluruh tumbuhan yang ada di muka Bumi.
Sebagaimana diketahui, pada dasarnya angin terjadi karena ada perbedaan temperatur antara udara panas dan udara dingin. Daerah sekitar khatulistiwa yang panas, yaitu pada busur 0°, udaranya menjadi panas, mengembang dan menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke daerah yang lebih dingin misalnya daerah kutub. Sebaliknya di daerah kutub yang dingin, udaranya menjadi dingin dan turun ke bawah. Dengan demikian terjadi suatu perputaran udara, berupa perpindahan udara dari kutub Utara ke garis Khatulistiwa menyusuri permukaan bumi, dan sebaliknya, suatu perpindahan udara dari garis khatulistiwa kembali ke kutub Utara, melalui lapisan udara yang lebih tinggi. Udara yang bergerak inilah yang merupakan energi yang dapat diperbaharui, yang dapat digunakan untuk memutar turbin dan akhirnya dapat menghasilkan listrik.
B. PERKEMBANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin.
Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai 170 GigaWatt.
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin. Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia tersebut, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt.
Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.
C. FAKTOR YANG BERPERAN PADA PEMBANGKIT TENAGA ANGIN
Faktor yang sangat berperan dalam pembangkitan energi angin adalah kecepatan angin. Kecepatan angin/udara diukur dengan anemometer. Jika tingkat keakuratan alat tersebut 3%, artinya daya yang dikeluarkan akan berada dalam kisaran +/- 9%. Kecepatan angin akan berfluktuasi terhadap waktu dan tempat. Di Indonesia misalnya kecepatan angin di siang hari bisa lebih kencang dibandingkan malam hari. Di beberapa lokasi bahkan pada malam hari tidak terjadi gerakan udara yang signifikan.
Udara yang bergerak dekat dengan permukaan tanah akan mempunyai kecepatan nol dan kemudian meningkat terhadap ketinggian. Fenomena ini alamiah terjadi pada aliran dekat permukaan yang tidak bergerak. Dimana bila terlalu dekat dengan permukaan tanah, kecepatan angin yang diperoleh akan kecil sehingga daya yang dihasilkan sangat sedikit. Semakin tinggi akan semakin baik. Untuk memperoleh kecepatan angin di kisaran 5-7 m/s umumnya diperlukan ketinggian 5-12 m.
Untuk baling-baling yang besar (katakanlah diameter 20 m), kecepatan angin pada ujung baling-baling bagian atas kira-kira 1,2 kali dari kecepatan angin ujung baling-baling bagian bawah. Artinya, baling-baling pada saat di atas akan terkena gaya dorong yang lebih besar dari pada baling-baling pada saat di bawah. Faktor ini perlu diperhatikan pada saat mendesain kekuatan baling-baling dan tiang (menara) khususnya pada turbin angin yang besar.
Kecepatan angin juga dipengaruhi oleh kontur dari permukaan. Di daerah perkotaan dengan banyak rumah, apartemen dan perkantoran bertingkat, kecepatan angin akan rendah. Bandingkan dengan kecepatan angin pada daerah lapang. Kepadatan benda di permukaan bumi akan menyebabkan angin mudah bergerak atau tidak. Faktor porositas ini juga penting untuk diperhatikan manakala mendesain turbin angin.
D. MEKANISME TURBIN ANGIN
Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya.
Turbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Jenis lain yang umum adalah jenis turbin dua bilah. Jadi, bagaimana turbin angin menghasilkan listrik? Turbin angin bekerja sebagai kebalikan dari kipas angin. Bukannya menggunakan listrik untuk membuat angin, seperti pada kipas angin, turbin angin menggunakan angin untuk membuat listrik.
Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air.
e. JENIS TURBIN ANGIN
Dalam perkembangannya, turbin angin dibagi menjadi jenis turbin angin propeler dan turbin angin Darrieus. Kedua jenis turbin inilah yang kini memperoleh perhatian besar untuk dikembangkan. Pemanfaatannya yang umum sekarang sudah digunakan adalah untuk memompa air dan pembangkit tenaga listrik.
Turbin angin propeler adalah jenis turbin angin dengan poros horizontal seperti baling- baling pesawat terbang pada umumnya. Turbin angin ini harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling tinggi kecepatannya.
Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Anemometer jenis mangkok adalah yang paling banyak digunakan. Anemometer mangkok mempunyai sumbu vertikal dan tiga buah mangkok yang berfungsi menangkap angin.
Jumlah putaran per menit dari poros anemometer dihitung secara elektronik. Biasanya, anemometer dilengkapi dengan sudut angin untuk mendeteksi arah angin.
Jenis anemometer lain adalah anemometer ultrasonik atau jenis laser yang mendeteksi perbedaan fase dari suara atau cahaya koheren yang dipantulkan dari molekul-molekul udara.
Turbin angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin yang digolongkan dalam jenis turbin angin berporos tegak. Turbin angin ini pertama kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920.
Keuntungan dari turbin angin jenis Darrieus adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin (tidak perlu mendeteksi arah angin yang paling tinggi kecepatannya) seperti pada turbin angin propeler.
Di Indonesia telah mulai dikembangkan proyek percontohan baik oleh lembaga penelitian maupun oleh pusat studi beberapa perguruan tinggi. Proyek ini perlu memperoleh perhatian dari pihak yang terkait untuk dikembangkan karena membutuhkan riset yang cukup intensif mengenai kecepatan angin, lokasi penempatan turbin angin, serta cara untuk mengatur pembebanan turbin yang tidak merata. Misalnya pada malam hari angin cukup kencang, sedangkan pada pagi dan siang hari kecepatan angin turun sehingga harus ada mekanisme penyimpanan energi serta mekanisme untuk menstabilkan fluktuasi tegangan listrik yang dihasilkan.
Dalam situasi yang serba kekurangan pasokan listrik seperti sekarang, tampaknya alternatif energi angin perlu dikaji ulang. Selain hasilnya selalu berkelanjutan, harganya pun kompetitif dibanding pembangkit listrik lainnya.
Langganan:
Postingan (Atom)
.jpg)
