BAB 1PENDAHULUAN

A. Latar BelakangEnergi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi, dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan, serta merupakan pendukung bagi kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Sedangkan, akses ke energi yang andal dan terjangkau merupakan pra-syarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat. Jadi, bisa dikatakn manusia tanpa adanya sumber energi bagi kehidupan akan mengakibatkn kerugian yang sangat besar. Saat ini kebutuhan energi, terus meningkat dengan pesat, bahkan di luar estimasi yang diperkirakan. Hal ini sudah selayaknya sebagai dampak meningkatnya seluruh aktivitas kehidupan yang menggunakan energi listrik. Untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat tersebut, dikembangkan berbagai energi alternatif, di antaranya energi terbarukan. Potensi energi terbarukan, seperti: biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin dan energi samudera, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar.Salah satu energi alternatif yang punya potensi yang cukup besar pemanfaatannya adalah energi surya. Energi surya yang berasal dari matahari melimpah ruah jatuh ke bumi, dan dapat dengan mudah digunakan dari radisainya sebagai energi alternatif pengganti sumber energi yang masih ada. Penggunaan pyranometer sebagai alat pengukur radiasi dari sinar matahari diperlukan karena radiasi yang jatuh ke bumi akan berbeda-beda di setiap daerahnya.Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Energi surya menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap,angin, biogas, batu bara, dan minyak bumi. Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, ditemukan oleh A.C. Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun sampai tahun 1955 metode itu belum banyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batu bara. Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi pada tahun 1958. Sel silikon yang dipergunakan untuk mengubah energi surya menjadi sumber daya mulai diperhitungkan sebagai metode baru, karena dapat digunakan sebagai sumber daya bagi satelit angkasa luar.Energi surya adalah sumber energi yang terdapat di alam, dimana tidak bersifat polutif, tidak habis dan gratis. Energi ini tersedia dalam jumlah yang besar dan bersifat kontinu bagi kehidupan makhluk di bumi. Untuk memanfaatkan energi surya diperlukan pengetahuan dan teknologi yang tinggi agar dapat efisiensi yang lebih baik serta ekonomis.Energi surya sebenarnya energi nuklir. Dalam 25% bagian dalam Matahari, hidrogen sekering ke helium pada laju sekitar 7 x 1011 kg hidrogen setiap detik. Jika ini terdengar seperti banyak, itu karena itu adalah: ini setara dengan jumlah massa yang dapat dilakukan oleh 10 juta gerbong kereta. Tidak perlu takut, meskipun, bahwa kita akan kehabisan bahan bakar waktu dekat, seperti Matahari memiliki hidrogen yang cukup dalam inti untuk melanjutkan pada tingkat ini selama 5 miliar tahun. Ini produksi energi, ditambah dengan gravitasi kompresi, terus pusat Matahari dekat K 16 juta terik, yaitu sekitar 29 juta F. Panas dari inti pertama terutama memancarkan, dan kemudian terutama convected, ke permukaan Matahari, di mana ia mempertahankan pada suhu 5800 K. Radiasi adalah Energi yang dikeluarkan, dipancarkan atau diterima berupa gelombang atau partikel-partikel elektromagnetik. Berdasarkan asal / sumbernya radiasi dapat dibedakan kedalam tiga klasifikasi yaitu :1. Radiasi Solar adalah Radiasi yang dikeluarkan oleh Matahari. Kira-kira 99.9 persen dari radiasi ini berupa energy elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 0.15 s/d 4.0 microns dengan persentasi tertinggi pada intensitas 0.4 s/d 0.7 microns berupa cahaya selebihnya berupa energy elektromagnetik Infrared dan Ultra violet. Radiasi Solar yang menembus lapisan terendah atmosphir dapat juga dibedakan dalam beberapa kelas :a. Radiasi Solar Langsung yaitu Radiasi Solar yang datang dari sudut bulat cakram matahari.b. Radiasi Solar Global yaitu Radiasi Solar yang diterima oleh permukaan horizontal berupa radiasi solar langsung dan radiasi yang dihamburkan kearah bawah sewaktu melewati lapisan atmosphir.c. Sky Radiasi yaitu Radiasi Solar yang dihamburkan kearah bawah oleh lapisan atmosphir (bagian kedua dari radiasi global).d. Radiasi Solar Yang Dipantulkan yaitu Radiasi Solar yang dipantulkan kearah atas oleh permukaan bumi dan dihamburkan oleh lapisan atmosphir antara permukaan bumi dan titik pengamatan.2. Radiasi Terrestrial adalah Radiasi yang dikeluarkan oleh planet bumi termasuk atmosphirnya, sehingga radiasi terrestrial dapat dibedakan dalam dua kategori :a. Radiasi Permukaan Terrestrial adalah radiasi yang dikeluarkan oleh permukaan bumi.b. Radiasi Atmosphir adalah radiasi yang dikeluarkan oleh atmosphir.c. Radiasi Total adalah Jumlah Radiasi Solar dan Terrestrial. ( kadangkala dibedakan dalam dua pengertian sesuai kebutuhan, yaitu :radiasi gelombang pendek < 4 m.dan radiasi gelombang panjang > 4 m ).Pyranometer adalah jenis actinometer yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari broadband pada permukaan planar dan merupakan sensor yang dirancang untuk mengukur kerapatan fluks radiasi matahari (dalam watt per meter persegi) dari bidang pandang 180 derajat. Komponen utama sebuah pyranometer adalah:1. Sebuah sensor thermopile dengan lapisan hitam. Sensor ini menyerap semua radiasi matahari, memiliki spektrum datar mencakup rentang nanometer 300 sampai 50.000, dan memiliki respon yang hampir sempurna kosinus.2. Sebuah kubah kaca. Kubah ini membatasi respon spektral dari 300 sampai 2.800 nanometer (memotong bagian atas nm 2.800), sambil menjaga bidang pandang 180 derajat. Fungsi lain dari kubah adalah sebagai perisai sensor thermopile dari konveksi.Lapisan hitam di sensor thermopile menyerap radiasi matahari. Radiasi ini diubah menjadi panas. Panas mengalir melalui sensor untuk perumahan pyranometer. Thermopile sensor menghasilkan sinyal output tegangan yang proporsional terhadap radiasi surya.

B. Rumusan Masalah1. Bagaimana cara menggunakan pyranometer ?2. Bagaimana cara mengukur energy surya ?

C. Tujuan1. Mengetahui cara menggunakan pyranometer2. Mengetahui cara mengukur energi surya

BAB IIPEMBAHASAN

Bumi menerima hampirsemua energinya dari matahari dalam bentuk radiasi, matahari mendominasi pengaruh apda iklim. Spektrum radiasi surya berada pada 290 sampai dengan 2300 nm. Distribusi energi spektrum bervariasi sesuia dengan garis lintang bumi, efek saringan atmosfir. Beberapa gelombang yang lebih pendek diserap oleh atmosfir dan diradiasikan kembali menjadi radiasi gelombang panjang, yaitu infra merah panjang sampai dengan 10.000 nm. Intensitas radiasi yang mencapai permukaan atas atmosfir dianggap sebagai konstanta surya: 1.395 W/m2, namun dapat bervariasi 2 % sesuai dengan variasi output dari matahari tersebut dan juga bervarisi 3-5 % sesuai denagn perubahan jarak bumi-matahari.pegukuran radiasi surya dapat dilakukan dengan bantuan alat, yang dinamakan pyranometer. Penerimaan radiasi surya dipermukaan bumi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu bervariasi menurut tenpat dan Waktu, Skala makro menurut tempat ditentukan oleh letak lintang dan keadaan atmosfer terutama awan, Skala mikro arah lereng menentukan jumlah radiasi surya yang diteima.A. Prinsip Kerja PyranometerPyranometers tidak memerlukan sumber listrik untuk beroperasi dan sering digunakan dalam meteorologi, klimatologi, studi energi surya dan fisika bangunan. Benda ini dapat dilihat di banyak stasiun meteorologi -biasanya dipasang horizontal dan di samping panel surya - biasanya dipasang dengan permukaan sensor pada bidang panel. Prinsip kerja dari alat ini sebgai berikut. Sinar matahari/ radiasi yang datang secara langsung maupun yang dipancarkan atmosphir (global radiasi solar) dan yang dihamburkan langit akan menembus glass dome. Radiasi dengan panjang gelombang sampai dengan 3.0 microns akan diteruskan ke lempeng logam hitam dan putih. Lempeng logam hitam akan mengabsorbsi panas radiasi sementara lempeng putih akan memantulkan radiasi sehingga terjadi perbedaan temperatur diantara kedua jenis lempeng logam ini. Perbedaan temperatur dari kedua lempeng ini dihubungkan ke circuit thermojunctions yang mengubah besaran panas menjadi perbedaan tegangan potensial diantara kedua ujung lempeng.Ketika sinar matahari jatuh pada sebuah pyranometer, sensor thermopile menghasilkan respon proporsional biasanya dalam 30 detik atau kurang: sinar matahari, semakin panas mendapat sensor dan semakin besar arus listrik yang dihasilkannya. Thermopile ini dirancang untuk secara tepat linier (jadi dua kali lipat dari radiasi surya menghasilkan dua kali lebih banyak saat ini) dan juga memiliki respon terarah: menghasilkan output maksimum ketika matahari berada tepat di atas kepala (di tengah hari) dan nol output ketika Matahari berada pada cakrawala (di waktu fajar atau senja). Ini disebut respon kosinus (atau kosinus koreksi), karena sinyal listrik dari pyranometer bervariasi dengan kosinus sudut antara sinar matahari dan vertikal.B. Kekurangan dan Kelebihan PyranometerPyranometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari broadband pada permukaan planar dan merupakan sensor yang dirancang untuk mengukur kerapatan fluks radiasi matahari (dalam watt per meter persegi) dari bidang pandang 180 derajat. Alat ini membantu untuk mengetahui seberapa besar radiasi yang terdapat pada suatu wilayah tertentu. Manfaat dari pengukuranini, kita bisa menentukan apakah radiasi tersebut cukup kuat untuk dijadikan sumber energi alternatif atau tidak. Kelebihan pyranometer yaitu pada bagian sensornya. Sensor dari pyranometer sangat sensitif terhadap radiasi. Jika sinar matahari kuat dalam pemancarannya, maka nilai dari pyranometer kan besar pula. Selain itu, pyranometer merupakan alat yang masih sederhana dimana bisa dengan mudah dibaca dan ditentukan seberapa besar radiasinya. Sinyal output biasanya diperoleh oleh akurasi tinggi multi-saluran data logger yang diprogram dengan kepekaan masing-masing radiometer, sehingga data dapat disimpan dalam satuan W / m2. Kelebihan yang lain, pyranometer dapat diletakkan didaerah manapun, asalkan tidak tertutup dari sinar matahari agar kerja pyranometer lebih maksimal. Kekurangan dari pyaranometer yaitu penempatan alat ini yang harus benar-benar datar dan rata. Sedikit saja alat tersebut miring maka akan mempengaruhi kinerja pyranometer. Peletakkan pyranometer dapat dinantu dengan water pass yang terdapat pada alat tersebut. Selain itu, kerena sangat sensitif, sensor yang ada di pyranometer tidak bisa bekerja saat hujan atau di siang hari yang gelap. Alat ini akan mengeluarkan nilai nol. C. Hubungan Radiasi dengan Waktu dan KelembabanRadiasi surya (surya = matahari) sumber energi utama untuk proses-proses fisika atmosfer yang menentukan keadaan cuaca dan iklim di atmosfer bumi. Permukaan matahari bersuhu 6000 K, dengan jarak dari bumi 150 juta Km. Radiasi yang sampai di puncak atmosfer 1360 Wm2, yang sampai ke permukaan bumi setengah dari yang diterima di puncak atmosfer. Rata-rata 30% radiasi yang sampai dipermukaan bumi dipantulkan kembali ke angkasa luar.Radiasi surya jika dihubungan dengan wktu dan kelembaban akan saling berpengaruh. Misalnya pada pagi hari, masih jam 8, maka radiasi matahari belum begitu kuat dengan ditunjukkan sebesar 6.3 x 10 W/m2. Berbeda jika kita melihat radiasi matahari saat pukul 10 ke atas. Dari prsktikum ysng dilakukan radiasi di jsm 8 dan jam 10 akan berbeda. Radiasi surya akan terus naik hingga puncaknya jam12 siang dan akan menurun lagi hingga malam hari.Sedangkan hubungannya dengan kelembaban, radiasi surya secara umum nilainya berbanding terbalik dengan kelembaban. Saat jam 8 pagi, kelembabannya masih bisa dikatakan sedang tinggi. Akan tetapi radiasi yang dipancarkan matahari masih sedang rendah. Sepertisaat pukul 8 pagi dan 12 siang. Saaat jam 8 pagi, radiasi surya sebesar 63 W/m2 dan kelembabannya sebesaaar 80 %. Kelembaban dipengaruhi juga oleh kuat tidaknya pancaran sinar matahari yang masuk ke permukaan bumi.

BAB IIIPENUTUP

A. Simpulan1. Penggunaan pyranometer yaitu dengan cara meletakkan alat tersebut pada suatu tempat yang datar dan rata, setelah itu mengukur radiasi yang ditampilkan dengan nilai-nilai melalui multimeter. Nilai dari radiasi ini mempunyai satuan W/m2. 2. Pengukuran energy surya dapat menggunakan pyranometer dengan mengukur radiasinya terlebih dahulu3. Nilai radiasi di tempat yang terkena sinar matahari langsung lebih tinggi disbanding di tempat teduh.B. SaranSebaiknya untuk pengukuran radiasi di tempat teduh benar-benar di tempat teduh, karena akan mempengaruhi hasil pengukurannya nanti dan lebih akurat. Selain itu, pyranometer tidak boleh terkena air.

Wahid8