PENDIDIKAN KEPENDUDUKAN dan LINGKUNGAN HIDUP

A. Latar Belakang Mempelajari Pendidikan Kependudukan dan Lingkungan Hidup ( PKLH)
Di dalam datu pelajaran di tingkata SMP dan SMA juga Perguruan Tinggi sudah di kenalkan PKLH karena mempelajari PKLH sangat banyak mamfaatnya terutama bagi kita sebagai manuasia yang membutuhkan alam ini yang masih asri.
Kepedulian manusia terhadap lingkungan sangat mempengaruhi maka dari itu sekarang banyak slogan-slogan tentang lingkungan hidup yaitu BACK TO NATURE! Yang mana slogan tersebut akan menggugah hati manusia untuk mencintai alam dengan baik.
Di dalam satu konferensi yaitu konferensi Bumi pada tanggal 5 juni 1972 di sebut juga dengan hari lingkungan hidup dan adanya KTT Bumi 1992 di Brazil tepatnya di kota Rio de Janeiro yang mana dalam hasil KTT Bumi 1992 menghasilkan satu opini atau pendapat yang mufakat yaitu orientasi pembangunan yang baru harus menghasilkan pembangunan berkelanjutan dan berwawasan lingkungan ( Sustainable Development )yaitu pembangunan yang memperhatikan kepentingan generasi muda dan PKLH merupakan satu program pendidikan di sekolah-sekolah agar manusia dapat mencintai alam ini dengan baik.
Di dalam mempelajari PKLH ada beberapa masalah yang harus kita ketahui yaitu :
 Masalah Lingkungan
Masalah lingkungan hidup sangat mempengaruhi dengan kondisi lingkungan hidup kita di bumi ini yaitu antara manusia dengan lingkungan hidup dan lingkungan hidup dengan manusia maksudnya adalah pengaruh manusia terhadap lingkungan hidup yaitu manusia yang mampu mengubah lingkungan hidup dengan kehendaknya sendiri dengan menggunakan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terus maju dan kondisi tersebut di namakan kondisi Pussibelisme sedangkan pengaruh lingkungan hidup dengan manusia yaitu manusia akan berkembang dengan ilmu pengetahuan dan teknologinya yang sudah di pelajari tetapi lingkungan hidup tidak mendukung atau cuaca tidak mendukung maka manusia tidak akan bisa menciptakan satu hal yang mereka inginkan atau alat yang di ciptakannya akan sederhana kondisi tersebut di namakan kondisi Pitysis Determini.
Apabila interaksi manusia dengan lingkungan hidup tidak seimbang maka akan muncul masalah terhadap lingkungan dan sebaliknya apabila interaksi manusia dengan lingkungan hidup seimbang maka tidak akan muncul masalah lingkungan hidup.
Komisi Dunia untuk lingkungan di PBB (WECD) yaitu penyebab masalah lingkungan hidup yaitu :
a. Jumlah populasi manusia yang semakin tinggi
b. Efek rumah kaca (ERK)
c. Lapisan ozon (O3)
d. Hujan asam
e. Naiknya permukaan air laut




Gambar lapisan bumi





Gas rumah kaca adalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia.Gas rumah kaca yang paling banyak adalah uap air yang mencapai atmosfer akibat penguapan air dari laut, danau dan sungai. Karbondioksida adalah gas terbanyak kedua. Ia timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan vulkanik; pernapasan hewan dan manusia (yang menghirup oksigen dan menghembuskan karbondioksida); dan pembakaran material organik (seperti tumbuhan).Karbondioksida dapat berkurang karena terserap oleh lautan dan diserap tanaman untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Fotosintesis memecah karbondioksida dan melepaskan oksigen ke atmosfer serta mengambil atom karbonnya.
Uap air adalah gas rumah kaca yang timbul secara alami dan bertanggung jawab terhadap sebagian besar dari efek rumah kaca. Konsentrasi uap air berfluktuasi secara regional, dan aktivitas manusia tidak secara langsung mempengaruhi konsentrasi uap air kecuali pada skala lokal.Dalam model iklim, meningkatnya temperatur atmosfer yang disebabkan efek rumah kaca akibat gas-gas antropogenik akan menyebabkan meningkatnya kandungan uap air di troposfer, dengan kelembapan relatif yang agak konstan. Meningkatnya konsentrasi uap air mengakibatkan
meningkatnya efek rumah kaca; yang mengakibatkan meningkatnya temperatur; dan kembali semakin meningkatkan jumlah uap air di atmosfer. Keadaan ini terus berkelanjutan sampai mencapai titik ekuilibrium (keseimbangan). Oleh karena itu, uap air berperan sebagai umpan balik positif terhadap aksi yang dilakukan manusia yang melepaskan gas-gas rumah kaca seperti CO2[1]. Perubahan dalam jumlah uap air di udara juga berakibat secara tidak langsung melalui terbentuknya awan.s
Karbondioksida
Manusia telah meningkatkan jumlah karbondioksida yang dilepas ke atmosfer ketika mereka membakar bahan bakar fosil, limbah padat, dan kayu untuk menghangatkan bangunan, menggerakkan kendaraan dan menghasilkan listrik. Pada saat yang sama, jumlah pepohonan yang mampu menyerap karbondioksida semakin berkurang akibat perambahan hutan untuk diambil kayunya maupun untuk perluasan lahan pertanian.
Walaupun lautan dan proses alam lainnya mampu mengurangi karbondioksida di atmosfer, aktivitas manusia yang melepaskan karbondioksida ke udara jauh lebih cepat dari kemampuan alam untuk menguranginya. Pada tahun 1750, terdapat 281 molekul karbondioksida pada satu juta molekul udara (281 ppm). Pada Januari 2007, konsentrasi karbondioksida telah mencapai 383 ppm (peningkatan 36 persen). Jika prediksi saat ini benar, pada tahun 2100, karbondioksida akan mencapai konsentrasi 540 hingga 970 ppm. Estimasi yang lebih tinggi malah memperkirakan bahwa konsentrasinya akan meningkat tiga kali lipat bila dibandingkan masa sebelum revolusi industri.
Metana
Metana yang merupakan komponen utama gas alam juga termasuk gas rumah kaca. Ia merupakan insulator yang efektif, mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak bila dibandingkan karbondioksida. Metana dilepaskan selama produksi dan transportasi batu bara, gas alam, dan minyak bumi. Metana juga dihasilkan dari pembusukan limbah organik di tempat pembuangan sampah (landfill), bahkan dapat keluarkan oleh hewan-hewan tertentu, terutama sapi, sebagai produk samping dari pencernaan. Sejak permulaan revolusi industri pada pertengahan 1700-an, jumlah metana di atmosfer telah meningkat satu setengah kali lipat.
Nitrogen Oksida
Nitrogen oksida adalah gas insulator panas yang sangat kuat. Ia dihasilkan terutama dari pembakaran bahan bakar fosil dan oleh lahan pertanian. Ntrogen oksida dapat menangkap panas 300 kali lebih besar dari karbondioksida. Konsentrasi gas ini telah meningkat 16 persen bila dibandingkan masa pre-industri.
Gas lainnya
Gas rumah kaca lainnya dihasilkan dari berbagai proses manufaktur. Campuran berflourinasi dihasilkan dari peleburan alumunium. Hidrofluorokarbon (HCFC-22) terbentuk selama manufaktur berbagai produk, termasuk busa untuk insulasi, perabotan (furniture), dan tempat duduk di kendaraan. Lemari pendingin di beberapa negara berkembang masih menggunakan klorofluorokarbon (CFC) sebagai media pendingin yang selain mampu menahan panas atmosfer juga mengurangi lapisan ozon (lapisan yang melindungi Bumi dari radiasi ultraviolet). Selama masa abad ke-20, gas-gas ini telah terakumulasi di atmosfer, tetapi sejak 1995, untuk mengikuti peraturan yang ditetapkan dalam Protokol Montreal tentang Substansi-substansi yang Menipiskan Lapisan Ozon, konsentrasi gas-gas ini mulai makin sedikit dilepas ke udara.
Para ilmuan telah lama mengkhawatirkan tentang gas-gas yang dihasilkan dari proses manufaktur akan dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. Pada tahun 2000, para ilmuan mengidentifikasi bahan baru yang meningkat secara substansial di atmosfer. Bahan tersebut adalah trifluorometil sulfur pentafluorida. Konsentrasi gas ini di atmosfer meningkat dengan sangat cepat, yang walaupun masih tergolong langka di atmosfer tetapi gas ini mampu menangkap panas jauh lebih besar dari gas-gas rumah kaca yang telah dikenal sebelumnya. Hingga saat ini sumber industri penghasil gas ini masih belum teridentifikasi.
 Masalah Kependudukan
Masalah kependudukan yang terjadi adalah jumlah penduduk yang terlalu tinggi, penyebaran penduduk yang tidak merata, komposisi pensusuk yang kurang menguntungkan, dan terjadinya urbanisasi besar-besaran.
Menurut Daniel Chairus penyeabab masalah kependudukan yaitu:
a. Imprialisme Biologis (penjajahan)
b. Manusia ada di atas alam
c. Anggapan bahwa sumber daya alam (SDA) itu tidak terbaras
d. Tumbuhnya mental merusak (Frontier Mentality)
B. Lingkungan Hidup
Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi.Ekosistem merupakan penggabungan dari setiap unit biosistem yang melibatkan interaksi timbal balik antara organisme dan lingkungan fisik sehingga aliran energi menuju kepada suatu struktur biotik tertentu dan terjadi suatu siklus materi antara organisme dan anorganisme. Matahari sebagai sumber dari semua energi yang ada.
Dalam ekosistem, organisme dalam komunitas berkembang bersama-sama dengan lingkungan fisik sebagai suatu sistem. Organisme akan beradaptasi dengan lingkungan fisik, sebaliknya organisme juga mempengaruhi lingkungan fisik untuk keperluan hidup.Pengertian ini didasarkan pada Hipotesis Gaia, yaitu: "organisme, khususnya mikroorganisme, bersama-sama dengan lingkungan fisik menghasilkan suatu sistem kontrol yang menjaga keadaan di bumi cocok untuk kehidupan". Hal ini mengarah pada kenyataan bahwa kandungan kimia atmosfer dan bumi sangat terkendali dan sangat berbeda dengan planet lain dalam tata surya.
1.Komponen pembentuk
Semua komponen tersebut berada pada suatu tempat dan berinteraksi membentuk suatu kesatuan ekosistem yang teratur. Susunan dan Macam Ekosistem ekosistem ini terdiri dari (ikan)sebagai komponen heterotrof, tumbuhan air sebagai komponen autotrof, (plankton) yang terapung di air sebagai komponen pengurai, sedangkan yang termasuk komponen abiotik adalah air, pasir, batu, mineral dan oksigen yang terlarut dalam air.


A.Komponen-komponen pembentuk ekosistem adalah:
Abiotik atau komponen tak hidup adalah komponen fisika dan kimia yang merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan, atau lingkungan tempat hidup.Sebagian besar komponen abiotik bervariasi dalam ruang dan waktunya. Komponen abiotik dapat berupa bahan organik, senyawa anorganik, dan faktor yang mempengaruhi distribusi organisme, yaitu: - Suhu. Proses biologi dipengaruhi suhu. Mamalia dan unggas membutuhkan energi untuk meregulasi temperatur dalam tubuhnya. - Air. Ketersediaan air mempengaruhi distribusi organisme. Organisme di gurun beradaptasi terhadap ketersediaan air di gurun. - Garam. Konsentrasi garam mempengaruhi kesetimbangan air dalam organisme melalui osmosis. Beberapa organisme terestrial beradaptasi dengan lingkungan dengan kandungan garam tinggi. - Cahaya matahari. Intensitas dan kualitas cahaya mempengaruhi proses fotosintesis. Air dapat menyerap cahaya sehingga pada lingkungan air, fotosintesis terjadi di sekitar permukaan yang terjangkau cahaya matahari. Di gurun, intensitas cahaya yang besar membuat peningkatan suhu sehingga hewan dan tumbuhan tertekan. - Tanah dan batu. Beberapa karakteristik tanah yang meliputi struktur fisik, pH, dan komposisi mineral membatasi penyebaran organisme berdasarkan pada kandungan sumber makanannya di tanah. - Iklim. Iklim adalah kondisi cuaca dalam jangka waktu lama dalam suatu area. Iklim makro meliputi iklim global, regional dan lokal. Iklim mikro meliputi iklim dalam suatu daerah yang dihuni komunitas tertentu.
B.Autotrof Komponen autotrof terdiri dari
Organisme yang dapat membuat makanannya sendiri dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti sinar matahari (fotoautotrof) dan bahan kimia (kemoautotrof). Komponen autotrof berperan sebagai produsen. Yang tergolong autotrof adalah tumbuhan berklorofil.
C.Heterotrof Komponen heterotrof terdiri dari :
Organisme yang memanfaatkan bahan-bahan organik yang disediakan organisme lain sebagai makanannya. Komponen heterotrof disebut juga konsumen makro fagotrof karena makanan yang dimakan berukuran lebih kecil. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba.
D. Pengurai Pengurai atau dekomposer
Pengurai atau dekomposer adalah organisme yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati. Pengurai disebut juga konsumen makro sapotrof karena makanan yang dimakan berukuran lebih besar. Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen.Yang tergolong pengurai adalah bakteri dan jamur. Ada pula pengurai yang disebut detritivor, yaitu hewan pengurai yang memakan sisa-sisa bahan organik, contohnya adalah kutu kayu. Tipe dekomposisi ada tiga, yaitu:
-aerobik : oksigen adalah penerima elektron / oksidan
-anaerobik: oksigen tidak terlibat. Bahan organik sebagai penerima elektron /oksidan
-fermentasi: anaerobik namun bahan organik yang teroksidasi juga sebagai penerima elektron


rantai makanan
Kebergantungan pada ekosistem dapat terjadi antar komponen biotik atau antara komponen biotik dan abiotik
Antar komponen biotik
Kebergantungan antar komponen biotik dapat terjadi melalui:
1. Rantai makanan, yaitu perpindahan materi dan energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu. Tiap tingkat dari rantai makanan disebut tingkat trofi atau taraf trofi. Karena organisme pertama yang mampu menghasilkan zat makanan adalah tumbuhan maka tingkat trofi pertama selalu diduduki tumbuhan hijau sebagai produsen. Tingkat selanjutnya adalah tingkat trofi kedua, terdiri atas hewan pemakan tumbuhan yang biasa disebut konsumen primer. Hewan pemakan konsumen primer merupakan tingkat trofi ketiga, terdiri atas hewan-hewan karnivora. Setiap pertukaran energi dari satu tingkat trofi ke tingkat trofi lainnya, sebagian energi akan hilang.
2. Jaring- jaring makanan, yaitu rantai-rantai makanan yang saling berhubungan satu sama lain sedemikian rupa sehingga membentuk seperi jaring-jaring. Jaring-jaring makanan terjadi karena setiap jenis makhluk hidup tidak hanya memakan satu jenis makhluk hidup lainnya
Antar komponen biotik dan abiotik
Kebergantungan antara komponen biotik dan abiotik dapat terjadi melalui siklus materi, seperti:
1. siklus karbon
2. siklus air
3. siklus nitrogen
4. siklus sulfur
Siklus ini berfungsi untuk mencegah suatu entuk materi menumpuk pada suatu tempat. Ulah manusia telah membuat suatu sistem yang awalnya siklik menjadi nonsiklik, manusia cenderung mengganggu keseimbangan lingkungan.
Tipe-tipe Ekosistem
Secara umum ada tiga tipe ekosistem, yaitu ekositem air, ekosisten darat, dan ekosistem buatan.

Akuatik (air)

ekosistem sungai
• Ekosistem air tawar.
adalah curah hujan merata sepanjang tahun.Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewan yang terdapat di hutam gugur antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luwak).
Taiga Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi.
• Ekosistem air laut.
Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25 °C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi, sehingga terdapat batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah yang disebut daerah termoklin.
• Ekosistem estuari.
Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Ekosistem estuari memiliki produktivitas yang tinggi dan kaya akan nutrisi. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan.
• Ekosistem pantai.
Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin. Tumbuhan yang hidup di ekosistem ini menjalar dan berdaun tebal.
• Ekosistem sungai.
Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang. Ekosistem sungai dihuni oleh hewan seperti ikan kucing, gurame, kura-kura, ular, buaya, dan lumba-lumba.
• Ekosistem terumbu karang.
Ekosistem ini terdiri dari coral yang berada dekat pantai. Efisiensi ekosistem ini sangat tinggi. Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang.Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora. Kehadiran terumbu karang di dekat pantai membuat pantai memiliki pasir putih.[1]
• Ekosistem laut dalam.
Kedalamannya lebih dari 6.000 m.Biasanya terdapat lele laut dan ikan laut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen terdapat bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu.
• Ekosistem lamun.
Lamun atau seagrass adalah satu satunya kelompok tumbuh-tumbuhan berbunga yang hidup di lingkungan laut. Tumbuh tumbuhan ini hidup di habitat perairan pantai yang dangkal. Seperti hal-nya rumput di darat, mereka mempunyai tunas berdaun yang tegak dan tangkai tangkai yang merayap yang efektif untuk berbiak. Berbeda dengan tumbuh tumbuhan laut lainnya (alga dan rumput laut), lamun berbunga, berbuah dan meng¬hasilkan biji. Mereka juga mempunyai akar dan sistem internal untuk mengangkut gas dan zat zat hara. Sebagai sumber daya hayati, lamun banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
Terestrial (darat)


ekosistem hutan hujan tropis memiliki produktivitas tinggi.

ekosistem taiga merupakan hutan pinus dengan ciri iklim musim dingin yang panjang.


ekosistem tundra didominasi oleh vegetasi perdu.

Penentuan zona dalam ekosistem terestrial ditentukan oleh temperatur dan curah hujan.Ekosistem terestrial dapat dikontrol oleh iklim dan gangguan. Iklim sangat penting untuk menentukan mengapa suatu ekosistem terestrial berada pada suatu tempat tertentu. Pola ekosistem dapat berubah akibat gangguan seperti petir, kebakaran, atau aktivitas manusia.
• Hutan hujan tropis.
Hutan hujan tropis terdapat di daerah tropik dan subtropik.Ciri-cirinya adalah curah hujan 200-225 cm per tahun.Spesies pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya.Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi).Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro, yaitu iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme.Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari, variasi suhu dan kelembapan tinggi, suhu sepanjang hari sekitar 25 °C.Dalam hutan hujan tropis sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan) dan anggrek sebagai epifit.Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu. Sabana.
Sabana dari daerah tropik terdapat di wilayah dengan curah hujan 40 – 60 inci per tahun, tetapi temepratur dan kelembaban masih tergantung musim. Sabana yang terluas di dunia terdapat di Afrika; namun di Australia juga terdapat sabana yang luas.Hewan yang hidup di sabana antara lain serangga dan mamalia seperti zebra, singa, dan hyena.
• Padang rumput.
Padang rumput terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik.Ciri-ciri padang rumput adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun, hujan turun tidak teratur, porositas (peresapan air) tinggi, dan drainase (aliran air) cepat.[Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan.Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular.
• Gurun.
Gurun terdapat di daerah tropik yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri ekosistem gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun).Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air.Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, semut, ular, kadal, katak, kalajengking, dan beberapa hewan nokturnal lain.
• Hutan gugur.
• Hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang yang memiliki emapt musim, ciri-cirinya
Taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik, ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dan sejenisnya.Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali, sedangkan hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

• Tundra
Tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari.Contoh tumbuhan yang dominan adalah sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan perdu, dan rumput alang-alang. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.
• Karst (batu gamping /gua).
Karst berawal dari nama kawasan batu gamping di wilayah Yugoslavia.Kawasan karst di Indonesia rata-rata mempunyai ciri-ciri yang hampir sama yaitu, tanahnya kurang subur untuk pertanian, sensitif terhadap erosi, mudah longsor, bersifat rentan dengan pori-pori aerasi yang rendah, gaya permeabilitas yang lamban dan didominasi oleh pori-pori mikro.Ekosistem karst mengalami keunikan tersendiri, dengan keragaman aspek biotis yang tidak dijumpai di ekosistem lain.
Ekosistem Buatan

sawah merupakan salah satu contoh ekosistem buatan
Ekosistem buatan adalah ekosistem yang diciptakan manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Ekosistem buatan mendapatkan subsidi energi dari luar, tanaman atau hewan peliharaan didominasi pengaruh manusia, dan memiliki keanekaragaman rendah. Contoh ekosistem buatan adalah:
• bendungan
• hutan tanaman produksi seperti jati dan pinus
• agroekosistem berupa sawah tadah hujan
• sawah irigasi
• perkebunan sawit
• ekosistem pemukiman seperti kota dan desa
• ekosistem ruang angkasa.
Ekosistem kota memiliki metabolisme tinggi sehingga butuh energi yang banyak. Kebutuhan materi juga tinggi dan tergantung dari luar, serta memiliki pengeluaran yang eksesif seperti polusi dan panas.Ekosistem ruang angkasa bukan merupakan suatu sistem tertutup yang dapat memenuhi sendiri kebutuhannya tanpa tergantung input dari luar. Semua ekosistem dan kehidupan selalu bergantung pada bumi

C. Kependudukan
Kependudukan adalah ilmu ynag mempelajari penduduk satu wilayah dari sisi jumlahnya, struktur, dan perubahannya. Tujuan mempelajari kependudukan yaitu untuk kebijakan pembangunan, alokasi kebijakan (dana), dan lain-lain.Komposisi penduduk merupakan sebuah mata statistik dari statistik kependudukan yang membagi dan membahas masalah kependudukan dari segi umur dan jenis kelamin.Komposisi menurut umur dan jenis kelamin ini sangat penting bagi pemerintah sebuah negara untuk menentukan kebijakan kependudukan mereka untuk beberapa tahun ke depan. Komposisi menurut umur biasanya dijabarkan dalam kelompok-kelompok umur 5 tahun, sedangkan menurut jenis kelamin adalah laki-laki dan perempuan
SUMBER DATA KEPENDUDUKAN

1. Sensus penduduk
2. Survei penduduk
3. Registrasi penduduk


Disebut sumber data primer dan sifatnya saling melengkapi.

• Sensus Penduduk:
Sensus penduduk adalah perhitubgab penduduk dalam wilayah suatu negara yang di lakukan secara langsung pada setiap oarang atau rumah tangga.sensyu penduduk pada seluruh dunia:
• Prinsipnya: menghitung jumlah orang atau penduduk suatu negara
• Sudah sejak lama dilakukan, abad 16-17 M diadakan sensus oleh Romawi – Yunani yang bertujuan untuk merekrut pasukan atau tentara untuk ekspansi wilayah
• Sensus dalam arti modern:
Th. 1749-1766: di Swedia
Th. 1790: di Amerika
Selanjutnya dilakukan di Inggris dan semua dearah koloninya termasuk Jawa yang dilakukan oleh Raffles tahun 1815PBB mensponsori sensus untuk Indonesia tahun 1960 dan 1971

Definisi Sensus menurut PBB Tahun 1958:

“Keseluruhan proses pengumpulan (collecting), menghimpun dan menyusun (compiling) dan menerbitkan (publishing) data demografi, ekonomi dan sosial yang menyangkut semua orang pada waktu tertentu di suatu negara atau suatu wilayah tertentu ” (Dasar Dasar Demografi-LDFE UI)
Berdasarkan definisi di atas, ada karakteristik sensus yang harus dipenuhi:
1) Meliputi semua orang yaituSemua orang atau penduduk yang tinggal dalam wilayah yang dicacah haruslah tercakup
2) Dalam waktu tertentu yaituHarus dilaksanakan pada saat yang telah ditentukan secara serentak
3) Meliputi suatu wilayah tertentu yaituRuang lingkup sensus harus meliputi batas wilayah tertentu
Ketentuan sensus yang lain:
1. Unit cacah: perorangan, bukan keluarga atau rumah tangga
2. Dilaksanakan secara periodik
3. Dinyatakan selesai bila hasilnya telah dipublikasikan
4. Keterangan yang dikumpulkan: kondisi demografi, ekonomi dan sosial, sedangkan perinciannya bergantung:
• Kebutuhan dan kepentingan negara
• Keadaan keuangan negara
• Kemampuan teknis pelaksanaan
• Kesepakatan internasional, untuk perbandingan antar negara

Metode penghitungan:
1. De facto: tempat dimana seseorang berada saat pencacahan
2. De jure: tempat tinggal tetap saat pencacahan
3. Kombinasi de facto dan de jure
Data yang dikumpulkan saat sensus (sesuai kebutuhan setiap negara), al :
1. Karakteristik sosial ekonomi demografi :
- Jenis kelamin
- Umur/tanggal lahir
- Tempat Lahir
- Tempat tinggal sekarang
- Agama
- Hubungan dengan KK
- Status perkawinan
- Pekerjaan
- Tingkat Pendidikan
- Suku bangsa
- Kewarganegaraan atau kebangsaan, dll
2. Kelahiran dan Kematian :
- Anak lahir hidup
- Anak masih hidup
- Bayi lahir (sampai 12 bulan sebelum hari sensus)
- Bayi mati (sampai 12 bulan sebelum hari sensus)

Langkah yang harus dilakukan sebelum mengadakan sensus:
1. Tentukan sisten pencacahan yang akan digunakan, de facto atau de jure atau keduanya
2. Harus menentukan tanggal sensus dan waktu uji cobanya.
3. Menentukan tipe dan isi kuesioner
4. Menguji semua form dan prosedur termasuk yang untuk uji coba
5. Mempersiapkan peta dan daftar semua rumah tangga yang ada
6. Menentukan dan melatih petugas lapangan
7. Merencanakan dan mengembangkan program (software) untuk processing data
8. Menginformasikan kepada masyarakat tentang akan dilaksanakannya sensus dan memberi motifasi
agar mereka ikut berpartisipasi
Sensus yang pernah dilaksanakan di Indonesia:
1. Sebelum kemerdekaan: tahun 1930 oleh pemerintahan Hindia Belanda
2. Sesudah kemerdekaan: tahun 1960, 1971 (keduanya dibiayai PBB), tahun 1980, 1990 dan 2000 oleh Badan Pusat Statistik (BPS)
• Survei Penduduk:
Yang dimaksud adalah survei penduduk dengan cakupan nasional dan sistem kerja dan informasi yang dikumpulkan sama dengan sensus
Manfaat survei menurut waktu pelaksanaannya:
1. Sebelum sensus:
- Sebagai bahan pertimbangan (input) untuk sensus yang akan datang
- Untuk mengestimasi hasil sensus yang akan datang
2. Sesudah sensus:
- Untuk mengkoreksi/evaluasi hasil sensus yg lalu dan melengkapinya bila ada kekurangan
- Untuk mengetahui perubahan penduduk setelah 5 tahun sensus
- Untuk mengetahui kondisi penduduk antara dua sensus
• Jenis survei penduduk:
1. Singgle round survey (survei bertaraf tunggal)
Petugas mengajukan beberapa pertanyaan mengenai kejadian atau peristiwa demografi yang dialami seseorang di masa lalu dalam periode tertentu.
2. Multi round survey (survei bertaraf ganda)
Petugas melakukan kunjungan rumah berulang k ali dengan interval waktu tertentu, Misal: petugas survei mengunjungi penduduk setiap 2 tahun sekali
Kelemahannya:
• Petugas dan responden bisa sama-sama bosan hingga timbul error data
• Kualitas kerja petugas tidak selalu konstan setiap waktu
• Kualitas kerja antar petugas bisa berbeda, karena petugas tidak selalu sama (mungkin ada pergantian petugas antar waktu)
3. Kombinasi metode Singgle round survey dan Multi round survey atau kombinasi salah satu metode dan registrasi
Kelemahan survei:
Data yang dihasilkan tidak akan representatif bila terjadi kesalahan dalam pengambilan sampel
Kelebihan survei:
1. Biaya lebih murah dibanding sensus
2. Kualitas data mungkin lebih baik dari pada sensus
3. Dapat digunakan untuk menguji ketelitian sensus dan registrasi
Perbedaan sensus dan survei:
1. Cakupan penduduknya:
- Sensus: seluruh penduduk
- Survei: sebagian penduduk (sampel)
2. Fleksibilitasnya (waktu pelaksanaan):
- Sensus: periodik (biasanya 10 tahun sekali
- Suevei: bisa kapan saja (biasanya 5 tahun sekali, bergantung ada tidaknya dana)
3. Materi:
- Sensus: tetap dari tahun ke tahun
- Survei: bisa berganti topik sesuai kebutuhan dan lebih mendalam
Survei penduduk yang dilaksanakan di Indonesia:
1. Survei Sosial Ekonomi Nasional (Susenas)
2. Survei Penduduk antar Sensus (Supas)
3. Survei Demografi dan Kesehatan Indonesia (SDKI)

• Registrasi Penduduk:
Registrasi penduduk adalahKumpulan keterangan mengenai segala peristiwa sejak lahir sampai mati yang mengubah status sipil seseorang. Perbedaan registrasi penduduk dibanding sensus dan survei:
1. Registrasi:
• Memberi gambaran tentang perubahan penduduk secara terus menerus
• Dituntut partisipasi aktif penduduk untuk melapor kepada petugas
• Dicatat oleh instansi atau badan yang berbeda
2. Sensus dan survei:
• Memberi gambaran tentang keadaan penduduk pada saat tertentu saja
• Petugas pendata yang aktif mendatangi penduduk
• Dicatat oleh badan yang sama yaitu BPS

Kelemahan registrasi:
Bila sistem pencatatan yang berlaku tidak dilaksanakan dengan baik, maka data yang dihasilkan juga berkualitas rendah
Keuntungan registrasi:
• Dapat diketahui perubahan penduduk setiap waktu
• Biaya lebih murah
Pelaksanaan registrasi di negara berkembang (seperti Indonesia) biasanya tidak sebaik di negara maju, penyebabnya:
1. Masyarakat (sebagai pelapor): kurang kesadarannya
2. Petugas (pemerintah): kurang trampil, banyak yang terlibat, biaya tidak selalu murah.
Kesulitan pengumpulan data sensus, survai dan registrasi :
1. Partisipasi dan kerjasama masyarakat
2. Masalah geografis
3. Kualitas petugas
4. Pelaksanaan sesuai aturan

Kesalahan yang sering terjadi pada sensus (juga untuk survai dan registrasi) :
1. Kesalahan cakupan (error of coverage)
Contoh :
- orang tidak tercacah (mobilitas tinggi, daerah sulit dijangkau)
- orang dicacah dua kali
2. Kesalahan isi pelaporan (error of content)
Contoh :
- Umur/tanggal lahir
- kelahiran bayi
- kematian bayi
- jenis kelamin
- pekerjaan
3. Kesalahan ketepatan pelaporan (estimation error)
Contoh :
- Balita tapi tercatat sudah sekolah
- Laki-laki tapi tercatat pernah melahirkan
- Selisih umur anak dan orang tua kurang dari 10 tahun, dll

Faktor yang mempengaruhi ketelitian data saat sensus, survei atau registrasi:
1. Partisipasi dan kerjasama masyarakat untuk memberikan jawaban yang benar
2. Masalah geografi: daerah terpencil, sulit dijangkau dan tak ada sarana trasportasi yang memadai
3. Kualitas dan kuantitas pencacah
- kualitas tidak sama, banyak yang berpendidikan menengah ke bawah
- kuantitas kurang mencukupi terutama untuk wilayah yang luas dengan jumlah penduduk sedikit
4. Pelaksanaan dan sarana yang tersedia
- Pelaksanaan tidak selalu bisa sesuai dengan prosedur
- Sarana tak selalu mencukupi
Pengukuran Kependudukan
1. Jumlah penduduk
Rumus :
P2 = P1+ (B-D)

Ket : P2 = jumlah penduduk yang akan di hitung
P1= jumlah penduduk sebelumnya
B =banyaknya kelahiran
D =banyaknya kematian
2. Laju pertumbuhan penduduk
Rumus:
(P2-P1)=P3x100%
Ket : P3=banyaknya penduduk
P2=banyaknya penduduk pada akhir tahun
P1=banyaknya penduduk pada awal tahun

3. Pengukuran fertilitas
a. CBR (Crude Birth Rate)
Laju kelahiran kasar = jumlah kelahiran hidup dalam 1 tahun X 1000
jumlah penduduk padapertengahan tahun
b. GFR (General Fertility Rate)
Laju Kelahiran Umum = jumlah kelahiran hidup dalam 1 tahun X 1000
Banyaknya wanita yang berumur 15-49
4. Pengukuran mortalitas
Migrasi adalah perpindahan penduduk dengan tujuan menetap sedangkan untuk warya yang menetap di sebut mobilitas penduduk. Emigrasi adalah perpindahan penduduk dari dalam negeri ke luar negeri dan Imigrasi adalah perpindahan penduduk dari luar negeri ke dalam negeri.s
D. Sumber daya alam
Sumber daya alam (biasa disingkat SDA) adalah potensi sumber daya yang terkandung dalam bumi (tanah), air, dan dirgantara yang dapat didayagunakan untuk memenuhi kebutuhan dan kepentingan manusia.

1) Jenis Sumber Daya Alam
• SDA dibagi menjadi dua yaitu SDA yang dapat diperbaharui dan SDA yang tidak dapat diperbaharui.
1. SDA yang dapat diperbaharui meliputi air, tanah, tumbuhan dan hewan. SDA ini harus kita jaga kelestariannya agar tidak merusak keseimbangan ekosistem.
2. SDA yang tidak dapat diperbaharui itu contohnya barang tambang yang ada di dalam perut bumi seperti minyak bumi, batu bara, timah dan nikel. Kita harus menggunakan SDA ini seefisien mungkin. Sebab, seperti batu bara, baru akan terbentuk kembali setelah jutaan tahun kemudian.
• SDA juga dapat dibagi menjadi dua yaitu SDA hayati dan SDA non-hayati.
1. SDA hayati adalah SDA yang berasal dari makhluk hidup (biotik) seperti hasil pertanian, perkebunan, pertambakan, dan perikanan. Sumber daya hayati adalah salah satu sumber daya dapat pulih atau terbarukan (renewable resources) yang terdiri atas flora dan fauna. Sumber daya hayati secara harfiah dapat diartikan sebagai sumberdaya yang mempunyai kehidupan dan dapat mengalami kematian. Jenis-jenis sumber daya hayati di antaranya adalah pohon, ikan, rumput laut, plankton, zooplankton, fitoplankton, harimau, semut, cacing, rumput laut, terumbu karang, lamun, dan sebagainya.
2. SDA non-hayati adalah SDA yang berasal dari makhluk tak hidup (abiotik). Seperti: air, tanah, barang-barang tambang.
1) SDA Pangan
Sumber daya alam pangan berupa sawah dan kebun yaitu dalam bentuk pertanian dan perkebunan. Apabila dam bentuk pertanian( padi, kacang-kacangan, umbi-umbian, dll) sedangkan dalam bentuk perkebunan ( tanaman hias, sayuran, buah-buahan, dll).
2) SDA Pesisir dan Laut
Pesisir adalah batas pasang air laut tertinggi sampai tempat permukaan keadaan normal.


Gambar pesisir pantai
Sumber daya alam air laut terdiri dari hayati dan non hayati. Contoh dari hayati seperti ikan(90%), udang, rumput laut,dll sedangkan non hayati mineral, bahan tambang, minyak bumi, gas umi, dll.
3) SDA Air
Sumber daya alam air mempunyai pokok masalah yang banyak dan sedikit, sebab manusia tidak akan bisa hidup tanpa adanya air. SDA air mempunai kapasitas nya (13-14km3) dimana 97,5 % air laut, 0,73% di darat, 1,75% dalam bentuk es dam sisanya uap air.
4) SDA Hutan
 Hutan suaka: hutan untuk melindungi dan melestarikan sejumlah hewan atau tumbuhan yang langka
 Hutan lindung: hutan yang melindungi sumber air dan keadaan tanah dari erosi.
 Hutan produksi ; hutan yang memproduksi hasil kayu atau alam yang ada di bumi.
 Hutan wisata: huatan yang di peruntukkan untuk wisata.

5) SDA Mineral
Sumber daya alam Mineral termasuk kedalam SDA yang tidak dapat di perbaharui (unrenewable resources) dan penyevarannya tidak merata serta tidak diketahui pasti berapa besar kuanatitasnya.
Menurut UU No 11 Tahun 1967 mineral terbagi menjadi 3 golonga yaitu :
 Gol A dimana golongan bahan galian strategis mencakup minyak bumi, gas bumi, batu bara, radioaktif dll.
 Gol B dimana golongan bahan galian yang mencakup emas, tembaga. Perak, nikel, timah dll.
 Golongan yang tidak temasuk ke Gol A dan Gol B mencakup bahan galian industri seperti batu gamping, marmer, batu andesit, dolomit, pasir kuarsa,dll.
6) SDA Energi
• Energi panas bumi
Energi panas bumi berasal dari penguraian radioaktif di pusat Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam, dan dari matahari, yang membuat panas permukaan bumi. Dia dapat Digunakan dengan tiga cara:
a.Listrik geothermal
b. Pemanasan geothermal, melalui pipa ke dalam Bumi
c. Pemanasan geothermal, melalui sebuah pompa panas.
Biasanya, istilah 'panas bumi' digunakan untuk energi panas dari inti bumi. Listrik panas bumi diciptakan oleh memompa fluida (minyak atau air) ke dalam bumi, sehingga untuk menguapkan dan menggunakan vented gas panas dari kerak bumi untuk menjalankan turbin terhubung ke generator listrik
Energi panas bumi dari inti Bumi lebih dekat ke permukaan di beberapa daerah daripada orang lain. Mana uap panas atau air bawah tanah dapat dimanfaatkan dan dibawa ke permukaan itu dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Seperti tenaga panas bumi sumber ada di beberapa bagian tidak stabil secara geologis dunia seperti Islandia, Selandia Baru, Amerika Serikat, Filipina dan Italia. Dua wilayah yang paling menonjol selama ini di Amerika Serikat berada di Yellowstone baskom dan di utara California. Islandia menghasilkan tenaga panas bumi 170 MW dan dipanaskan 86% dari semua rumah di tahun 2000 melalui energi panas bumi. Beberapa 8.000 MW dari kapasitas operasional total.
Geothermal panas dari permukaan bumi dapat digunakan di sebagian besar dunia langsung ke panas dan dingin bangunan. Suhu kerak bumi beberapa meter di bawah permukaan buffered untuk konstan 7-14C (45-58F), sehingga cairan dapat pra-pra-dipanaskan atau didinginkan dalam pipa bawah tanah, menyediakan pendinginan gratis di musim panas dan, melalui a pompa panas, pemanas di musim dingin. Menggunakan langsung lainnya adalah di sektor pertanian (rumah kaca), perikanan budidaya dan industri.Sekarang konsumsi energi Panas Bumi tidak dengan cara apapun mengancam atau mengurangi kualitas hidup untuk masa depan Wegenerbuah instalasi, akibatnya, itu dianggap sebagai sumber energi terbarukan.
• Energi surya
Karena kebanyakan energi terbaharui pusatnya adalah "energi surya" istilah ini sedikit membingungkan. Namun yang dimaksud di sini adalah energi yang dikumpulkan langsung dari cahaya matahari.
Tenaga surya dapat Digunakan untuk:
a. Menghasilkan listrik Menggunakan sel surya
b. Menggunakan menghasilkan pembangkit listrik tenaga panas surya
c. Menghasilkan listrik Menggunakan menara surya
d. Memanaskan gedung, secara langsung
e. Memanaskan gedung, melalui pompa panas
f. Memanaskan makanan, Menggunakan oven surya.
Jelas matahari tidak memberikan energi konstan untuk setiap titik di bumi, sehingga penggunaannya terbatas. Sel surya sering digunakan untuk daya baterai, karena kebanyakan aplikasi lainnya akan membutuhkan sumber energi sekunder, untuk mengatasi padam. Beberapa pemilik rumah menggunakan tata surya yang menjual energi ke grid pada siang hari, dan menarik energi dari grid di malam hari, inilah keuntungan untuk semua orang, karena permintaan listrik AC tertinggi pada siang hari.
• Energi angin
Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak merata, maka terbentuklah angin. Energi Kinetik dari angin dapat Digunakan untuk Menjalankan Turbin angin, Beberapa mampu memproduksi tenaga 5 MW. Keluaran tenaga Kubus adalah fungsi dari kecepatan angin, maka Turbin tersebut paling tidak membutuhkan angin dalam kisaran 5,5 m / d (20 km / j), dan dalam praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup terus menerus. Namun begitu di daerah Pesisir atau daerah di ketinggian, angin yang cukup Tersedia kontan.
Pada 2005 telah ada ribuan Turbin angin yang beroperasi di Beberapa bagian dunia, dengan perusahaan "utility" memiliki kapasitas total lebih dari 47.317MW . Merupakan kapasitas output maksimum yang memungkinkan dan tidak menghitung "load factor".
Ladang angin baru dan taman angin lepas pantai telah direncanakan dan dibuat di seluruh dunia. Ini merupakan cara Penyediaan listrik yang tumbuh dengan cepat di abad ke-21 dan menyediakan tambahan bagi stasiun pembangkit listrik utama. Kebanyakan yang Digunakan Turbin menghasilkan listrik sekitar 25% dari waktu (load factor 25%), tetapi Beberapa Mencapai 35%. Load factor biasanya lebih tinggi pada musim dingin. Ini berarti Bahwa 5mW Turbin dapat memiliki output rata-rata 1,7 MW dalam kasus terbaik.
Angin global jangka panjang potensi teknis diyakini 5 kali konsumsi energi global saat ini atau 40 kali kebutuhan listrik saat ini. Ini membutuhkan 12,7% dari seluruh wilayah tanah, atau lahan yang luas dengan Kelas 3 atau potensi yang lebih besar pada ketinggian 80 meter. Ini mengasumsikan bahwa tanah ditutupi dengan 6 turbin angin besar per kilometer persegi. Pengalaman sumber daya lepas pantai berarti kecepatan angin ~ 90% lebih besar daripada tanah, sehingga sumber daya lepas pantai dapat berkontribusi secara substansial lebih banyak energi. [Http://www.stanford.edu/group/efmh/winds/global_winds.html] [http:// www.ens-newswire.com/ens/may2005/2005-05-17-09.asp # anchor6]. Angka ini dapat juga meningkat dengan ketinggian lebih tinggi berbasis tanah atau turbin angin udara 2782,67121,00. Html? Tw = wn_tophead_2.
Ada perlawanan terhadap pembentukan tanah karena angin berbasis awalnya dengan persepsi mereka berisik dan berkontribusi untuk "polusi visual," yaitu, mereka dianggap eyesores. Banyak orang juga mengklaim bahwa turbin membunuh burung, dan bahwa mereka pada umumnya berbuat banyak untuk lingkungan.Yang lain berpendapat bahwa mereka yang menemukan turbin itu, bagus. Bahwa turbin di laut yang tak terlihat oleh siapapun di pantai, yang mana mobil-mobillah yang setiap tahun membunuh lebih banyak burung sementara turbin terus berkembang.
Angin kekuatannya berbeda-beda dan dengan demikian tidak dapat menjamin power secara berkelanjutan. Beberapa perkiraan menyarankan thpada angin 1.000 MW dari kapasitas pembangkitan dapat diandalkan hanya kekuatan 333MW yang berkesinambungan. Sementara ini mungkin berubah sejalan dengan perkembangan teknologi, advokat telah mengusulkan menggabungkan tenaga angin dengan sumber daya lain, atau penggunaan teknik penyimpanan energi, dengan ini dalam pikiran. Hal ini paling baik digunakan dalam konteks suatu sistem yang memiliki kapasitas cadangan signifikan seperti hidro, atau cadangan beban, seperti tanaman Desalination, untuk mengurangi dampak ekonomi dari variabilitas sumber daya.
• Energi Nuklir dan Pemanfaatannya
Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini.
Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan.
Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi.
Secara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi. Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir, yaitu reaksi fisi nuklir.Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain. Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir. Contoh reaksi fisi adalah uranium.

Reaksi fisi uranium seperti di atas menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan. Neutron ini dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi fisi berikutnya. Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat membentuk reaksi berantai tak terkendali. Akibatnya, terjadi pelepasan energi yang besar dalam waktu singkat. Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir yang menghasilkan ledakan yang dahsyat. Jadi, reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.

reaksi fisi berantai
Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir, pelepasan energi yang dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih berguna. Untuk itu, reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat lebih terkendali. Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir. Reaksi berantai terkendali dapat
diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang lebih berguna, misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik.

reaksi fisi berantai terkendali
Di dalam reaksi fisi yang terkendali, jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya. Dengan mekanisme ini, diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna.

Reaktor Nuklir
Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna. Untuk itu, reaksi fisi harus berlangsung secara terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir. Sebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen bahan bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.

skema reaktor nuklir
Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.
Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup tinggi. Adapun, neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.
Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya, digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor. Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.
Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras reaktor. Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron), untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang diizinkan.
Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat membahayakan lingkungan di sekitar reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Instalasi pembangkitan energi listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).

skema pembangkit listrik tenaga nuklir
Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water reactor/PWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar. Energi yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-batang bahan bakar. Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menuju alat penukar panas (heat exchanger). Di sini uap panas dipisahkan dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor. Uap air dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor.
Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm), air dijaga dalam tekanan tinggi sebesar 160 atm. Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor air bertekanan.
• Energi Bahan bakar fosil
Sumber energi terbarukan pada dasarnya berbeda dari bahan bakar fosil atau pembangkit listrik tenaga nuklir karena Sun akan 'kekuatan' ini 'listrik' (berarti sinar matahari, angin, air mengalir, dll) untuk 4 milyar tahun berikutnya. Mereka juga tidak secara langsung menghasilkan gas rumah kaca dan emisi lainnya, seperti pembakaran bahan bakar fosil tidak. Kebanyakan tidak memperkenalkan risiko baru global seperti limbah nuklir.
Bahan bakar fosil tidak dianggap sebagai sumber energi terbarukan, tapi sering dibandingkan dan dikontraskan dengan energi terbarukan dalam konteks pengembangan energi masa depan.Yang secara tradisional, walaupun tidak secara universal, diadakan Barat (biogenik) teori mendalilkan bahwa bahan bakar fosil adalah sisa-sisa berubah kuno kehidupan tumbuhan dan hewan disimpan di batuan sedimen. Mereka terbentuk jutaan tahun yang lalu dan telah beristirahat di bawah tanah, sebagian besar terbengkalai, sejak saat itu.Sebaliknya, minyak bumi Abiogenic asal teori menyatakan bahwa minyak bumi (atau minyak bumi) adalah terutama dibuat dari non- biologi sumber hidrokarbon s terletak jauh di dalam Bumi. Pandangan ini dipelopori oleh Fred Hoyle dalam bukunyaKesatuan Semesta.Meskipun dimungkinkan untuk menghasilkan kompleks hidrokarbon buatan dengan menggunakan Fischer-Tropsch proses, thiproses s tidak menghasilkan energi, dan tidak dapat dianggap sebagai solusi skala besar untuk masalah energi.
Industri batubara di Amerika Serikat secara terbuka menyatakan batubara adalah energi terbarukan karena awalnya batubara biomassa. Namun, biomassa bahan bakar fosil diproduksi pada skala waktu jutaan tahun melalui serangkaian kegiatan dan dianggap sebagai deposit energi, bukan aliran energi. Beberapa ilmuwan berpandangan bahwa pembentukan bahan bakar fosil adalah satu kali peristiwa, yang dimungkinkan oleh kondisi unik selama Devon periode, seperti meningkatnya kadar oksigen dan rawa-rawa besar

7) sumber energi hayati
Biofuel adalah bahan bakar dari sumber hayati (renewable energy).
Biofuel, apabila diartikan untuk pengganti BBM, maka biofuel merupakan salah satu bentuk energi dari biomassa dalam bentuk cair, seperti biodiesel, bioethanol dan biooil.


Latar Belakang
Indonesia sebagai salah satu negara tropis yang memiliki sumberdaya alam yang sangat potensial. Usaha pertanian merupakan usaha yang sangat potensial untuk dikembangkan di Indonesia karena Indonesia memiliki potensi sumber daya lahan, agroklimat dan sumber daya manusia yang memadai. Kondisi iklim tropis dengan curah hujan yang cukup, ketersediaan lahan yang masih luas, serta telah berkembangnya teknologi optimalisasi produksi dapat mendukung kelayakan pengembangan usaha agribisnis.

Terjadinya krisis energi, khususnya bahan bakar minyak (BBM) yang diinduksi oleh meningkatnya harga BBM dunia telah membuat Indonesia perlu mencari sumber-sumber bahan bakar alternatif yang mungkin dikembangkan di Indonesia. Salah satu tanaman yang memiliki potensi sebagai sumber bahan bakar adalah tanaman jarak pagar (Jatropha curcas). Selama ini ini tanaman jarak pagar hanya ditanam sebagai pagar dan tidak diusahakan secara khusus. Secara agronomis, tanaman jarak pagar ini dapat beradaptasi dengan lahan maupun agroklimat di Indonesia bahkan tanaman ini dapat tumbuh dengan baik pada kondisi kering (curah hujan < 500 mm per tahun) maupun pada lahan dengan kesuburan rendah (lahan marjinal dan lahan kritis). Walaupun tanaman jarak tergolong tanaman yang bandel dan mudah tumbuh, tetapi ada permasalahan yang dihadapi dalam agribisnis saat ini yaitu belum adanya varietas atau klon unggul, jumlah ketersediaan benih terbatas, teknik budidaya yang belum memadai dan sistem pemasaran serta harga yang belum ada standar.

Luas lahan kritis di Indonesia lebih dari 20 juta ha, sebagian besar berada di luar kawasan hutan, dengan pemanfaatan yang belum optimal atau bahkan cenderung ditelantarkan. Dengan memperhatikan potensi tanaman jarak yang mudah tumbuh, dapat dikembangkan sebagai sumber bahan penghasil minyak bakar alternatif pada lahan kritis dapat memberikan harapan baru pengembangan agribisnis. Keuntungan yang diperoleh pada budidaya tanaman jarak di lahan kritis antara lain (1) menunjang usaha konservasi lahan, (2) memberikan kesempatan kerja sehingga berimplikasi meingkatkan penghasilan kepada petani dan (3) memberikan solusi pengadaan minyak bakar (biofuel).

Regulasi dan Peraturan yang terkait dengan Biofuel :
• Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional
• Instruksi Presiden No. 1 Tahun 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain
• Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi Nomor 3674K/24/DJM/2006 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar yang Dipasarkan Dalam Negeri. (Keputusan ini memuat spesifikasi bensin yang memperbolehkan pencampuran bioetanol sampai dengan 10% (v/v))
• Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi Nomor 3675K/24/DJM/2006 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar yang Dipasarkan Dalam Negeri. (Keputusan ini memuat spesifikasi solar yang memperbolehkan pencampuran biodiesel sampai dengan 10% (v/v))
• Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomo 0048 Tahun 2005 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) serta Pengawasan Bahan Bakar Minyak, Bahan Bakar Gas, Bahan Bakar Lain, LPG, LNG, dan Hasil Olahan yang Dipasarkan di Dalam Negeri.
Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional:
Target tahun 2025:
1. Elastisitas Energi <1
2. Bauran Energi Primer tahun 2025 sebagai berikut:

Target Energi Mix 2025
Pemanfaatan Biofuel
Jenis Penggunaan Bahan Baku
Biodiesel Pengganti solar Minyak nabati, seperti minyak kelapa sawit dan jarak pagar
Bioethanol Pengganti bensin Tanama yang mengandung pati / gula, seperti sagu, singkong, tebu dan sogum
Biooil
• Biokerosin
• Minyak Bakar •
• Pengganti minyak tanah
• Pengganti HSD
Minyak nabati (straight vagetable oil)
Biomass melalui proses pirolisa
Biogas Pengganti miyak tanah Limbah cair dan limbah kotoran ternak


Pengembangan Biofuel
• Penyediaan Bahan Baku (Sektor Hulu) sebagai focal point adalah Departemen Pertanian
• Pengolahan (Sektor Tengah) sebagai focal point adalah Departemen Perindustrian
• Pemanfaatan biofuel (Sektor Hilir) sebagai focal point adalah Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (SNI Biofuel, sertifikasi, tata niaga).
• Kegiatan pendukung lainnya sebagai focal point adalah cq (Departemen Keuangan dan instansi terkait lainnya)
8) Sumber energi laut
Untuk memperoleh daya listrik guna memenuhi kebutuhan sehari-hari, beberapa pembangkit dengan memakai tenaga alam yang ramah lingkungan seharusnya dimanfaatkan dengan mengambil potensi alam yang justru ada di sekeliling kita misalnya sinar matahari, air, angin serta sumber energi nir-konvensional yang terbaharui dari lautan.
Energi Laut merupakan altrnatif energi 'terbaharui' termasuk sumberdaya non-hayati yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan. Selain menjadi sumber pangan, laut juga mengandung beraneka sumberdaya energi yang keberadaannya semakin signifikan manakala energi yang bersumber dari bahan bakar fosil semakin menipis. Laut sebagai ‘Last Frontier’ di bumi memang menjadi tujuan akhir menjawab tantangan kekurangan energi. Diperkirakan potensi laut mampu memenuhi empat kali kebutuhan listrik dunia sehingga tidak mengherankan berbagai negara maju telah berlomba memanfaatkan energi ini. Secara umum, lautan dapat memproduksi dua tipe energi yaitu energi dari kandungan air laut, perbedaan suhu dan salinitas (termodinamika) serta energi gelombang dan arus (mekanik/kinetika). Indonesia yang terletak di garis katulistiwa, hampir sepanjang tahun mendapat sinar matahari sekaligus memiliki lautan luas serta garis lingkar pantai yang panjang. Artinya kita memiliki sumber energi potensial yang sangat besar dan tidak ada habisnya. Dengan kondisi alam ini sudah semestinya kita tidak perlu khawatir akan kehabisan sumber energi. Persoalannya tinggal bagaimana kualitas manusia (SDM) didalamnya memanfaatkan dan mengelola potensi ini.
Lautan meliputi bumi lebih dari 70 persen, menjadikannnya wadah terbesar penyerap panas. Panas matahari menghangatkan bagian permukaan laut dibanding bagian dalamnya, dan perbedaan suhu inilah yang dapat dikonversi untuk menghasilkan energi. Tanda bahwa air laut mengandung arus listrik adalah adanya unsur Natrium Chlorida (NaCl) yang tinggi dan oleh H2O diuraikan menjadi Na+ dan Cl-. Dengan adanya partikel muatan bebas itu, maka ada arus listrik. Energi yang dihasilkan dari air laut memiliki keunggulan seperti ramah lingkungan dan tidak membutuhkan banyak dana. Dari beberapa percobaan sederhana, dua liter air laut sebagai elektrolit dialirkan ke rangkaian Grafit (anoda) dan Seng atau Zn (katoda) mampu menghasilkan tegangan 1,6 volt. Percobaan lanjutan dengan menggunakan air laut sebanyak 400 liter, dan accu (aki) bekas 12 volt mampu menghasilkan 9,2-11,8 volt.
Pada prinsipnya, air laut yang mengandung garam masuk ke dalam baterai (tabung aki), sehingga muncul reaksi yang menimbulkan tegangan. Besarnya arus dan tegangan yang dihasilkan tergantung dari kapasitas baterai atau aki. Semakin banyak aki yang digunakan dan tekanan air laut semakin besar, maka arus atau tegangan yang dihasilkan juga akan semakin tinggi. Dengan demikian, apabila percobaan dilakukan di pantai, maka energi listrik yang dihasilkan juga semakin besar. Dengan kata lain, lautan merupakan baterai laut raksasa.
Pemanfaatan energi dari lautan memberi harapan bagi kepentingan konservasi energi dan ekologi mengingat populasi manusia yang bertambah secara eksponensial. Masyarakat perlu listrik, ketersediaan udara dan air yang bersih serta tanah yang berproduktifitas. Bagaimanapun, membangun pembangkit listrik dengan bahan bakar minyak, harga jual listriknya tetap akan mahal. Berbeda bila pembangkitnya menggunakan tenaga air laut, harga jual listrik relatif akan sama atau menjadi murah dan yang jelas pasti ‘berkelanjutan’. Pihak yang dipercayakan untuk membangun dipersilakan saja pilih pulau mana yang cocok dikembangkan, karena Indonesia memiliki ribuan pulau.
Energi lewat pembangkit listik tenaga laut juga memiliki hambatan dan tantangan secara ekologi terutama ekonomi, namun justru lebih bersih dari kemungkinan pencemaran dan dampak lingkungan lainnya. Kemampuan dan perkembangan teknologi sekarang ini memungkinkan untuk diterapkan dan dimanfaatkan. Bahkan, jika dibandingkan dengan tenaga angin maupun tenaga matahari, hingga kini, kedua sistem tersebut masih memiliki peluang merusak alam. Apalagi jika pembangkit masih terkait dengan tenaga yang diambil dari nuklir maupun minyak bumi, bahan pemicu peningkatan panas bumi.
Hambatan secara ekologi akibat pembangkit listrik dari teknologi termodinamika dan mekanika laut ini dapat diatasi dengan pemilihan lokasi instalasi yang tepat disertai retype model alat instalasi. Sedangkan tantangan ekonomi hanya terletak pada mahalnya biaya pembangunan dalam skala besar, sebenarnya setelah beroperasi persoalan tinggal bagaimana mereduksi biaya dari proses ekstraksinya. Para ahli dunia memprediksikan biaya untuk pembangkit listrik laut akan menurun seiring dengan berkembangnya teknologi dan akan segera mendapatkan keuntungan pasar. Sekali dibangun, instalasi energi listrik laut akan memiliki biaya operasi dan perawatan yang rendah karena bahan baku utama yang digunakan bukan bahan bakar fosil namun air laut dan ini tersedia gratis selama bumi masih ada.
Terdapat cukup banyak selat, perairan semi-tertutup, pantai terbuka bagi gelombang dan arus cukup deras berada di daerah kita semenanjung Sulawesi Utara seperti di perairan Likupang, Bitung, Siau sampai kepulauan Sangihe dan Talaud. Perairan ini mempunyai potensi yang baik untuk pembangkit listrik tenaga laut meskipun dengan skala kecil seperti teknologi Tidal Fence atau Tidal Turbine (relatif menguntungkan secara ekonomi dan ekologi). Dapat dibayangkan keuntungan yang diperoleh, misalnya teknologi Tidal turbine pada luasan sepanjang 3 km2 saja minimum menghasilkan 30 MW, sudah cukup memenuhi kebutuhan listrik Manado yang hanya sebesar 27 MW. Teknologi Tidal Fence yang juga dapat berfungsi sebagai jembatan penghubung antar pulau, minimum menghasilkan 200 MW sudah lebih cukup memenuhi kebutuhan listrik Sulut yang hanya 133 MW. Sekarang, tinggal bagaimana sumberdaya manusia (SDM) baik di pemerintahan dan di institusi-institusi pendidikan mengembangkannya. Pemerintah daerah yang hanya mengalokasikan dana pada sesuatu yang tidak perlu atau menerima investasi yang beresiko terhadap lingkungan lebih baik menanamkan investasi jangka panjang ‘berkelanjutan’ seperti ini bagi kemakmuran masyarakat. Sejak pendidikan akademik mengenai kelautan di berbagai Universitas di Sulut diitik-beratkan pada pengetahuan hayati (biologi/perikanan), maka pengembangan teknologi non-hayati laut diharapkan mampu bertumpu pada bidang teknik terutama pedidikan profesional Politeknik. Kemampuan pengembangan teknologi ini selayaknya diperhatikan serta dijadikan tantangan guna mengantisipasi kesenjangan energi saat ini dan dimasa mendatang.


9) Sumber energi air
Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir). 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. Memasuki abad 19 turbin air mulai dikembangkan.
Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air maka head adalah beda ketinggian antara muka air pada reservoir dengan muka air keluar dari kincir air/turbin air. Total energi yang tersedia dari suatu reservoir air adalah merupakan energi potensial air yaitu :
(1.1)
dengan
m adalah massa air
h adalah head (m)
g adalah percepatan gravitasi
Daya merupakan energi tiap satuan waktu , sehingga persamaan (1.1) dapat dinyatakan sebagai :

Dengan mensubsitusikan P terhadap dan mensubsitusikan terhadap maka :
(1.2)
dengan
P adalah daya (watt) yaitu
Q adalah kapasitas aliran
adalah densitas air
Selain memanfaatkan air jatuh hydropower dapat diperoleh dari aliran air datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik
(1.3)
dengan
v adalah kecepatan aliran air
Daya air yang tersedia dinyatakan sebagai berikut :
(1.4)
atau dengan menggunakan persamaan kontinuitas maka
(1.5)

dengan
A adalah luas penampang aliran air

a. Kincir Air (Water Wheel)
Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa tipe kincir air yaitu :
1. Kincir Air Overshot
2. Kincir Air Undershot
3. Kincir Air Breastshot
4. Kincir Air Tubs
1 Kincir Air Overshot


Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudu-sudu sisi bagian atas, dan karena gaya berat air roda kincir berputar. Kincir air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air yang lain.
Keuntungan
► Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85%.
► Tidak membutuhkan aliran yang deras.
► Konstruksi yang sederhana.
► Mudah dalam perawatan.
► Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.
Kerugian
► Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air, sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak.
► Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.
► Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.
► Daya yang dihasilkan relatif kecil.

2 Kincir Air Undershot

Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak pada bagian bawah dari kincir air. Kincir air tipe undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head.Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut juga dengan ”Vitruvian”. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar kincir.

Keuntungan
 Konstruksi lebih sederhana
 Lebih ekonomis
 Mudah untuk dipindahkan
Kerugian
 Efisiensi kecil
 Daya yang dihasilkan relatif kecil

3 Kincir Air Breastshot

Kincir air Breastshot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air. Kincir air jenis ini menperbaiki kinerja dari kincir air tipe under shot
Keuntungan
► Tipe ini lebih efisien dari tipe under shot
► Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek
► Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar
Kerugian
► Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit)
► Diperlukan dam pada arus aliran datar
► Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot





s4 Kincir Air Tub

Kincir air Tub merupakan kincir air yang kincirnya diletakkan secara horisontal dan sudu-sudunya miring terhadap garis vertikal, dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada tipe overshot maupun tipe undershot. Karena arah gaya dari pancuran air menyamping maka, energi yang diterima oleh kincir yaitu energi potensial dan kinetik.
Keuntungan
• Memiliki konstruksi yang lebih ringkas
• Kecepatan putarnya lebih cepat
Kerugian
• Tidak menghasilkan daya yang besar
Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti