Description
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
NAMA PENYUSUN
: Lia Laela Sarah
SEKOLAH
: SMA Labschool UPI / SMAN 15 Bandung
DIMENSI
: kreatif, bernalar kritis, gotong royong
FASE
:E
Alokasi Waktu
: 8 x 2 JP
CAPAIAN PEMBELAJARAN : Pada akhir fase E, peserta didik memiliki kemampuan untuk responsif terhadap isu-isu global dan berperan aktif dalam memberikan penyelesaian masalah. Kemampuan tersebut antara lain mengamati, mempertanyakan dan memprediksi, merencanakan dan melakukan penyelidikan, memproses dan menganalisis data dan informasi, mengevaluasi dan refleksi, mengkomunikasikan
hasil
dalam
bentuk
projek
sederhana
atau
simulasi
visual
menggunakan apilkasi teknologi yang tersedia terkait dengan energi alternatif, pemanasan global, pencemaran lingkungan, nano teknologi, bioteknologi, kimia dalam kehidupan seharihari, pemanfaatan limbah dan bahan alam, pandemi akibat infeksi virus. Semua upaya tersebut diarahkan pada pencapaian tujuan pembangunan yang berkelanjutan (Sustainable Development Goals/SDGs). Melalui pengembangan sejumlah pengetahuan tersebut dibangun pula berakhlak mulia dan sikap ilmiah seperti jujur, obyektif, bernalar kritis, kreatif, mandiri, inovatif, bergotong royong dan berkebhinekaan global
Elemen Pengetahuan Peserta didik mampu mendeskripsikan gejala alam dalam cakupan keterampilan proses dalam pengukuran, perubahan iklim dan pemanasan global, pencemaran lingkungan, energi alternatif, dan pemanfaatannya.
Elemen Keterampilan 1. Mengamati, 2. Mempertanyakan dan memprediksi 3. Merencanakan dan melakukan penyelidikan 4. Memproses, menganalisis data dan informasi 5. Mencipta 6. Mengevaluasi dan refleksi 7. Mengomunikasikan hasil
TUJUAN PEMBELAJARAN Menganalisis penggunaan berbagai sumber energi alternatif
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
TP
KRITERIA
ASESMEN
KETERCAPAIAN TP Menganalisis penggunaan berbagai sumber energi alternatif
Pada akhir pembelajaran dari modul ini, peserta didik menunjukkan kemampuan: 1. Mengidentifikasi bentuk-bentuk energi, perubahannya dalam kehidupan sehari-hari 2. Mendeskripsikan urgensi sumber energi bagi masyarakat dan tingkat konsumsinya. 3. Menjelaskan sumbersumber energi alternatif dan pemanfaatannya 4. Mendeskripsikan dampak penggunaan energi alternatif 5. Menerapkan sumber energi alternatif untuk menyelesaikan masalah dalam kehidupan sehari-hari
Awal: Dilakukan melalui tanya jawab, kuis dan lain sebagainya untuk mengecek pengetahuan dan keterampilan prasyarat tentang usaha, energi dan daya serta konsepsi awal tentang energi alternatif. Proses: Untuk pemahaman dilakukan melalui tes lisan, kuis atau melalui penilaian portofolio terkait energi alternatif, dan untuk keterampilan dilaksanakan melalui observasi dan penilaian produk. Catatan: Saat proses pembelajaran, hasil asesmen proses peserta didik dapat di-cek/dipetakan dan ditingkatkan saat itu juga. Akhir Untuk menilai ketercapaian Pemahaman Peserta didik dilakukan melalui asesmen formatif (dapat dengan penugasan menyusun penjelasan, membuat infografis, rekaman, video, dsb) berkenan dengan energi alternatif dan asesmen sumatif. Untuk sikap dan keterampilan didasarkan pada pendokumentasian hasil pengamatan guru terhadap perkembangan sikap peserta didik.
LANGKAH PEMBELAJARAN Setiap pertemuan diawali dengan doa dan memeriksa kehadiran serta diakhiri dengan refleksi pembelajaran. Langkah-langkah pembelajaran pada topik Energi Alternatif berikut ini tidak kaku harus dilaksanakan secara lengkap namun disesuaikan dengan pemetaan asesmen awal. Asesmen awal dilakukan di pertemuan pertama untuk melihat ketercapaian awal peserta didik terhadap tujuan pembelajaran. Berdasarkan hasil asesmen awal, dapat menyesuaikan kegiatan pembelajaran dari kegiatan yang sesuai dengan kebutuhan peserta didik..
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Asesmen Awal Peserta didik diberi pertanyaan tentang apa yang mereka ketahui tentang bentuk energi, pengukuran energi, transformasi energi, sumber energi alternatif dan potensinya. Contoh instrumen asesmen awal melalui pertanyaan: 1.
Sebutkan bentuk bentuk energi berdasarkan gambar yang disajikan?. (Perhatikan contoh implementasinya pada pertemuan pertama).
2.
Bagaimana tingkat kebutuhan masyarakat terhadap sumber energi dan bagaimana ketersediaan sumber tersebut untuk pemenuhannya? (Perhatikan contoh implementasinya pada pertemuan Materi Konsumsi energi dan Energi alternatif).
3.
Jelaskan contoh energi alternatif , pemanfaatan dan dampak penggunaannya?. (Perhatikan contoh implementasinya pada pertemuan Materi Konsumsi energi dan Energi alternatif).
Kegiatan asesmen awal dapat dilakukan sekali di awal pembelajaran atau pada setiap awal sub topik. Tindak lanjut asesmen Bila jawaban peserta didik belum tepat, langkah pembelajaran dimulai dari pembelajaran penguatan prasyarat. Bila sudah tepat, langkah pembelajaran bisa dimulai dari Materi-2. Bila terdapat keragaman kemampuan, pembelajaran dapat dilakukan melalui: o
Alternatif 1, kelas dibagi dua kelompok atau lebih, masing-masing mengikuti kegiatan pembelajaran sesuai kemampuan sub-topiknya.
o
Alternatif 2, kelas dibagi dua kelompok atau lebih, kelompok yang belum siap diberikan kegiatan tambahan di luar pembelajaran.
o
Alternatif 3, kelas dibagi menjadi beberapa kelompok, masing-masing kelompok terdiri dari peserta didik yang sudah menunjukkan ketercapaian tujuan pembelajaran sebagai tutor sebaya bagi peserta didik yang belum menunjukkan ketercapaian tujuan pembelajaran.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif Media Pembelajaran
Media pembelajaran yang digunakan tersurat di dalam Langkah pembelajaran. Media yang memerlukan akses internet dapat diganti dengan gambar atau media lain yang sesuai dengan kondisi lingkungan sekolah jika tidak ada jaringan.
Langkah Pembelajaran Penguatan Prasyarat: Bentuk Bentuk Energi dan Transformasinya Pada awal pembelajaran lakukan asesmen awal seperti berikut: 1. Peserta didik mengamati beberapa gambar yang disajikan :
Peserta
didik
mengidentifikasi energi apa saja yang terdapat pada gambar-gambar di atas Sumber gambar : 1)
https://pxhere.com/pt/photo/1437963
2)
https://pxhere.com/id/photo/1584259
3) https://pxhere.com/id/photo/971394 Cek jawaban peserta misalkan dengan bantuan quiz atau dengan pertanyaan lisan. Jika semua jawaban betul, lewati Langkah no 2 di bawah ini, jika jawaban ada yang masih salah, lanjutkan dengan langkah 2 dan 3. 2. Peserta didik berdiskusi dan membuat bahan presentasi mengenai : ●
Sebutkan contoh energi yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari?
●
Apakah manfaat energi dalam kehidupan sehari-hari?
●
Klasifikasi bentuk energi
3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi mengenai klasifikasi energi berdasarkan pemakaian serta berdasarkan sumber energinya.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
4. Peserta didik mengamati produk teknologi yang menggunakan energi listrik menjadi energi gerak seperti alat pengering rambut. Peserta didik diminta untuk menjelaskan bagaimana proses perubahan energi yang terjadi pada alat pengering rambut (energi listrik - energi gerak + energi panas) Cek jawaban peserta didik, jika jawaban betul, lewati Langkah 5 sampai 7 gunakan sebagai apersepsi dengan aktivitas demonstrasi sesuai LKPD-1 (Namun LKPD -1 tidak perlu dilakukan dalam aktivitas kelompok). Jika jawaban masih ada yang kurang, lakukan langkah 5 sampai 7 dengan pembelajaran kelompok sesuai alternatif 3 pada tindak lanjut asesmen. 5. Peserta didik berkelompok (satu kelompok 3 – 5 orang) transformasi energi. Eksplorasi dilakukan dengan bantuan aplikasi phet : https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energyforms-and-changes_in.html Bahan Ajar Lampiran 2. LKPD-1 6. Peserta didik mempresentasikan hasil eksplorasi transformasi energi. 7. Peserta didik menyimak penguatan dan koreksi mengenai bentuk-bentuk energi dan transformasi energi. Bahan Ajar Lampiran 1. Materi 1. PEMBELAJARAN MATERI -2 8.
Peserta didik menyimak gambar / video mobil yang sedang melaju pada ajang formula E di Jakarta
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
https://www.youtube.com/watch?v=OU87JIsMTXU 9.
Peserta didik mengemukakan pendapat mengenai : bagaimana proses perubahan energi pada mobil balap yang melaju?, Ditampilkan gambar mobil balap saat melaju di bidang lengkung, atau dijeda dari video youtube.
10. Peserta didik bernalar kritis, mengenai : -
Mengapa saat di lintasan lengkung / berbelok, arah mobil lebih mendekat pusat lintasan? Bagaimana kaitan hal ini dengan konsumsi energinya?.
11. Peserta didik berdiskusi dan membuat bahan presentasi mengenai: •
Pada baterai mobil listrik, saat mobil melaju, baterai menjadi panas. Apakah dalam hal ini berlaku hukum kekekalan energi?
•
Bagaimana upaya untuk mengurangi panas pada baterai mobil balap dan meningkatkan efisiensinya?.
•
Saat mobil balap bergerak pada lintasan, apakah berlaku hukum kekekalan energi mekanik?,
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
•
Bagaimana syarat berlakunya hukum kekekalan energi mekanik?.
•
Bagaimana kaitan konsumsi energi dan jari-jari lintasan gerak mobil balap pada tikungan?.
•
Apa ukuran energi yang digunakan pada mobil listrik dan satuannya?
•
Besaran dan satuan apa saja yang dapat digunakan untuk menggambarkan konsumsi energi?,
•
1 kwh setara dengan berapa joule
•
Apa saja bagian-bagian dari mobil listrik dan fungsinya.
12. Peserta didik memverifikasi dan mendapatkan penguatan mengenai hukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan namun dapat berubah bentuk. Pada saat ada gesekan tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik, sebagian energi berubah menjadi energi panas karena adanya gaya gesek. Alternatif media yang digunakan saat memberi penguatan mengenai hubungan gaya gesek dengan konsumsi energi pada benda bergerak pada bidang lengkung: https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park/latest/energy-skatepark_en.html (Atur friction (gaya gesek)). Contoh materi sederhana mengenai bagian penyusun mobil listrik dan fungsinya dapat dilihat pada Bahan Ajar Lampiran 1. Materi 2. Namun materi yang lebih luas dapat dieksplorasi lagi dari berbagai sumber. 13. Peserta didik melakukan refleksi pembelajaran dengan pertanyaan : -
Apakah bagian menarik dalam pembelajaran transformasi energi ini?
-
Apa yang kurang menarik selama proses pembelajaran transformasi energi ini?
Konsumsi Energi dan Energi Alternatif Langkah Kegiatan Sebelum pembelajaran, lakukan asesmen awal sebagai berikut: Ditampilkan grafik prediksi kebutuhan energi listrik di satu provinsi di Indonesia, kemudian peserta didik diminta menjelaskan bagaimana kebutuhan masyarakat
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
terhadap energi dari tahun ke tahun serta menjelaskan kebutuhan masyarakat berdasarkan jenis konsumsi energinya dan bagaimana ketersediaan untuk memenuhinya.
Sumber : https://www.researchgate.net/publication/275648788_Pengembangan_Energi_Alternatif_di_Daerah_Istimewa_Yogyakarta_Prospek_Jan
Selanjutnya diberikan beberapa gambar energi alternatif dan diminta menyebutkan gka_Panjang
jenisnya, (Contoh gambar pada Materi 3). Kemudian menjelaskan bagaimana potensi energi alternatif untuk memenuhi kebutuhan energi masyarakat. 1. Peserta didik mengamati beberapa gambar terkait konsumsi energi dalam kehidupan sehari-hari, khususnya pada masyarakat modern.
Sumber Gambar : 1)
https://www.planete-energies.com/en/medias/close/coal-power-generation-iron-and-steel-and-coal-chemistry
2)
https://yourteenmag.com/teenager-school/teens-high-school/parents-teen-driving/how-to-pump-gas
3)
http://www.businessinsider.sg/?r=US&IR=T
2. Peserta didik ditantang bernalar kritis:
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
-
mengemukakan permasalahan yang muncul berdasarkan gambar yang ditampilkan (diharapkan muncul masalah konsumsi energi bahan bakar minyak dan energi listrik)
-
mengapa pengembangan kendaraan listrik semakin popular dewasa ini?
3. Peserta didik berkelompok terdiri dari 3 -5 orang melakukan penyelidikan dan mendiskusikan hal hal sebagai berikut : ●
Bagaimana konsumsi masyarakat dewasa ini terhadap bahan bakar minyak dan energi listrik, khususnya di Indonesia?
●
Permasalahan apa saja yang terjadi di masa yang akan datang jika konsumsi energi tersebut terus meningkat?
●
Potensi energi alternatif apa saja yang dapat dikembangkan di wilayah Indonesia? (Pada materi ini dapat disesuaikan dengan wilayah terdekat yang dapat diobservasi peserta didik).
●
Bagaimana dampak penggunaan energi alternatif dalam kehidupan seharihari?
4. Peserta didik membuat karya presentasi mengenai konsumsi energi di Indonesia, jenis-jenis energi alternatif dan memilih satu contoh prinsip kerjanya, serta dampak dari eksploitasi penggunaannya. Format presentasi tergantung pada kreativitas peserta didik (misalkan berupa power point / slide / fishbone / sway / google site, mind map, prezi dll.). Dalam membuat presentasi disesuaikan dengan kondisi sarana prasarana yang tersedia di sekolah serta kemampuan peserta didik dalam menyajikannya. Berikan keleluasaan peserta didik untuk memilih media yang mereka minati. 5. Peserta didik mempresentasikan hasil karyanya. 6. Peserta didik mendapatkan penguatan mengenai urgensi sumber energi bagi masyarakat dan konsumsi energi di Indonesia, jenis-jenis energi alternatif termasuk energi surya dan biofuel serta memilih satu contoh prinsip kerjanya Bahan Ajar Lampiran 1. Materi 3 7. Peserta didik melakukan refleksi pembelajaran, misalkan dengan pertanyaan: -
Bagaimana kesan yang didapat selama pembelajaran materi energi alternatif ini?
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
-
Apakah saya saat ini sudah mampu membuat sumber listrik alternatif sendiri.
Bioenergi Langkah Kegiatan 1.
Peserta didik mengemukakan materi pembelajaran sebelumnya terkait masalah konsumsi energi dan potensi energi alternatif di Indonesia
2.
Peserta didik mengamati berbagai tanaman sebagai sumber bioenergi di Indonesia.
Sumber gambar : https://gimni.org/industri-sawit-potensial-dorong-pengembangan-bioenergi/
Peserta didik bernalar kritis : Indonesia masih dihadapkan pada masalah bahan bakar minyak, harga yang mahal atau kelangkaan BBM selalu menjadi isu hangat di Indonesia. Namun di sisi lain, sebagai negara penghasil kelapa sawit terbesar ke dua di dunia, minyak sawit mentah (crude palm oil/CPO) dari Indonesia sebagian besar diekspor ke berbagai negara lain padahal CPO merupakan salah satu bahan baku bioenergi yang dapat menjadi solusi dari pemenuhan kebutuhan Bahan Bakar Minyak dalam negeri. Menurut pendapat Kalian, apa masalah utama dari fenomena ini? 3.
Peserta didik mengingat kembali cara pembuatan biofuel yaitu : -
Pembakaran limbah organik kering
-
Fermentasi limbah basah seperti kotoran hewan dan limbah minyak goreng
-
Pengolahan tanaman yang mengandung kandungan minyak nabati tinggi seperti jarak, ganggang dan kelapa sawit.
Kemudian peserta didik menentukan cara mana yang paling mungkin dilakukan di sekolah dari ketiga cara di atas.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif 4.
Peserta didik mengamati masalah yang disajikan guru : -
Ditampilkan gambar, masyarakat yang sedang mengantri bensin / solar dan harga kenaikan solar yang selalu meningkat.
-
Ditampilkan gambar berlimpahnya limbah minyak goreng yang dikumpulkan home industry di lingkungan sekitar.
-
Ditampilkan bacaan bahaya limbah minyak goreng yang berbahaya jika dikonsumsi
Peserta didik diminta mengemukakan permasalahan dari gambar yang ditampilkan. Kemudian guru melakukan arahan bahwa masalah yang akan dibahas dalam pembelajaran ini adalah :”Bagaimana mengolah limbah minyak goreng menjadi biosolar”. 5.
Peserta didik secara berkelompok melakukan percobaan bagaimana cara mengolah limbah minyak goreng menjadi sumber energi alternatif Bahan Bakar pada skala rumah tangga. Pada saat membuat kelompok, perhatikan keberagaman kemampuan peserta didik. Peserta didik dengan keterampilan psikomotor tinggi dapat dijadikan ketua kelompok untuk memberi arahan kepada peserta didik dalam penggunaan alat-alat laboratorium dan melaksanakan percobaan. Bahan Ajar Lampiran 2. LKPD -2
6.
Peserta didik membereskan bahan-bahan kembali ke tempat semula dan membuat laporan hasil penyelidikan di rumah.
7.
Peserta didik mengkomunikasikan hasil percobaan dan melakukan diskusi kelas bagaimana hasil pengolahan limbah minyak goreng menjadi bahan bakar sebagai sumber energi alternatif.
8.
Setiap peserta didik diberi kesempatan untuk menilai hasil kerja kelompoknya dan hasil kerja kelompok lain serta memberi masukan-masukan perbaikan.
9.
Agar pembelajaran lebih menarik, beri kesempatan peserta didik untuk memasak menggunakan bahan bakar yang telah dihasilkan.
10. Peserta didik melakukan refleksi dan penguatan mengenai faktor apa saja yang menentukan keberhasilan pengolahan limbah minyak goreng menjadi bahan bakar.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Solar Energi 1. Peserta didik mengemukakan materi pembelajaran sebelumnya terkait energi alternatif 2. Peserta menyimak motivasi mengenai telepon seluler masa depan yang tidak memerlukan pengisi daya karena akan selalu terisi otomatis saat mendapatkan sinar matahari. 3. Peserta didik mengemukakan pengetahuan awalnya mengenai solar cell dan bagaimana mengukur energi matahari 4. Peserta didik menjawab prediksi apa yang mempengaruhi besar energi matahari yang diserap solar cell serta cara mengukurnya 5. Peserta didik bekerja kelompok untuk mengukur daya listrik dari solar cell saat di bawah sinar matahari. Alat dan bahan yang dibutuhkan yaitu sebuah solar cell, sebuah silinder kertas dengan panjang 10 kali dari jari-jarinya, multimeter, 3 buah resistor dengan hambatan berbeda.
Bahan Ajar Lampiran 2. LKPD -3 Sebelum memulai kegiatan percobaan, pastikan terlebih dulu peserta didik dapat menggunakan multimeter sebagai ampere meter dan voltmeter. Bagi peserta didik yang sudah menunjukkan mampu membaca dan menggunakan alat ukur dapat dijadikan tutor sebaya untuk mengajarkan kepada peserta didik lain. Jika ada yang masih kesulitan, dapat diberikan bimbingan langsung oleh guru. 6. Peserta didik mendiskusikan beberapa pertanyaan :
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
●
Bagaimana pengaruh tabung terhadap hasil pengukuran.
●
Bagaimana plastik transparan dan kertas warna terhadap hasil pengukuran.
●
apakah polusi udara mempengaruhi pengukuran.
●
apakah awan mempengaruhi pengukuran.
7. Peserta didik mempresentasikan hasil penyelidikannya, kemudian berdiskusi untuk menentukan faktor apa saja yang mempengaruhi daya listrik pada solar cell.
Pengayaan, membuat Solar Charger 1.
Peserta didik mengemukakan apersepsi terkait rangkaian listrik tertutup.
2.
Peserta didik mengemukakan pengetahuan awalnya mengenai pemanfaatan energi matahari sebagai sumber energi listrik misalkan dengan menggunakan solar cell.
3.
Peserta didik mengamati masalah sederhana terkait kebutuhan akan penggunaan energi alternatif misalkan kebutuhan akan power bank pengisi daya baterai handphone saat di tempat tidak ada colokan listrik berupa gambar/tayangan video
4.
Peserta didik untuk mengemukakan permasalahan serta memberi pendapat solusi untuk permasalahan tersebut
5.
Peserta didik merancang produk teknologi sumber energi alternatif terbarukan berupa solar charger. Bahan Ajar Lampiran 2. LKPD-4
6.
Peserta didik menerima peralatan untuk membuat solar charger, menjelaskan bagian-bagian komponen dan cara menghubungkannya.
7.
Peserta didik mengembangkan produk, menguji coba solar chargernya dan memperbaiki rancangannya disesuaikan dengan hasil uji coba.
8.
Peserta didik mempresentasikan hasil produknya, memberikan penilaian dan masukan untuk kelompok lainnya
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
ASESMEN PEMBELAJARAN
Penilaian pemahaman sains dilakukan selama proses pembelajaran melalui tes lisan atau kuis serta melalui tes formatif. Penilaian keterampilan proses dilakukan selama proses pembelajaran melalui penilaian presentasi dan penilaian produk.
LAMPIRAN 1. BAHAN AJAR Materi 1. Bentuk Bentuk Energi Klasifikasi energi berdasarkan pemakaiannya, yaitu : 1.
energi primer, yaitu energi yang langsung berasal dari alam seperti energi matahari, angin, air, nuklir, batubara dan minyak bumi.
2.
Energi sekunder, yaitu energi yang dihasilkan dari proses tertentu, misalkan energi listrik dihasilkan dari generator.
Klasifikasi energi berdasarkan ketersediaannya, yaitu : 1.
Energi tidak terbarukan yaitu energi yang sumber ketersediaannya terbatas di alam dan tidak dapat perbaharui jika sudah habis atau memerlukan waktu jutaan tahun untuk memperbarui misalkan batu bara, gas alam dan minyak bumi.
2.
Energi terbarukan yaitu energi yang sumber ketersediaannya tidak terbatas di alam, seperti energi matahari, energi air, angin, panas bumi dan bioenergi.
Contoh bentuk-bentuk energi seperti energi kimia, energi potensial, energi kinetik, energi listrik dan energi panas. A. Energi Kimia Contoh sumber energi kimia diantaranya berasal dari makanan dan bahan bakar, seperti minyak, gas, batu bara, dan kayu. Energi kimia yang berasal dari makanan dilepaskan oleh reaksi kimia dalam tubuh kita, hal ini membuat kita dapat melakukan berbagai jenis aktivitas. Demikian juga bahan bakar minyak dan gas menyebabkan transfer energi ketika dibakar mesin sehingga mesin mampu bergerak dan melakukan usaha. Contoh lain energi kimia yaitu baterai, energi kimia dari baterai dapat diubah menjadi energi listrik.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif B. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda karena posisinya terhadap pemukaan bumi. Benda pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi memiliki energi yang disimpan dalam bentuk energi potensial gravitasi. Energi ini siap diubah atau ditransfer menjadi energi lain. Besar energi potensial ditentukan oleh posisi ketinggian benda terhadap permukaan bumi, massa benda dan percepatan gravitasi bumi. Selain energi potensial gravitasi, ada pula energi potensial elastis. Usaha harus dilakukan untuk menekan atau meregangkan pegas atau bahan elastis dan energi ditransfer menjadi energi potensial; hal. disimpan dalam bentuk energi regangan (atau energi potensial elastis). Jika ketapel dilepaskan, energi regangannya energi akan ditransfer ke proyektil. C. Energi Kinetik Setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik dan semakin cepat bergerak, semakin besar energi kinetiknya. Contoh gerakan palu yang menancapkan paku ke sebatang kayu, terjadi perpindahan energi kinetik dari palu yang bergerak menjadi bentuk-bentuk energi lain. D. Energi Listrik Energi listrik dihasilkan oleh transfer energi pada pembangkit listrik dan dari dalam baterai. Energi listrik merupakan bentuk energi yang paling umum digunakan di rumah dan industri karena kemudahan transmisi dan transfer ke bentuk lain. E. Energi Panas Energi panas merupakan salah satu energi yang paling umum sebagai bentuk akhir dari perubahan bentuk energi. Energi panas akan mengalir jika terdapat perbedaan suhu antara dua benda. Materi 2. Transformasi dan Hukum Kekekalan Energi Energi bersifat kekal, artinya energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan namun energi dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya (transformasi). Pada kasus mobil balap yang sedang melaju, terjadi perubahan energi kimia dari baterai menjadi energi listrik kemudian menjadi energi kinetik. Semakin besar kecepatan mobil, energi kinetiknya semakin besar. Energi yang dikeluarkan ini tidak konstan sepanjang lintasan balap. Akibat gesekan, tidak seluruh energi listrik diubah menjadi energi kinetik, namun ada sebagian energi berubah menjadi energi panas baik gesekan antara ban dan jalan maupun
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
pada baterai. Untuk meningkatkan efisiensi kinerja baterai, berbagai upaya dilakukan untuk mengurangi suhu baterai akibat energi panas yang dihasilkan untuk mengurangi konsumsi saat mengalir Karena sebagian energi berubah menjadi panas, maka tidak semua energi yang diberikan menghasilkan usaha (perubahan energi kinetik). Oleh karena itu, semua mesin yang melakukan usaha memiliki efisiensi.
Sumber gambar : https://www.freepik.com/vectors/car Segala sesuatu yang dapat melakukan usaha dikatakan memiliki energi. Dengan kata lain energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Sebuah mobil yang bergerak dikatakan melakukan usaha akibat gaya penggerak mesin yang menyebabkan perpindahan. Sumber energi pada mobil yang bergerak berasal dari bahan bakarnya. Usaha dalam hal ini berbeda dengan istilah usaha yang digunakan dalam kehidupan seharihari. Besar usaha adalah perkalian skalar antara gaya dan perpindahan. Satuan energi sama dengan usaha yaitu Joule. Namun dalam kehidupan sehari-hari, satuan energi sering dinyatakan dalam kalori untuk sumber energi dari makanan dan kWh untuk sumber energi energi listrik. 1 kalori setara dengan 4,2 Joule. kWh yaitu singkatan kilo Watt hour dengan watt merupakan satuan untuk Daya. Ketika usaha dilakukan pada sebuah benda, benda dapat mengalami perubahan gerak yang berarti ada perubahan energi kinetik. Daya Daya yaitu laju setiap satu joule usaha setiap satuan waktu. Jika sebuah mesin mobil melakukan usaha 500 J selama 10 s, daya yang dihasilkannya adalah 50 W. Sebuah mobil kecil menghasilkan daya maksimum sebesar 25 MW.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
1 kilo Watt
= 10 Watt 3
1 Mega Watt = 10 Watt 6
1 Giga Watt = 10 Watt 9
1 kWh = 1 kilo Watt hour = 10 x 1 jam 3
= 1000 Watt x 60 menit = 1000 Watt x 60 x 60 second = 3600 000 Watt.second = 3600 000 Joule = 3,6 x 10 Joule 5
Daya juga biasa dinyatakan dalam horsepower (hp), 1 hp yaitu 745,7 watt. Pada saat mobil bergerak pada lintasan tikungan, meskipun lajunya konstan karena adanyan torsi untuk membelokan roda, konsumsi energinya mengalami peningkatan. Daya yang digunakan sebanding dengan torsi dan lajunya. Mobil Listrik
Sumber : https://afdc.energy.gov/vehicles/how-do-all-electric-cars-work Baterai tambahan berfungsi menyediakan energi untuk kelengkapan mobil seperti lampu, AC dan alat yang membutuhkan kelistrikan lainnya.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Colokan pengisi daya menghubungkan pengisi daya dari luar untuk mengisi muatan paket baterai. Konverter DC/DC, alat yang digunakan untuk menurunkan tegangan tinggi yang dihasilkan paket baterai menjadi tegangan yang lebih kecil yang dibutuhkan untuk menjalankan kelengkapan mobil dan mengisi muatan baterai tambahan. Motor listrik, menggunakan energi listrik yang dihasilkan paket baterai untuk memutarkan roda kendaraan. Beberapa jenis kendaraan listrik menggunakan motor listrik baik untuk menggerakan roda maupun berfungsi sebagai generator (menghasilkan energi listrik). Pengisi daya Onboard, mendapatkan listrik AC dari port pengisi daya, mengubahnya menjadi listrik DC untuk mengisi baterai. Alat ini juga menghubungkan alat epngisi daya dengan monitor baterai seperti tegangan, arus, suhu dan status pengisian daya. Pengatur daya listrik, berfungsi untuk mengatur aliran energi yang dihasilkan paket baterai untuk mengatur laju motor listrik dan momen gaya yang dihasilkannya. Sistem pendingin, sistem ini mengatur suhu yang seharusnya pada mesin, motor listrik, dan komponen listrik pada kendaraan Paket baterai, menyediakan energi listrik untuk menggerakan motor listrik. Sebuah baterai mobil listrik terdiri dari beberapa sel baterai yang digabungkan dalam sebuah modul yang digabung menjadi satu paket baterai (baterry pack). Jumlah sel baterai dalam satu modul berbeda-beda untuk setiap mobil, dalam satu paket baterai terdapat lebih dari 100 sel baterai. Transmisi listrik, berfungsi mentransmisi energi mekanik dari motor listrik ke roda penggerak mobil. Potensi Pengembangan Mobil listrik dan baterai di Indonesia dapat diakses pada laman : https://www.bkpm.go.id/id/publikasi/detail/berita/investasi-menjanjikan-di-sektor-industrisel-baterai-mobil-listrik-indonesia
Materi 3. Sumber Sumber Energi Alternatif Sumber energi utama dapat dibedakan menjdi dua jenis yaitu : ●
Energi terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya alam bumi yang tak terbatas dan tidak pernah habis. Contohnya energi matahari, angin, air dan panas bumi
●
Energi tidak terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya alam yang melalui proses pembentukan selama ratusan tahun. Dan apabila energi ini habis, maka
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
memerlukan waktu yang lama untuk dapat menggantikan energi tersebut. Contoh minyak bumi, batu bara dan gas. Dewasa ini dengan berkembangnya kebutuhan manusia dan meningkatnya jumlah populasi, kebutuhan akan sumber energi semakin meningkat sedangkan sumber energi yang banyak digunakan yaitu sumber energi dari bahan tidak terbarukan (bahan bakar fosil) seperti minyak bumi dan gas. Jika tidak ada upaya untuk mengubah sumber energi utama yang digunakan dalam kehidupan masyarakat modern sekarang, para ahli memperkirakan akan terjadi krisis energi bagi kehidupan manusia masa depan. Selain itu, penggunaan bahan bakar fosil juga tidak ramah lingkungan karena efek polusi karbondioksida yang dikeluarkannya. Oleh karena itu diperlukan upaya pengembangan teknologi yang dapat memanfaatkan sumber sumber energi terbarukan, mengingat Indonesia memiliki berbagai potensi pengembangan tersebut. 1. Solar Energi (Energi Surya) Solar energi atau energi surya atau energi matahari merupakan sumber energi utama di muka bumi. Segala kehidupan yang berlangsung sebagian besar sumber energinya berasal dari matahari. Mulai dari proses produksi makanan oleh tumbuhan melalui fotosintesis dengan menggunakan ultraviolet dari sinar matahari, sampai penggunaan sinar matahari sebagai sumber energi listrik. Teknologi yang dapat mengubah energi surya menjadi energy listrik yaitu Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik. Sel surya dapat dianalogikan sebagai komponen dengan dua terminal atau sambungan. Sel surya berfungsi seperti dioda, saat diberi cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan searah. Pada umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan searah sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala milliampere per cm . Tegangan ini sangat kecil sehingga sejumlah sel surya 2
disusun secara seri membentuk panel surya. Satu panel surya komersial menghasilkan tegangan searah bervariasi bergantung pada dimensinya. Pada umumnya tegangan yang dihasilkan antara 3 - 12 V dalam kondisi penyinaran standar.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Sumber gambar : https://ekonomi.bisnis.com/read/20200313/44/1212897/ini-lokasi-ladangpanel-surya-terbesar-di-indonesia Salah satu Pembangkit listrik tenaga surya yang dikembangkan di Indonesia yaitu PLTS Likupang yang berlokasi di Desa Wineru, Kecamatan Likupang Timur, Kabupaten Minahasa Utara, Provinsi Sulawesi Utara. Terdapat 64.620 hamparan panel surya membentang di atas ladang seluas 29 hektare dan menghasilkan energi mencapai 15 Megawatt per harinya. 2. Energi Angin Energi terbarukan yang berasal dari energi angin di Indonesia mulai dikembangkan. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu ( PLTB) atau angin yang menggunakan kincir angin raksasa dikembangkan di Desa Mattirotasi, Kecamatan Watang Pulu, Kabupaten Sidrap, Sulawesi Selatan (Sulsel). PLTB ini memiliki 30 Wind Turbin Generator (WTG) atau kincir angin dan menghasilkan listrik sebesar 75 Mega Watt (MW). PLTB Sidrap merupakan pembangkit tenaga angin pertama dan terbesar di Indonesia yang memanfaatkan lahan kurang lebih 100 hektar.
Gambar 1. Kincir raksasa di PLTB Sidrap Sumber: https://ekonomi.kompas.com
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif 3. Energi Air
Energi air yang dimaksud dalam hal ini merupakan energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Air pada ketinggian tertentu seperti air terjun menyimpan energi potensial dan energi kinetik. Energi ini dapat dimanfaatkan untuk diubah menjadi energi listrik maupun. Di Indonesia Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) sudah banyak dikembangkan di berbagai daerah diantaranya Waduk Cirata Jawa Barat, Waduk Saguling Jawa Barat, PLTA Sulewana, Poso, Sulawesi Tengah, PLTA Sigura-Sigura Samosir, Sumatera Utara, dan masih banyak lagi.
Sumber Gambar : https://artikel.rumah123.com/8-plta-di-indonesia-terbesar-saat-ini-untukkebutuhan-listrik-rumah-tangga-71793 PLTA merupakan salah satu pembangkit yang memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator). 4. Energi Geotermal Energi geothermal merupakan energi yang berasal dari sumber panas bumi. Jika diibaratkan air dingin dimasukan ke dalam poros atau lubang batuan di bawah permukaan bumi, maka akan keluar uap air pada poros atau lubang lainnya. Uap air ini yang kemudian dapat digunakan untuk menggerakan turbin dan menghasilkan energi listrik. Pembangkit listrik tenaga geothermal (panas bumi) di Indonesia salah satunya yaitu PLTP Kamojang Jawa
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Barat. PLTP Kamojang mulai beroperasi pada tahun 1982 dengan 1 unit pembangkit dan terus berkembang sampai hari ini mengoperasikan 7 pembangkit dengan daya listrik yang dihasilkan sebesar 375 MW.
Sumber gambar : https://rm.id/baca-berita/ekonomi-bisnis/30180/pltp-kamojang-unit-1-cikalbakal-pembangkit-geothermal-di-tanah-air 5. Bioenergi Bioenergi merupakan energi terbarukan yang berasal dari bahan oragnik. Bioenergi dibagi menjadi tiga jenis yaitu biomassa, biofuel dan biogas. Biofuel dapat dihasilkan dari tanaman, limbah industri dan limba pertanian. Cara menghasilkan biofuel dapat dilakukan melalui : 1.
Pembakaran limbah organik kering
2.
Fermentasi limbah basah
3.
Pengolahan tanaman yang memiliki kandungan minyak nabati tinggi.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
LAMPIRAN 2. LKPD LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ( LKPD – 1) BENTUK BENTUK ENERGI Sulit untuk menentukan dengan tepat apa definisi energi. Sebelum kita belajar lebih lanjut, temukan contoh contoh energi yang ada di lingkungan sekitar mu, kemudian identifikasi bentuk energinya tuliskan pada tabel di bawah ini.
BENTUK BENTUK ENERGI Contoh
Gambar SEQ Gambar \* ARABIC 1. Kita memerlukan energi untuk membuat HP tetap hidup (HYPERLINK "D:\\++ WORKSHOP PUSMENJAR\\MODUL AJAR\\REVISI MODUL\\Sumber : https:\\stelr.org.au\\wpcontent\\uploads\\2020\\02\\Renewable-Energy4th-Student-EBOOK-200212.pdf) )" Sumber : Bentuk Energi BesarEnergi https://stelr.org.au/wpcontent/uploads/2020/02/Renewable-Energy-4thStudent-EBOOK-200212.pdf)
Energi Kimia ) Benda Pada Ketinggian
Bergantung pada jumlah dan jenisnya
Energi Potensial Gravitasi
Bergantung ketinggian benda di atas permukaan tanah,
… … … …
… … … …
(Sumber gambar : polarpedia.edu ) … … … …
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Berdasarkan hasil pengamatanmu, sebutkan bentuk bentuk energi dan jelaskan berkaitan dengan apa bentuk energi tersebut Bentuk Energi Energi Kimia Energi potensial Gravitasi
Catatan Energi yang dihasilkan melalui proses kimia Energi yang dihasilkan akibat posisi benda bermassa dalam medan gravitasi
… … … …
… … … …
Berdasarkan hasil penemuan mu, apa satuan yang digunakan untuk menyatakan besar energi dalam kehidupan sehari-hari?
Perhatikan gambar di bawah ini !
(Sumber gambar : http://stlr.atse.org) Semua aktivitas di atas dilakukan dengan menggunakan energi. Identifikasi semua bentuk energi pada gambar tersebut.
Nama Benda / Aktivitas
Bentuk Energi
… …
… …
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Setelah Anda berdiskusi mengenai contoh dan bentuk bentuk energi, silahkan diskusikan kembali, apakah energi ? Klasifikasikan energi berdasarkan pemakaiannya dan klasifikasikan energi berdasarkan ketersediaannya.
Satuan energi dalam kehidupan sehari-hari dapat dinyakan dalam Joule, Kalori dan kWh ? Nyatakan Konversi ketiganya : 1 Joule
=
kalori
1 kWh
=
Joule
Transformasi Energi Energi tidak dapat dihilangkan atau dimusnahkan namun dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang laiinya. Coba eksplorasi animasi phet mengenai bentuk energi dan perubahan energi. Jalankan link berikut : https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energy-forms-andchanges_in.html (Jika tidak ada akses internet, amati gambar yang disajikan) Identifikasi, perubahan energi yang terjadi pada setiap prosesnya. Jelaskan hasil pengamatanmu terhadap besaran-besaran yang kamu amati, variable apa yang kamu ubahubah dalam pengamatan dan variabel apa yang dipengaruhinya. Jelaskan kaitan antar variable tersebut. Hasil Pengamatan Pengamatan 1 : Sepeda, generator, air
Perubahan Energi :
Variabel yang dapat diubah (Variabel Bebas) : ______________________________
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Variabel yang dipengaruhi (Variabel Terikat) : ______________________________ Hasil Pengamatan Hubungan antar Variabel :
Pengamatan 2 :
Perubahan Energi :
Variabel yang dapat diubah (Variabel Bebas) : ______________________________ Variabel yang dipengaruhi (Variabel Terikat) : ______________________________ Hasil Pengamatan Hubungan antar Variabel : Pengamatan 3 :
Perubahan Energi :
Variabel yang dapat diubah (Variabel Bebas) : ______________________________ Variabel yang dipengaruhi (Variabel Terikat) : ______________________________ Hasil Pengamatan Hubungan antar Variabel :
Pengamatan 4 :
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Perubahan Energi :
Variabel yang dapat diubah (Variabel Bebas) : ______________________________ Variabel yang dipengaruhi (Variabel Terikat) : ______________________________ Hasil Pengamatan Hubungan antar Variabel : Pengamatan 5 :
LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ( LKPD – 2) PENGOLAHAN LIMBAH MINYAK GORENG MENJADI BAHAN BAKAR Tujuan:
Mengolah limbah minyak goreng menjadi biosolar pada skala rumah tangga Alat dan Bahan ▪
Minyak Jelantah 500 ml = 0,5 L
▪
Soda api (NaOH) 1 - 3 gram
▪
Methanol/Spirtus (CH3OH) 500 ml
▪
Botol plastik/gelas kaca 600 ml
▪
Botol plastik 1,5 liter + paku pada tutup botol
▪
Botol plastik 1,5 liter + lubang pada bagian bawah botol
▪
Panci
▪
Gelas ukur
▪
Termometer
▪
Saringan
▪
Masker sekali pakai yang masih bersih
▪
Sarung tangan
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Prosedur Kegiatan 1.
Ukur terlebih dulu massa jenis minyak jelantah yang akan diolah.
2.
Siapkan beberapa masker kemudian potong untuk diambil bagian lapisan filter udara untuk dijadikan saringan minyak jelantah.
3.
Letakan beberapa lapisan filter dari masker tadi di atas gelas ukur lalu tuangkan minyak jelantah kotor di lapisan filter untuk memisahkan kotoran-kotoran yang tidak diinginkan.
4.
Pindahkan kembali minyak jelantah tersebut ke dalam panci untuk dipanaskan.
5.
Sebelum proses pemanasan minyak jelantah, terlebih dahulu siapkan katalis yang pertama yakni soda api dengan perbandingan 3 : 1 atau sebanyak 1,5 gram soda api untuk 500 mL minyak jelantah. Setelah itu masukan soda api ke dalam gelas kaca yang tahan panas.
6.
Siapkan katalis yang kedua yakni cairan metanol dengan perbandingan 1 : 5 atau sebanyak 100 ml methanol untuk 500 mL minyak jelantah.
7.
Campurkan kedua katalis yang sudah disiapkan lalu aduk hingga katalis-katalisnya larut satu sama lain.
8.
Setelah larutan katalis tercampur merata, hangatkan minyak jelantahnya sampai 50°C (gunakan thermometer untuk mengukur suhunya).
9.
Campurkan minyak jelantah yang sudah hangat dengan larutan katalis dan aduk selama 10-15 menit.
10. Pindahkan minyak jelantah yang sudah tercampur dengan katalisnya ke dalam wadah transparan, diamkan selama 24 jam agar lapisan asam lemak gliserol-nya beku dan mudah untuk diambil. Setelah didiamkan, lihat kembali hasil proses pemisahan antara minyak biodiesel pada bagian atas lapisan dan asam lemak gliserol pada bagian bawah lapisan. 11. Siapkan botol dengan lubang paku dan pindahkan minyak biodiesel ke dalam botol lubang paku tadi. 12. Minyak biodiesel lapisan bagian atas akan kita cuci dengan air hangat dengan perbandingan 1 : 2, atau 250 ml minyak jelantah, 500 ml air hangat. 13. Langkah selanjutnya, larutkan air hangat ke dalam minyak biodiesel agar katalis yang masih tercampur ikut larut bersama dengan air hangat. Setelah tercampur, lakukan proses pemisahan kembali dan tunggu selama 15 menit hingga lapisan air dan minyak terbentuk.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
14. Jika kedua lapisan sudah terbentuk, maka kita tinggal mencabut paku pada tutup botol untuk membuang hasil pada lapisan paling bawah. Lalu, lakukan proses pencucian minyak biodiesel ini beberapa kali secara perlahan-lahan hingga lapisan air yang sudah tercampur tidak terlalu putih pekat. Siapkan botol lainnya untuk menampung hasil proses pencucian minyak biodieselnya. 15. Tahapan terakhir adalah memisahkan minyak biodiesel dengan air maupun larutan katalis yang masih ada dengan cara memanaskan minyak biodiesel hingga air dan katalis- katalis yang masih terikat di dalam minyak biodiesel mengalami proses penguapan. 16. Pada proses pengemasan, pastikan minyak tidak lagi panas sebelum dikemas ke botol. 17. Ukur massa jenis minyak biodiesel yang dihasilkan serta volumenya. 18. Lakukan pengujian apakah minyak biodiesel tersebut dapat digunakan sebagai bahan bakar (bioenergi).
LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ( LKPD – 3) Pengukuran Radiasi Matahari Tujuan: -
Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan keluaran dari solar cell
Alat dan Bahan: -
1 buah multitester
-
Lux meter
-
1 buah solar cell,
-
1 buah silinder kertas dengan panjang 10 kali dari jari-jarinya,
-
3 buah resistor dengan hambatan berbeda.
Prosedur Kegiatan: 1.
Rangkai alat seperti gambar.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
2.
Ukur intensitas cahaya dan tegangan keluaran untuk setiap solar cell yang telah dibuat No
Dimensi Solar Cell ( cm x cm )
Intensitas Cahaya
Arus
Tegangan
(Lux Meter)
(mA)
(Volt)
1 2 3 Buatlah kesimpulan dari penyelidikan yang telah dilakukan 1.
Lakukan analisis Jenis dimensi solar cell yang akan Saudara pilih dari tabel 2 di atas untuk dijadikan sebagai solar charger yang dapat dihubungkan langsung ke telepon seluler? Jelaskan.
2.
Pilih salah satu solar cell, kemudian ganti tabung dengan kertas warna yang berbeda, amati kembali intensitas cahaya dari sinas matahari , arus dan tegangan yang dihasilkan solar cell. Gunakan minimal 2 kertas warna yang berbeda.
3.
4.
Diskusikan beberapa pertanyaan : ●
Bagaimana pengaruh tabung terhadap hasil pengukuran.
●
Bagaimana plastik transparan dan kertas warna terhadap hasil pengukuran.
●
apakah polusi udara mempengaruhi pengukuran.
●
apakah awan mempengaruhi pengukuran.
Tuliskan hasil analisisnya dan sajikan di depan kelas.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK ( LKPD – 4) RANCANG BANGUN SOLAR CHARGER Tujuan: Merancang, membuat dan mengujicoba produk teknologi yang memanfaatkan energi alternatif terbarukan Alat dan Bahan :
Tuliskan Rancangan Solar Charger yang akan dibuat, jelaskan fiturnya dan mengapa rancangan nya demikian. Tambahkan gambar serta dimensinya Fitur Solar charger :
Gambar rancangan dan dimensi
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Mengapa Rancangan Demikian :
Berdasarkan alat yang dibagikan oleh guru, apakah rancangan mu mengalami perubahan? Mengapa demikian? … Buatlah solar charger sesuai rancangan. Ambil beberapa foto dan letakan di sini
Lakukan ujicoba pengukuran tegangan dengan menggunakan voltmeter Tanggal pengukuran
:
Lokasi pengukuran
:
Waktu pengukuran pukul
:
Intensitas cahaya
:
No 1. 2. 3. 4.
Voltmeter (Volt)
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Apakah nilai voltmeter yang ditunjukkan sesuai dengan nilai tegangan yang dibutuhkan handphone untuk proses charging? Jika ya, uji coba solar charger tersebut untuk mengisi daya baterai hand phone, kemudian ambil beberapa data dan simpulkan Jika tidak, hal apa yang perlu diperbaiki? Ujicoba solar panel tersebut untuk menyalakan LED, apakah lampu LED dapat menyala? Jelaskan proses transformasi energi yang terjadi pada produk tersebut serta jelaskan manfaatnya dalam kehidupan kita
LAMPIRAN 3. CONTOH INSTRUMEN ASESMEN Tes Sumatif
KKTP -1 1. a. Jelaskan dan berikan contoh energi terbarukan dan energi tidak terbarukan Jawaban -
Energi terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya alam bumi yang tak terbatas dan tidak pernah habis. Contohnya energi matahari, angin, air dan panas bumi
-
Energi tidak terbarukan ialah energi yang diperoleh dari sumber daya alam yang melalui proses pembentukan selama ratusan tahun. Dan apabila energi ini habis, maka memerlukan waktu yang lama untuk dapat menggantikan energi tersebut. Contoh minyak bumi, batu bara dan gas.
Diberikan Poin 10 jika jawaban lengkap. Diberikan Poin 5 jika jawaban tidak lengkap b.
Deskripsikan perubahan (transformasi) energi pada alat di bawah ini :
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Jawaban: -
Gerak kaki mengubah energi kimia dalam tubuh menjadi energi kinetik berupa putaran roda
-
energi kinetik menggerakan generator, sehingga energi kinetic berubah menjadi listrik.
-
Energi listrik digunakan untuk memanaskan filament kawat sehingga terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor (panas)
-
Energi kalor memanaskan air pada tabung dan menggerakan molekul-molekul air sehingga lebih cepat bergerak, dalam hal ini berbarti energi kalor berubah menjadi energi kinetik. Diberikan Poin 10 jika jawaban lengkap.
Diberikan Poin 2,5 jika jawaban hanya mencantumkan 1 dari beberapa perubahan energi KKTP -2 2.
Dewasa ini Sebagian besar energi masih berasal dari bahan bakar fosil yang merupakan energi tidak terbarukan sehingga semakin lama ketersediaannya akan menurun. Sementara itu kebutuhan energi dunia terus bertambah dengan rata-rata 3,6 % per tahun. Jika pada tahun 2025 kebutuhan energinya adalah 1,1 milyar setara barel minyak(SBM), berapa rata-rata kebutuhan energi pada tahun 2030?. Jawaban Tahun 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Rata-rata kebutuhan energi milyar (SBM) 1,10 1,10 + (3,6 % x 1,10) = 1,14 1,14 + (3,6% x 1,14) = 1,18 1,18 + (3,6% x 1,18) = 1,22 1,22 + (3,6% x 1,22) = 1,26 1,26 + (3,6% x 1,21) = 1,31 Total poin = 10
KKTP -3 3.
Jelaskan dua contoh pemanfaatan sumber energi alternatif yang sudah dikembangkan di Indonesia!. Jawaban: 1.
Sumber energi listrik tenaga air (PLTA). Contoh PLTA Saguling, Cirata, Jatiluhur
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
2.
Sumber energi listrik tenaga panas bumi (Geotermal). Contoh PLTP Patuha, Kamojang
3. Sumber energi listrik tenaga angin. Contoh PLTB Sidrap Jawaban untuk pertanyaan ini dapat bervariasi, termasuk juga contoh yang disebutkan. Guru perlu memeriksa apakah jawaban yang diberikan peserta didik sesuai dengan sumber energi alternatif atau tidak. Berikan 10 poin jika dua jawaban tersebut benar. Total poin = 10 KKTP -4 4. Sebagai daerah tropis yang mendapatkan cahaya matahari sepanjang tahun, Indonesia memiliki potensi yang sangat besar untuk mengembangkan sumber energi listrik tenaga surya sebagai alternatif pengganti minyak dan batu bara. Berikan analisis mengenai keuntungan dan kerugian mengembangkan energi listrik tenaga surya. Jawaban : Keuntungan : 1.
Tidak membuang karbon dioksida (CO2).
2.
Tidak mengkonsumsi bahan bakar fosil.
3.
Sumber tenaga surya tidak akan habis.
4.
Setelah pembangkit listrik tenaga surya terpasang, biaya pembayaran tagihan listrik menjadi murah (tidak ada).
5.
Menggunakan kekuatan alam atau energi bersih.
Kerugian: 1.
Biaya awal pemasangan cukup tinggi
2.
Tergantung pada cuaca, khususnya intensitas cahaya matahari
3.
Penyimpanan energi matahari cukup mahal
4.
Diperlukan banyak ruang untuk pemasangannya
5.
Polusi dihasilkan setelah sel fotovoltaik mati (habis masa lifetime nya)
Diberikan : Poin 1: Baik keuntungan yang benar atau kerugian yang benar dijelaskan (seperti yang ditunjukkan dalam jawaban di atas), setiap 1 jawaban diberikan 1 poin
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Kode 0: Tidak dijelaskan keuntungan yang benar atau kerugian yang benar. Contoh keuntungan atau kerugian yang tidak dapat diterima diberikan di bawah ini. • Baik untuk lingkungan atau alam. [Jawaban ini adalah pernyataan umum.] • Biaya untuk membangun pembangkit tenaga angin lebih murah daripada membangun pembangkit listrik berbahan bakar fosil. [Ini mengabaikan fakta bahwa sejumlah besar tenaga surya juga memerlukan biaya tinggi saat pemasangan) KKTP -5 5.
Perhatikan Artikel berikut : Matahari Untuk PLTS di Indonesia
Pemanfaatan energi matahari sebagai sumber energi alternatif untuk mengatasi krisis energi, khususnya minyak bumi, yang terjadi sejak tahun 1970-an mendapat perhatian yang cukup besar dari banyak negara di dunia. Di samping jumlahnya yang tidak terbatas, pemanfaatannya juga tidak menimbulkan polusi yang dapat merusak lingkungan. Cahaya atau sinar matahari dapat dikonversi menjadi listrik dengan menggunakan teknologi sel surya atau fotovoltaik. Potensi energi surya di Indonesia sangat besar yakni sekitar 4.8 KWh/m2 atau setara dengan 112.000 GWp, namun yang sudah dimanfaatkan baru sekitar 10 MWp. Saat ini pemerintah telah mengeluarkan roadmap pemanfaatan energi surya yang menargetkan kapasitas PLTS terpasang hingga tahun 2025 adalah sekitar 50 MWp/tahun. Jumlah ini merupakan gambaran potensi pasar yang cukup besar dalam pengembangan energi surya di masa datang. Sumber artikel : https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/matahari-untuk-plts-di-indonesia Berdasarkan artikel tersebut, apakah pernyataan-pernyataan berikut benar atau salah? Beri tanda centang (√) pada kolom Benar atau Salah untuk setiap pertanyaan. Pernyataan Benar Energi matahari tidak menimbulkan polusi yang dapat merusak
Salah
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
lingkungan Teknologi fotovoltaik mengubah energi matahari menjadi energi listrik Energi yang dihasilkan solar cell 1kWh/m2 setara dengan 23.333,33 GWp Salah satu kekurangan sel surya konvensional yaitu kekurangan bahan bakunya Jawab pertanyaan berikut : Energi surya 1 kWp tidak berarti menghasilkan energi 1kWh setiap jam. Hasil energi listrik yang dihasilkan dipengaruhi oleh berbagai faktor termasuk durasi “equivalent sun hour” (lama terkena sinar matahari), suhu dan kecepatan angin. Jika kondisi nyata rata-rata energi yang dihasilkan yaitu sekitar 80%, dengan durasi “equivalent sun hour” 4 jam, Tentukan daya kapasitas PLTS dalam satu bulan untuk 1 kWp Jawaban : Dengan durasi equivalent sun hour 4 jam per hari, maka perkiraan produksi nyata panel surya 1 kWp : Daya listrik yang dihasilkan per jam = 80% x 1 kWh = 0,8 kWh Daya listrik yang dihasilkan per hari = 0,8 kWh x 4 = 3,2 kWh Daya listrik yang dihasilkan per bulan = 3,2 kWh x 30 hari = 96 kWh Rubrik Pemetaan Asesmen Awal Beri tanda Ceklis jika menunjukkan KKTP berdasarkan N
Nama
o
Siswa
pertanyaan pada asesmen awal 1
1. 2. ....
Instrumen Presentasi
Penilaian Presentasi
2
3
4
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
N
Nama
o
Siswa
Sistemati
Penggunaan
ka
bahasa
Presentasi
Kejelasan menyampaik
Komunikati
Kebenaran
f
Konsep
an
1. 2. ....
Rubrik Asesmen Presentasi No. 1
2
3
Kriteria Penilaian
Indikator Penilaian
Kurang Materi presentasi
Materi presentasi
Materi presentasi
Materi presentasi diajukan
Presentasi
diajukan secara
diajukan secara
diajukan secara runtut
secara runtut dan sistematis
tidak runtut dan
kurang runtut dan
tetapi kurang
tidak sistematis
tidak sistematis
sistematis
Menggunakan
Menggunakan
bahasa yang baik,
bahasa yang baik,
kurang baku, dan
kurang baku, dan
tidak terstrukutur
terstrukutur
Penggunaan bahasa
Kejelasan
Artikulasi kurang
menyampaikan
jelas, suara tidak tele
Menggunakan bahasa yang baik, baku, tetapi kurang terstrukutur
Artikulasi jelas,
Artikulasi kurang
suara terdengar,
jelas, suara terdengar,
tetapi bertele-tele
tidak bertele-tele
Komunikatif
sepanjang
lebih banyak menatap catatan saat menjelaskan dari
menjelaskan
Kebenaran Konsep
baik, baku dan terstrukutur Artikulasi jelas, suara terdengar, tidak bertele-tele
pada audiens
lebih banyak menatap
saat menjelaskan dari pada
audiens saat
catatan, dan menggunakan
menjelaskan dari pada
gestur yang membuat audiens
catatan, tanpa ada
memperhatikan
gestur tubuh
Menjelaskan 1 dari
Menjelaskan 2 dari
Menjelaskan 3 dari 4
4 konsep esensial
4 konsep esensial
konsep
dengan benar
dengan benar
dengan benar
Instrumen Penilaian Produk Panduan/Rubrik Penilaian
Menggunakan bahasa yang
lebih banyak menatap audiens Membaca catatan
5
Sangat Baik
Baik
Sistematika
terdengar, bertele4
Cukup
esensial
Menjelaskan seluruh konsep esensial dengan benar
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Lembar Penilaian Proyek dan Produk Kelompok
:
Anggota
: Penilaian
No.
Indikator Penilaian
A
Perencanaan
1
Persiapan alat dan bahan
2
Rancangan: a.
Gambar rancangan
b.
Alur kerja dan deskripsi
c.
penggunaan alat
Kurang
B
Hasil Akhir (produk)
3
Bentuk fisik
4
Inovasi alat
C
Laporan
5
Laporan dibuat dengan kriteria: a.
Kebermanfaatan laporan
b.
Sistematika laporan
c.
Penulisan kesimpulan
Cukup
Baik
Sangat Baik
Keterangan: * berilah tkalian check (√) pada kolom yang sesuai. Rubrik Penilaian Proyek dan Produk Kriteria Penialaian
Indikator
No.
Penilaian
Kurang
Cukup
Baik
Sangat Baik
A
Perencanaan
1
Persiapan alat dan
Hanya
Alat dan bahan
Alat dan bahan
Alat dan
bahan
menuliskan
kurang lengkap
lengkap tetapi
bahan lengkap
tidak sesuai
sesuai dengan
dengan gambar
gambar
rancangan
rancangan
Terdapat
Terdapat
rancangan dan tetapi
alat
bahan, tidak
menyiapkan alatnya 2
Rancangan: a. b.
Hanya
terapat
Hanya
terapat
Gambar
satu dari tiga hal
dua dari tiga hal
gambar
gambar
rancangan
yang dinilai.
yang dinilai.
rancangan, alur
rancangan,
kerja dan cara
alur kerja dan
Alur
kerja
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
c. B
dan deskripsi
penggunaan alat
cara
penggunaan
tetapi kurang
penggunaan.
alat
sesuai
Hasil
Akhir
(produk) 3
Bentuk fisik
Alat
tidak
Alat sesuai
Alat kurang
Alat sesuai
sesuai
rancangan dan
sesuai
rancangan dan
rancangan dan
tidak dapat
rancangan
dapat
tidak dapat
digunakan
tetapi dapat
digunakan
digunakan 4
Inovasi alat
digunakan
Alat dibuat dari
Alat dibuat dari
Alat dibuat
Alat dibuat
bahan yang ada
bahan yang ada
dari bahan
dari bahan
di
di lingkungan
yang ada di
yang ada di
lingkungan
sekitar tetapi
lingkungan
lingkungan
sekitar tetapi
desain kurang
sekitar dan
sekitar, desain
desain tidak
menarik
menarik
menarik dan lain
menarik
daripada
yang
lain (desain baru) C
Laporan
5
Laporan
dibuat
Sistematika
Sistematika
Sistematika
laporan sesuai
laporan sesuai
laporan sesuai
dengan kriteria,
dengan kriteria,
dengan
isi laporan
isi laporan
kriteria, isi
kurang
kurang
laporan
laporan
bermanfaat dan
bermanfaat dan
bermanfaat
Penulisan
kesimpulan
kesimpulan
dan
kesimpulan
tidak sesuai
sesuai
kesimpulan
dengan kriteria: a. b. c.
Menyusun laporan,
Kebermanfaat
tidak
an laporan
kriteria
Sistematika
terpenuhi
tetapi ada yang
sesuai.
DAFTAR PUSTAKA Ai Sri Nurhayati, Sumber Energi Listrik Alternatif. https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id/repos/FileUpload/sumber%20energi%20Tr agedi%20Nasional/Topik-2.html Ayuk Ratna Puspaningrum, dkk. 2021 Ilmu Pengetahuan Alam, Jakarta : Kementrian Pendidikan Kebudayaan, Riset dan Teknologi Ni Ketut Lasmi. 2022. IPA Fisika SMA/MA Kelas X. Jakarta : Erlangga Jhon D Cutnell, Kenneth W Jhonson. 2012. Physics 9 Edition. Jhon Willey & Sons, Inc.
Modul Ajar. Fisika Fase E Energi Alternatif
Tom Duncan, Heather Kenneth. 2012. Cambridge IGCSE Physics Third Edition. Hodder Education
View more...
Comments
