211

 

F Materi Pokok :

Energi Alternatif dan Penggunaanya

	SD IV

 

F Hasil Belajar : Siswa menunjukan kemampuan mengidentifikasi energi alternatif di lingkungan sekitar dan mengomunikasikan manfaat energi alternatif dan penggunaanya dalam kehidupan sehari-hari.

Angin merupakan salah satu energi alternatif. Angin sangat berguna bagi makhluk hidup. Bagi manusia, angin bermanfaat untuk menjemur pakaian. Hewan seperti burung elang pun dapat terbang dengan bantuan angin. Tumbuhan memanfaatkan angin untuk penyerbukan dan penyebaran biji. Apakah kegunaan lain dari angin bagi makhluk hidup? Selain angin apakah yang menjadi sumber energi alternatif?

E

nergi merupakan suatu kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Semua makhluk hidup membutuhkan energi untuk hidup. Bentuk energi bermacam-macam, seperti energi listrik, energi gerak, energi bunyi dan energi cahaya. Karena permintaan akan energi terus meningkat, maka beberapa energi lain banyak digunakan sebagai bentuk energi alternatif, misalnya energi alternatif yang berasal dari matahari, angin dan air terjun.

A. Perlunya Energi Alternatif 

Indikator :

 Siswa dapat mencari informasi pentingnya energi alternatif

Pada umumnya, energi yang kita gunakan saat ini bersumber dari bahan bakar fosil. Yang termasuk bahan bakar fosil yaitu minyak bumi, gas bumi dan batu bara. Penggunaan bahan bakar fosil sangat luas dan meliputi berbagai bidang dalam kehidupan kita.

Perhatikanlah saat ibu memasak! Alat apakah yang digunakannya? Alat yang digunakan untuk memasak diantaranya adalah kompor. Agar kompor dapat menyala diperlukan bahan bakar. Apakah bahan bakar untuk kompor? Kompor menggunakan minyak tanah atau gas sebagai bahan bakar. Minyak tanah dan gas termasuk bahan bakar fosil.

Begitu juga halnya dengan mobil atau sepeda motor. Kendaraan bermotor dapat berjalan atau bergerak karena ada bahan bakar. Bahan bakar kendaraan bermotor juga berasal dari bahan bakar fosil yaitu bensin atau solar.

Bagaimana halnya dengan listrik? Dari manakah asal listrik? Pada umumnya listrik dihasilkan dengan membakar batubara, minyak bumi atau gas bumi untuk mendidihkan air supaya menguap. Uap akan menghasilkan mesin-mesin penghasil listrik.

Begitu banyaknya kegunaan bahan bakar fosil dalam kehidupan kita. Sayangnya persediaan bahan bakar fosil semakin menipis dan suatu saat akan habis. Padahal kebutuhan energi akan terus meningkat. Oleh karena itu, kita harus mencari energi alternatif untuk memenuhi kebutuhan energi. Energi alternatif yang sedang dikembangkan saat ini antara lain adalah energi matahari, energi angin dan energi air yang bergerak.

B.  Sumber Energi Alternatif 

Indikator : Siswa dapat mencari informasi berbagai sumber energi alternatif

1.      Matahari

Pada umumnya, orang hanya mengenal bahwa sinar matahari digunakan untuk menjemur benda. Ternyata sinar matahari dapat membangkitkan  energi. Matahari merupakan sumber energi terbesar karena sebagian besar energi yang ada di muka bumi, baik langsung maupun tidak langsung berasal dari matahari.

Gambar 1. Matahari, sumber energi terbesar

            Perhatikan bagan berikut!

            Bahan bakar minyak merupakan sumber energi yang banyak digunakan. Menurut asalnya, minyak minyak bumi berasal dari plankton (hewan dan tumbuhan laut yang sangat kecil). Plankton semasa hidupnya bergantung pada energi matahari. Jadi, energi pada minyak bumi secara tidak langsung berasal dari matahari.

matahari

            Batu bara merupakan sumber energi. Batu bara berasal dari tumbuhan. Tumbuhan sebagai makhluk hidup bergantung pada panas matahari untuk pertumbuhannya. Jadi, energi batu bara secara tidak langsung berasal dari matahari.

            Matahari merupakan sumber energi yang dapat diperbarui dan tidak akan pernah habis. Sumber energi ini dapat digunakan secara gratis. Pada mulanya, orang mengenal sinar matahari hanya untuk menjemur pakian atau makanan. Namun saat ini, energi matahari dapat digunakan untuk membuat listrik.

            Listrik yang dihasilkan dari matahari dikenal juga dengan listrik tenaga surya. Listrik tenaga surya dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti penerangan, penghangat ruangan, pemanas air, mobil hingga satelit.

a.       Listrik Tenaga Surya

Gambar 2. Pembangkit       Listrik Tenaga Surya

Bagaimana cara membuat energi matahari menjadi listrik? Cahaya matahari ditangkap dan dikumpulkan oleh alat   yang disebut panel surya. Panel surya terdiri atas sel-sel surya yang berfungsi untuk menyerap energi matahari. Sel surya kemudian mengubah cahaya matahari menjadi listrik. Listrik ini kemudian digunakan untuk berbagai keperluan.

Di sebuah pembangkit listrik tenaga surya, cermin-cermin besar ditempatkan untuk menangkap cahaya matahari. Cahaya matahari tersebut dipantulkan ke pemanas. Semakin banayak cahaya matahari yang dipantulkan, panas ynag dihasilkan semakin tinggi. Panas yang tinggi dapat mengubah air menjadi uap di dalam pemanas. Uap tersebut akan menggerakan mesin atau generator yang menghaslkan listrik.

b.      Kompor Tenaga Surya 

Selain untuk membuat listrik, tenaga matahari dapat digunakan untuk memasak. Benarkah demikian? Bagaimana caranya?

Dibeberapa negara telah dikembangkan kompor bertenaga surya. Di tengah krisis bahan bakar fosil saat ini, kompor tenaga surya dapat menjadi energi alternatif yang menguntungkan. Kelebihan kompor tenaga surya diantaranya:  

1)      Murah,

2)      Mudah digunakan,

3)      Tidak memerlukan bahan bakar,

4)      Ramah lingkungan,

Namun demikian, kompor tenaga surya dapat digunakan hanya pada saat matahari bersinar terang.

                  Bagaimana cara kerja kompor tenaga surya? Sinar matahari dipantulkan dan dikumpulkan pada satu titik dimana panci atau alat masak ditempatkan. Pada saat sinar matahari kuat, satu liter air dapat didihkan selama 10 menit.

      Kompor matahari terdiri dari tiga bagian utama yaitu :

1)      Pemantul berbentuk parabola, berguna untuk mengumpulkan cahaya matahari dan memfokuskannya pada alat masak.

2)      Lengan pengarah, berguna untuk mengarahkan panci/alat masak pada titik fokus.

3)      Dudukan, berguna untuk menahan bagian-bagian diatas dan membuat kompor dapat diputar mengikuti gerak matahari.

Sains Utama

Matahari merupakan sumber energi terbesar

2.      Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Angin menyebabkan dedaunan bergemerisik dan dapat melengkungkan dahan pohon. Angin merupakan salah satu kekuatan yang besar di muka bumi ini. Angin dapat merusak dan menghancurkan, tetapi dapat juga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Beberapa kapal layar masih menggunakan tenaga angin. Kita juga dapat memafaatkan angin untuk kegiatan sehari-hari. Misalnya angin untuk mengeringkan cucian yang basah. Cara ini lebih hemat daripada menggunakan alat pengering listrik. Angin dapat memberikan kesenangan bagi kita. Misalnya saat bermain layang-layang, angin juga dimanfaatkan untuk olah raga selancar angin dan terbang layang.

Gambar 3. Perahu layar, memanfaatkan tenaga angin

Angin yang bergerak mempunyai tenaga. Manusia telah memanfaatkan angin untuk berbagai hal. Beberapa contoh pemanfaatan energi angin antara lain sebagai berikut :

a.       Perahu layar menggunakan tenaga angin untuk mendorong dan menggerakannya.

b.      Kincir angin digerakan oleh tenaga angin.

c.       Turbin angin (aerogenerator) memanfaatka energi angin untuk menghasilkan listrik.

Sain Utama

Energi angin banyak dimanfaatkan

 karena murah, aman dan bersih

3.      Air

Pernahkah kamu melihat air terjun? Bagaimanakah arusnya? Air terjun mempunyai arus air yang deras. Air terjun yang mengandung tenaga gerak dapat dimanfaatkan dengan bantuan kincir air. Makin deras air mengalir, makin cepat kincir air berputar. Kincir air dapat memutar mesin, misalnya mesin yang menghasilkan tenaga listrik atau pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

    Gambar 4. Air Terjun

Sains Utama

Air adalah sumber utama

bagi kehidupan makhluk hidup

C.  Penggunaan Energi Alternatif

untuk Berbagai Tujuan

Indikator : 

1. Siswa dapat memberi contoh benda-benda yang menggunakan sumber energi alternatif, misalnya mobil bertenaga surya.
2. Siswa dapat memberi contoh penggunaan energi alternatif tersebut.
3. Siswa dapat menjelaskan keuntungan energi alternatif dibandingka dengan energi yang saat ini digunakan. 

1.      Matahari

Matahari dan angin merupakan sumber energi alternatif yang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup. Beberapa kegunaan matahari dan angin dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

Beberapa kegunaan energi panas dari matahari adalah :

1. Energi panas dari matahari dapat menguapkan air sehingga pakaian basah yang dijemur menjadi kering.
2. Rumah-rumah orang Yunani memiliki jendela yang besar untuk menagkap sinar matahari. Pemanfaatan energi matahari secara langsung tersebut dapat digunakan untuk menghangatkan ruangan dan memanaskan air.
3. Energi matahari dapat digunakan untuk mengeringkan bahan makanan tertentu seperti ikan asin dan manisan buah kering yang bertujuan untuk mengawetkan bahan makanan tersebut. Selain itu, energi matahari juga dapat mengeringka kayu untuk bahan bakar.

Lebih jauh dengan sains

            Energi matahari dapat digunakan untuk menghangatkan ruangan dan memanaskan air. Rumah atau hotel yang memanfaatkan  energi matahari tersebut dilengkapi dengan alat yang disebut panel solar (panel surya). Panel surya berfungsi untuk menyerap energi matahari, baik pada saat cerah maupun mendung. Energi matahari kemudian diubah menjadi energi listrik dalam sel solar (sel surya). Listrik inilah yang digunakan untuk memanaskan air dan menghangatkan rumah. 

2.      Angin

Angin sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari manusia, diantaranya untuk hal-hal berikut. 

a.       Angin membantu mempercepat pengeringan pakaian yang basah. Selain sinar matahari, tiupan angin mempercepat penguapan air oleh panas matahari sehingga pakaian cepat kering.

b.      Angin bermanfaat sebagai sumber energi. Angin dimanfaatkan untuk menggerakan kincir angin, kincir angin yang berputar dapat menggerakkan mesin pembangkit listrik atau pompa air. Mesin pembangkit listrik dan pompa air yang digerakkan oleh kincir angin tidak memerlukan bahan bakar minyak. 

     

Gambar 5. Kincir angin

Lebih jauh dengan sains

Kincir angin dimanfaatkan untuk memompa air yang membanjiri dataran rendah di Belanda dan menggiling gandum. Baling-baling kincir angin dapat berputar untuk menangkap angin dari segala arah. Negara Belanda terkenal dengan sebutan negeri ”Kincir Angin”.

c.       Bagi para nelayan angin sangat penting karena menggerakkan perahu layar mereka. Selain itu, para nelayan memanfaatkan angin darat untuk pergi melaut dan angin laut untuk kembali ke darat.

Lebih Jauh dengan Sains

            Angin darat terjadi pada malam hari. Pada malam hari, daratan lebih cepat dingin dari pada laut sehingga suhu udara di atas daratan dingin dan suhu di atas laut panas. Karena panas, udara di atas laut naik sehingga tekanan udara di atas laut rendah. Karena dingin, tekanan udara di atas daratan tinggi. Akibatnya terjadilah embusan angin dari darat menuju laut yang disebut angin darat. Angin terjadi sekitar pukul 9 malam.

            Angin laut terjadi pada siang hari. Pada siang hari, daratan lebih cepat panas  dari pada laut sehingga suhu udara di atas daratan panas dan suhu udara di atas laut dingin. Karena panas, udara di atas daratan naik sehingga tekanan udara di atas daratan rendah. Karena dingin, tekanan udara di atas laut tinggi. Akibatnya terjadilah enbusan angin dari laut menuju darat yang disebut angin laut. Angin laut yang paling kuat embusannya terjadi kira-kira pukul 3sore.

d.      Bagi para olahragawan, angin bermanfaat untuk menggerakan perahu layar atau selancar angin. Atlet layar sangat membutuhkan angin untuk menggerakkan perahu mereka. Olah raga terbang layang juga memanfaatka angin. Dengan layang gantung atau gantolenya, para atlet terbang layang dapat terbang seperti burung.

   

       Gambar 6. Layang-layang, menggunakan tenaga angin

e.       Bagi para petani, angin bermanfaat untuk penyerbukan dan penyebaran biji. Pada proses penyerbukan, serbuk sari akan jatuh ke kepala putik karena adanya tiupan angin, seperti pada tanaman padi, jagung dan mangga.

                

            Gambar 7. jagung

      Selain itu, angin membantu menyebarkan biji-bijian. Alat perkembangbiakan atau biji tumbuhan yang menyebar dengan perantaran angin biasanya kecil, ringan, bersayap dan berambut. Jenis tumbuhan tersebut adalah kapuk, ilalang dan randa tapak.

Lebih jauh dengan Sains

      Bunga randa tapak merupakan kumpulan bunga kecil yang bergerombol mejadi satu. Setiap bijinya memiliki benang putih ang mirip dengan kapas. Angin kemudian akan menerbangkan benang-benang itu, bijinya ikut diterbangkan. Setelah jauh di tanah, biji itu akan bertunas dan menjadi tumbuhan baru.

Apakah kamu bisa menyebutkan contoh lain pemanfaatan angin bagi kehidupan?

Sebutkan contoh pemanfaatan angin yang terdapat di lingkungan sekitarmu!

            Salah satu contoh yang sederhana dalam penggunaan energi alternatif adalah menjemur pakaian. Cobalah kamu menjemur pakaia pada saat hari mendung, apakah pakaianmu cepat kering? Apakah angin yang mempercepat pakaian menjadi kering? Bandingkan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan pakaian pada saat hari cerah (ada sinar matahari) dan hari mendung (tidak ada sinar matahari)!

        Angin merupakan salah satu energi alternatif yang sering digunakan karena angin merupakan sumber energi yang dapat diperbarui. Selain itu, energi angin murah, aman dan bersih, serta bebas dari bahan bakar dan polusi.

Di zaman modern ini, tenaga angin dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Angin yang paling kuat terjadi pada musim dingin karena pada saat itu energi banyak digunakan untuk penerangan dan pemanasan.

Bagaimana angin dapat menghasilkan energi listrik ?

Tenaga agin diubah menjadi listrik dengan mesin yang disebut turbin angin. Turbin angin memiliki baling-baling yang berputar akan menggerakkan generator yang menghasilkan listrik.

        

Gambar 8. Turbin angin, mengubah angin menjadi listrik

3.      Air

Gambar 9. Pembangkit Listrik Tenaga Air

Air mengalir adalah sumber energi gerak alami yang tidak dapat habis dipakai. Energi gerak air dapat diubah menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan dari air mengalir disebut energi hidroelektrik. Tempat penghasil energi hidroelektrik dinamakan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTA di Indonesia yaitu terdapat di Jatiluhur (Jabar) dan Karangkates (Jawa Timur).

Bentuk penggunaan air mengalir yang lebih sederhana adalah kincir air. Kincir air menggunakan tenaga aliran air untuk menggiling padi-padian, memompa air dan mengairi sawah.

Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai. Sejak awal abad 18 kincir air banyak dimanfaatkan sebagai penggerak penggilingan gandum, penggergajian kayu dan mesin tekstil.

Bagaimana listrik dihasilkan dari energi air?

1. Di stasiun PLTA, dibangun waduk melintasi sungai, air yang tertampung menyimpan energi gerak yang besar.
2. Saat air melalui waduk, energi gerak dalam aliran air akan menggerakkan turbin.
3. Saat turbin bergerak, generator akan menghasilkan listrik.

Cakrawala Sains

            Turbin angin adalah mesin angin yang menghasilkan listrik. Turbin angin petama kali dibuat pada tahun 1890 di Denmrk. Turbin angin digunakan untuk menyediakan listrik di tempat yang tidak dapat menerima listrik dari stasiun pembangkit. Jenis turbin adad dua, yaitu turbin berporos horizontal dan berporos vertikal. Turbin angin modern biasanya memiliki dua atau tiga bilah.

            Bilah turbin angin permukaannya berbentuk seperti sayap pesawat terbang. Saat angin bertiup, bilah berputar dan memutar turbin. Turbin dihubungkan dengan generator. Saat generator  bergerak, listrik dihasilkan. (Sumber : Energi Angin, 1998).

Profil Sains

            Enrico Fermi dilahirkan di Italia pada tahun 1901. Dia adalah seorang fisikawan terkenal yang dianggap sebagai pencetus pertama dalam era atom dan pernah menghasilkan reaksi berantai nuklir pada tahun 1942. Selama Perang Dunia ke-II Fermi bekerja di Amerika Serikat mengembangkan rektor atom pertama. Reaktor atom ini didirikan di lapangan squash Universitas Chicago, disebut reaktor atom Fermi. Dia tidak menyadari bahwa dia telah menemukan pembelahan nuklir yag kelak menghasilkan bom atom dan tenaga nuklir. Pada tahun 1938, Fermi memperoleh hadiah nobel fisika untuk penelitian nuklir yang dilakukannya. Namanya kemudian diabadikan untuk nama unsur kimia radioaktif yang ditemukan oleh Albert Ghiorso pada tahun 1953, yaitu Fermium. Fermi meninggal di Chicago pada tahun 1954. Dua tahun kemudian setelah Fermi meninggal didirikan reaktor nuklir pertama untuk tujuan damai, seperti untuk menyediakan listrik.

 

Uji Kemampuan

A.    Berilah tada silang (x) pada huruf a, b, c, d di depan jawaban yang paling tepat !

1.      Berikut nama lain dari turbin adalah ...

a.        Aerogenerator

b. Termometer

c.        Barometer

d.                         Hidrometer

2.      Berikut merupakan bahan bakar fosil, kecuali ...

a.        Mineral

b. Minyak tanah

c.  Solar

d.                         Batu bara

3.      Energi dari alam sebagai energi alternatif pengganti bahan bakar fosil adalah sebagai berikut, kecuali ...

a.        Air

b. Batu

c.  Angin

d.                         Matahari

4.      Matahari menghasilkn energi ... dan energi ...

a.        Kinetik dan gravitasi                       c. Listrik dan cahaya

b. Gerak dan kimia                     d. Panas dan cahaya

5.      perahu layar bergerak memerlukan energi alternatif ...

a.       Angin

b.      matahari

c.       air

d.      plankton

6.      Pembangkit listrik tenaga air Karangkates terdapat di ...

a.       Jawa Barat

b.      Jawa Timur

c.       Banten

d.      Bali

7.      Ikan yang dikeringkan menjadi ikan asin memanfaatkan ...

a.       Bunyi

b.      Kinetik

c.       Matahari

d.      Kimia

8.      Kincir angin menjadi silmbol negara ...

a.       Prancis

b.      Italia

c.       Belanda

d.      Jerman

9.      Berikut ini adalah tumbuhan yang penyerbukannya melalui angin, kecuali ...

a.       Padi

b.      Kapuk

c.       Mangga

d.      Jagung

10.  Embusan angin laut yang paling kuat terjadi pada pukul ...

a.       3 pagi                          c. 3 sore

b.      9 pagi                          d. 9 malam

B.     Isilah dengan jawaban yang tepat!

1.      Bensin, solar, dan minyak tanah merupakan bahan bakar yang berasal dari ...

2.      Kegunaan energi matahari selain untuk menjemur pakaian adalah ...

3.      Angin dimanfaatkan untuk ...

4.      Keuntungan pengggunaan energi matahari adalah ...

5.      Udara yang bergerak disebut ...

6.      Untuk mengubah energi angin menjadi listrik menjadi menggunakan alat yang disebut ...

7.      Bagi tumbuhan, angin berguna untuk ...

8.      Ciri-ciri tumbuhan yang penyebarannya dengan perantara angin adalah ... dan ...

9.      Menurut asalnya, minyak bumi berasal dari ...

10.  PLTA yang yang  terdapat di Jawa Barat adalah ...

C.    Jawablah dengan uraian singkat!

1.      Sebutkan sumber-sumber energi alternatif?

2.      Bagaimana energi listrik dihasilkan dari energi matahari ?

3.      sebutkan 3 tumbuhan penyerbukannya melalui angin !

4.      Coba sebutkan 2 saja contoh PLTA di Indonesia yang terkenal !

5.      Apa manfaat angin bagi para olahragawan ?

KUIS SMS ... (Kuis Sains, Mudah Saja)

1. Aku adalah sebuah bunga. Biji pada bungaku memiliki benang putih seperti kapas. Bunga apakah aku?
2. Aku termasuk udara yang bergerak. Embusan paling kuat terjadi pukul 3 sore. Siapakah aku?
3. Aku merupakan sumber energi utama bagi mkhluk hidup. Aku termasuk energi alternatif. Apakah aku?  
4. Aku mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Tenagaku dimafaatkan untuk menggerakkan kincir air. Siapakah aku?
5. Aku adalah tumbuhan yang buahnya dapat dimakan sebagai makanan pokok. Angin membantuku pada saat penyerbukan. Tumbuhan apakah aku?

 

DAFTAR PUSTAKA

H. Panut. 2004. Dunia Sains Untuk SD Kelas 4. Jakarta : Yudhistira

H. Panut. 2004. Sains SD Kelas 1B. Jakarta : Yudhistira