BUKU PANDUAN GURU - cetree.usm.my

BUKU

PANDUAN

GURU Tenaga Diperbaharui Dan

Kecekapan Tenaga

PENYUNTING

Kamarulazizi Ibrahim

Fauziah Sulaiman

Ahmad Nurulazam Md. Zain

Abdul Malik Abdul Shukor

PUSAT PENDIDIKAN DAN LATIHAN BAGI

TENAGA DIPERBAHARUI DAN KECEKAPAN TENAGA

Cetakan Pertama

Julai 2001

Hak cipta

Pusat Pendidikan Dan Latihan Bagi Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga (CETREE) Hak cipta terpelihara. Tidak dibenarkan mengeluar ulang mana-mana bahagian artikel, ilustrasi, dan isi kandungan buku ini dalam apa juga bentuk dan dengan cara apa jua sama ada secara fotokopi, elektronik, rakaman, mekanik, atau cara lain sebelum mendapat izin bertulis daripada penerbit. Perpustakaan Negara Malaysia Data Mengkatalog-dalam-Penerbitan Buku Panduan Guru Tenaga Diperbaharui Dan Kecekapan Tenaga Kamarulazizi Ibrahim, Fauziah Sulaiman, Ahmad Nurulazam Md. Zain, Abdul Malik Abdul Shukor

ISBN 983-9501-11-9

Dicetak Oleh :

Dayagraph Printing & Advertising (AS0146164-T)

PPRRAAKKAATTAA

Siri buku Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga ini disediakan dan ditulis khas untuk kegunaan para guru sains Tingkatan 1 hingga Tingkatan 5 sejajar dengan semakan semula Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah (KBSM). Siri buku ini yang berjudul seperti di bawah, terdiri daripada empat jilid yang disediakan untuk mencetuskan idea serta memenuhi minat guru dan pelajar dalam topik-topik tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga yang banyak diperkatakan sekarang ini: Buku Sumber Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Buku Panduan Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Buku Aktiviti Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Koleksi Projek Ko-kurikulum Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Struktur dan kandungan siri buku teks ini disusun mengikut sukatan yang ditetapkan oleh Kementerian Pendidikan Malaysia. Tujuan buku-buku ini diterbitkan adalah untuk membekalkan terutamanya para guru dengan pengetahuan komprehensif, panduan mengajar dan idea-idea untuk menjalankan eksperimen serta aktiviti ko-kurikulum yang melibatkan topik-topik tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Hal ini membolehkan para pelajar dapat mengembangkan daya pemikiran saintifik serta memupuk nilai-nilai murni yang melibatkan kehidupan seharian dan alam sekitar. Dalam Rancangan Malaysia Kelapan banyak usahasama dirancang untuk memastikan pembangunan sumber tenaga yang mampan termasuk tenaga diperbaharui untuk memenuhi keperluan tenaga dalam pembangunan ekonomi negara. Penggunaan tenaga diperbaharui sebagai bahan api kelima negara akan diperluaskan dalam tempoh rancangan ini dilaksanakan. Usaha akan dipergiatkan untuk memastikan kecukupan, kualiti dan jaminan bekalan tenaga serta menggalakkan lebih banyak penggunaan sumber gas dan tenaga diperbaharui dan seterusnya, membekalkan kapasiti penjanaan elektrik yang mencukupi. Buku Sumber Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga mengandungi tujuh bab yang membincangkan topik-topik Tinjauan terhadap Tenaga dan Kecekapan Tenaga; Terma Suria; Fotovolta; Biojisim; Tenaga-tenaga Diperbaharui Lain (Hidro, Geoterma, Ombak dan Angin); Kecekapan Tenaga; dan Bahan dan Maklumat tentang Tenaga dalam Pendidikan. Topik-topik yang dibincangkan menerangkan aspek-aspek sumber tenaga serta gambarajah yang mudah difahami berkaitan dengan kehidupan seharian. Buku Panduan Guru Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga mengandungi lapan bab yang melibatkan perbincangan topik-topik berkaitan dengan tenaga diperbaharui dan yang tidak boleh diperbaharui, kesan penggunaan tenaga kepada persekitaran, amalan-amalan

penggunaan tenaga yang cekap, dan penggunaan tenaga nuklear dan kesannya. Buku ini yang mengandungi Sains Teras dalam tingkatan 1, 3 dan 5; Sains Tambahan dalam tingkatan 4; Kimia dalam tingkatan 4 dan 5; Kajihayat dalam tingkatan 4 dan Fizik dalam tingkatan 5 boleh digunakan sebagai panduan bagi para guru. Setiap topik dimulakan dengan Gambaran Keseluruhan Topik yang dibincangkan dengan jelas. Objektif Pengajaran, Konsep Utama, Aktiviti dan Prosedur Aktiviti Pelajar, dan Implikasi Sosial juga disertakan dalam setiap topik supaya dapat memudahkan guru untuk memulakan aktiviti di dalam kelas dan membuat rancangan pengajaran yang dapat merangsangkan minat pelajar terhadap tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Buku Aktiviti Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga berserta kit-kit demostrasi mengandungi empat topik termasuk Terma Suria, Fotovolta, Biojisim dan Kecekapan Tenaga yang disediakan sebagai satu pakej untuk menerangkan konsep tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga dengan lebih berkesan. Setiap topik mengandungi sekurang-kurangnya sepuluh eksperimen yang boleh dilakukan secara berasingan dengan prosedur-prosedur lengkap beserta panduan penyelesaian dan ia sejajar dengan maklumat yang disediakan dalam Buku Sumber Guru. Koleksi Projek Ko-kurikulum Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga yang juga melibatkan empat topik yang sama iaitu Terma Suria, Fotovolta, Biojisim dan Kecekapan Tenaga serta satu topik mengenai aktiviti lain telah disediakan sebagai pencetus idea bagi aktiviti kokurikulum yang boleh dijalankan di sekolah-sekolah. Perancangan aktiviti dilengkapi dengan butir-butir tempoh masa dan perbelanjaan yang diperlukan. Penglibatan ramai pelajar dapat menyemarakkan kesedaran dalam tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Diharapkan siri buku ini dapat membantu para guru dan pelajar secara tidak langsung, dalam memahami aspek-aspek tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga. Dalam usaha mempromosikan penggunaan teknologi tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga, pastinya ia dapat menjanjikan pembangunan masa hadapan yang lebih terjamin untuk kehidupan manusia keseluruhannya. Akhir sekali, dipanjatkan kesyukuran he hadrat Allah S.W.T. yang dengan izin Nya jua, usaha-usaha ini terhasil.

Kamarulazizi Ibrahim Fauziah Sulaiman Ahmad Nurulazam Md. Zain Abdul Malik Abdul Shukor

CETREE Pusat Pendidikan dan Latihan Tenaga Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga Universiti Sains Malaysia Julai 2001

PPEENNGGHHAARRGGAAAANN

Kami mengucapkan terima kasih kepada Kementerian Tenaga, Komunikasi dan Multimedia Malaysia, Kementerian Pendidikan Malaysia, Universiti Sains Malaysia dan Kerajaan Denmark melalui DANCED (Danish Cooperation for Environment and Development) kerana telah banyak memberi sokongan dalam menjayakan penulisan buku ini yang boleh membantu pemahaman tentang tenaga diperbaharui dan kecekapan tenaga diperingkat sekolah menengah. Kami juga mengucapkan setinggi-tinggi penghargaan kepada semua yang disenaraikan di bawah ini kerana telah memberi banyak idea, pendapat, sokongan padu dan dorongan dalam menjayakan usaha murni ini:

Dr. Sharifah Maimunah bt. Syed Zin, Pengarah Pusat Perkembangan Kurikulum; Encik Rusli b. Rashikin, Pengarah Jabatan Pendidikan Negeri Selangor; Encik Rosli b. Suleiman, Pegawai Pendidikan Pusat Perkembangan Kurikulum; Encik Morten Sondergaard, Ketua Penasihat Teknikal CETREE; Encik Akram b. Hj. Mohamad, Encik Jesper Vauvert, Encik Noordin b. Mohd. Noor, Encik Suandi b. Md. Kamari, Encik Abd. Rahman b. Khalid, Encik Abd. Razak b. Ismail, Cik Siti Rozlina bt. Mohamed Ali, dan Encik Kamal Ariffin b. Baharuddin, Cik Ee Bee Choo, Pn. Haslinda bt.Musa

KKAANNDDUUNNGGAANN

PRAKATA

PENGHARGAAN

mukasurat

1. SAINS TERAS UNTUK TINGKATAN 1

1.1 Jenis-Jenis Dan Sumber Tenaga 1 1.2 Konsep Tenaga Yang Tidak Boleh Diperbaharui 5 1.3 Konsep Tenaga Yang Boleh Diperbaharui 8 1.4 Sumber Tenaga Dan Pencemaran Alam Sekitar 12 1.5 Kegunaan Tenaga Suria 16 1.6 Kelebihan Dan Kekurangan Sumber Tenaga Yang Boleh Diperbaharui 19 1.7 Penggunaan Tenaga Yang Cekap 21 1.8 Amalan Untuk Kecekapan Tenaga Dan Penggunaan Tenaga Yang Cekap 24


2.1 Pengiraan Kos Penggunaan Tenaga Elektrik 27 2.2 Konsep Pembaziran Penggunaan Tenaga 32 2.3 Amalan-Amalan Yang Menyebabkan Pembaziran Tenaga 35 2.4 Tindakan Membantu Penjimatan Penggunaan Tenaga Dalam Kehidupan

Seharian 39


3.1 Impak Penggunaan Bahanapi Fosil Ke Atas Persekitaran Seperti Pencemaran Persekitaran Dan Pemanasan Global (Global Warming)

45

4. SAINS TAMBAHAN UNTUK TINGKATAN 4

4.1 Jenis-Jenis Tenaga Diperbaharui 50 4.2 Teknologi Tenaga Diperbaharui Dan Impaknya Ke Atas Alam Sekitar, Sosial

Dan Ekonomi 54

4.3 Rasional Kepentingan Untuk Meneroka Tenaga Diperbaharui 58 4.4 Cara-Cara Untuk Meneroka Tenaga Diperbaharui 62 4.5 Kaedah-Kaedah Memperolehi Tenaga Suria 66 4.6 Teknologi Tenaga Yang Diperbaharui 73 4.7 Prinsip Sel Suria 78 4.8 Menganalisis Output Sel Suria 82 4.9 Menilai Prospek Teknologi Tenaga Suria 85

mukasurat

5. KIMIA UNTUK TINGKATAN 4

5.1 Petroleum Sebagai Sumber Bahan Asli Organik 90


6.1 Penggunaan Alkohol Sebagai Satu Sumber Tenaga 95

7. BIOLOGI UNTUK TINGKATAN 4

7.1 Penggunaan Mikro-Organisma Dalam Penghasilan Tenaga Biojisim 100

8. FIZIK UNTUK TINGKATAN 5

8.1 Penggunaan Tenaga Elektrik Secara Cekap 105 8.2 Penggunaan Tenaga Elektrik Dan Alam Sekitar 109 8.3 Penyelenggaraan Alat-Alat Elektrik Dan Penjimatan Tenaga 113 8.4 Tenaga Nuklear, Pembuangan Sisa Nuklear Dan Alam Sekitar 117 8.5 Tenaga Nuklear Sebagai Sumber Tenaga Altenatif 122

BIODATA RINGKAS PENULIS

Sains Teras Untuk Tingkatan Satu

CETREE – Buku Panduan Guru 1


Nordin Abd. Razak

1.1 JENIS-JENIS DAN SUMBER

TENAGA

1.1.1 Pendahuluan

Terdapat pelbagai jenis tenaga yang

membolehkan manusia menjalankan

pelbagai aktiviti seharian. antaranya adalah

tenaga kinetik, tenaga keupayaan, tenaga

kimia, tenaga elektrik, tenaga haba, tenaga

mekanik, tenaga cahaya, tenaga nuklear dan

tenaga bunyi. Setiap bentuk atau jenis

tenaga ini mempunyai kepentingannya yang

tertentu. Sebagai contoh, tenaga elektrik

banyak digunakan di rumah untuk

mendengar radio, memasak, membasuh

pakaian dan lain-lain lagi. Bolehkah anda

menghubungkaitkan kepentingan

kepelbagaian jenis tenaga yang lain dengan

kehidupan seharian kita?

Setiap jenis bentuk tenaga ini terhasil

daripada sumber-sumber yang tertentu.

Terdapat banyak sumber untuk

membolehkan pelbagai jenis bentuk tenaga

dihasilkan sama ada secara langsung atau

secara tidak langsung. Dipercayai matahari

ialah sumber tenaga yang utama. Hampir

semua sumber tenaga yang lain datangnya

daripada matahari. Tumbuhan umpamanya

menyerap cahaya matahari dan digunakan

dalam proses tumbesarannya. Manusia dan

haiwan memakan tumbuhan dan tenaga

yang tersimpan dalam tumbuhan tersebut

dipindahkan kepada manusia dan haiwan.

Apabila tumbuhan, manusia dan haiwan

mati, jasad akan terurai dan untuk tempoh

masa yang lama tenaga bertukar bentuk dan

tersimpan sebagai arang batu, petroleum dan

gas asli. Sumber tenaga yang terhasil

daripada bahan organik ini disebut sebagai

bahanapi fosil. Bahanapi fosil merupakan

sumber tenaga utama masa kini untuk

mendapatkan pelbagai jenis tenaga. Arang

batu umpamanya, digunakan dalam logi

janakuasa untuk menghasilkan tenaga

elektrik, petroleum digunakan dalam

kenderaan dan gas asli sebagai sumber

bahanapi untuk memasak. Tenaga daripada

cahaya matahari juga boleh digunakan

secara terus untuk menjana tenaga elektrik

dengan mengguna sel suria, dan tenaga

terma yang digunakan untuk memanaskan

air dan udara.

Terdapat juga beberapa bentuk sumber

tenaga yang lain antaranya adalah daripada

angin, ombak, air, geoterma, biojisim dan

bahan nuklear. Pada masa sekarang

penggunaan sumber tenaga lain untuk

menghasilkan pelbagai jenis bentuk tenaga

amat digalakkan untuk mengimbangi

penggunaan bahanapi fosil yang terlalu

banyak. Justeru, penggunaan bahanapi fosil

dapat dijimatkan supaya dapat digunakan

untuk jangka masa yang lama.

Sila lihat artikel yang ditulis oleh Mohd

Yusof Hj Othman & Kamaruzzaman Sopian

(2000). Tenaga dan Alam Sekitar. Dalam

Kamarulazizi & Zul Azhar (2000). Tenaga

Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga. Pulau

Pinang).

1.1.2 Objektif Pengajaran

▪ Menyatakan pelbagai jenis bentuk

tenaga.

▪ Menentu atau mengenalpasti sumber-

sumber untuk mendapatkan pelbagai

jenis bentuk tenaga.

1.1.3 Konsep Utama

▪ Konsep TENAGA

Apa maknanya “TENAGA”? Konsep ini

dapat menimbulkan pelbagai makna kepada



pelajar. Makna yang diberikan mungkin

boleh diterima sebagai betul dan tepat

seperti yang diterima oleh saintis ataupun

berbeza dan bersalahan dengan konsep

sebenar. Ramai ahli-ahli sains yang telah

mengkaji miskonsepsi pelajar tentang

konsep TENAGA. Sebagai guru, perkara ini

hendaklah disedari dan langkah-langkah

untuk memperbetulkan miskonsepsi pelajar

tentang konsep TENAGA adalah perlu.

Contoh-contoh pandangan pelajar terhadap

konsep tenaga;

o Tenaga diperlukan untuk

menyebabkan sesuatu berlaku.

( J. Osborn.(1986). Energy and fuel:

the meaning of ‘the go of things’.

The School Science Review. 68.

242:30)

o Hanya satu sahaja makna bagi

tenaga dalam sains iaitu “keupayaan

untuk melakukan kerja”

(Duit,R.(1986). In search of an

energy concept.In Driver, Rosalind

& Miller,R.(Eds). Energy Matters.

Centre for Studies in Science and

Mathematics Education. University

of Leads).

o Tenaga ialah kuasa.

o Semua tenaga datangya daripada

matahari.

o Tenaga tersimpan dalam makanan

dan bahanapi.

o Tenaga dihasilkan di stesen

janakuasa

(Scott, Brook, Wells &

Driver.(1990). Teaching and

Learning about energy. Centre for

Studies in Science and Mathematics

Education. University of Leads)

Apakah konsep sebenar TENAGA? Dalam

buku teks Sains Tingkatan Satu KBSM,

tenaga ialah sesuatu yang boleh melakukan

kerja. Maknanya tanpa tenaga, tiada apa-apa

pun yang dapat dilakukan. Jonathan

Osborne(1990) telah menyatakan “tenaga

bukan penyebab kepada pelbagai proses dan

menyatakan sesuatu itu berlaku kerana ia

mempunyai tenaga adalah tidak

benar…..Pernyataan yang lebih sesuai ialah

tenaga diperlukan untuk mengangkat objek

atau menggerakkan kereta. Tanpa tenaga,

proses ini tidak boleh berlaku.”(energy is

not the cause of any process and to say that

something happens because it has energy is

wrong……..A more appropriate statement

would be that energy is needed to lift a

weight, set a car in motion. Without a source

of energy, these processes cannot happen)

Berdasarkan pernyataan ini maka dapatlah

dikatakan TENAGA ialah sesuatu yang

diperlukan untuk melakukan sesuatu

kerja dan sesuatu proses.

▪ Pelbagai Jenis Tenaga

o Tenaga Kinetik

Tenaga yang dipunyai oleh objek

atau jasad yang bergerak.

o Tenaga Keupayaan

Tenaga yang tersimpan di dalam

sesuatu benda atau objek disebabkan

oleh kedudukannya atau

keadaannya.

o Tenaga Kimia

Tenaga yang tersimpan dalam

sesuatu bahan. Tenaga ini terbebas

apabila bahan itu bertindak balas

secara kimia

o Tenaga Elektrik

Tenaga yang terhasil daripada

tindakbalas kimia di dalam bateri,

oleh geseran atau janakuasa. Ia

merupakan satu bentuk aliran

elektron yang boleh ditukarkan

kepada bentuk tenaga yang lain

seperti cahaya, haba, bunyi dan

mekanikal.



o Tenaga Haba

Tenaga yang dipunyai oleh benda-

benda atau jasad yang panas.

o Tenaga Cahaya

Tenaga yang terhasil apabila sesuatu

jasad mengeluarkan cahaya.

o Tenaga Nuklear

Tenaga yang terhasil apabila bahan-

bahan radioaktif mengalami

pereputan dan dalam keadaan

tertentu boleh menghasilkan tenaga

elektrik.

o Tenaga Bunyi

Tenaga yang terhasil oleh benda-

benda yang bergetar.

▪ Bahanapi

Bahanapi ialah sebarang bahan yang

dapat dibakar untuk menghasilkan

tenaga haba.

▪ Bahanapi fosil

Bahanapi fosil ialah bahanapi yang

terbentuk daripada bahan organik

yang telah mati dan tertanam

beribu-ribu tahun dahulu. Bahan

organik ini berubah bentuk kepada

arang batu, petroleum dan gas asli.

1.1.4 Aktiviti Pelajar

Guru boleh menjalankan beberapa aktiviti

bersama pelajar:

▪ Menyenaraikan pelbagai jenis tenaga.

▪ Mencari bentuk-bentuk tenaga dalam

satu ‘Word Search’ (mengesan

perkataan).

▪ Menyenaraikan sumber-sumber tenaga.

o Mengenalpasti sumber

tenaga yang tersimpan

o Menghubungkaitkan

sumber tenaga dengan tenaga yang

dibebaskan

▪ Membuat peta konsep untuk

menghubungkaitkan pelbagai konsep

bentuk tenaga dan sumbernya.

▪ Mencari maklumat daripada internet.

1.1.5 Bahan Pengajaran

▪ Kertas Mahjong

▪ Marker pen

▪ Manila kad yang dipotong 1 kaki x 3

inci yang mengandungi pelbagai

perkataan/konsep yang ada kaitan

dengan konsep yang diajar.

▪ Kad ‘Word Search’

▪ Lembaran kerja untuk Aktiviti 4.2 dan

4.3.1

1.1.6 Prosedur Aktiviti

▪ Menyenaraikan dan menyusun mengikut

keutamaan pelbagai bentuk tenaga

Aktiviti 1:

Minta pelajar dalam kumpulan

(1 kumpulan tediri daripada empat

orang) berbincang dan menyenaraikan

bentuk-bentuk tenaga yang diketahui

oleh mereka Berikan 1 kumpulan sehelai

kertas dan 1 batang marker pen dan

minta pelajar dalam kumpulan secara

bergilir ( 1 --- 2 --- 3 --- 4 dan

diulangi semula ) menulis bentuk tenaga

yang mereka tahu. Tampalkan hasil

kerja pada dinding dan minta setiap

kumpulan pelajar bergerak ke kumpulan

lain dan menambah bentuk tenaga yang

tidak terdapat dalam kumpulan tersebut.



o Kemudian pilih satu kumpulan dan

kongsi dapatan dengan rakan

mereka.

o Minta setiap kumpulan

menggunakan senarai yang telah

diperolehi tadi dan tuliskan

kegunaan tenaga tersebut dalam

kehidupan seharian.

▪ Mencari bentuk-bentuk tenaga dan

satu ‘Word Search’ (mengesan

perkataan)

Sediakan satu ‘Word Search’ yang

mengandungi jenis-jenis tenaga dan minta

pelajar dalam kumpulan selesaikan ‘Word

Search’ tersebut. Boleh adakan pertandingan

antara kumpulan.

▪ Menyenaraikan sumber-sumber tenaga.

o Menentukan tenaga yang tersimpan

Edarkan lembaran kerja,

(Lampiran 1) yang

mengandungi maklumat tentang

objek kepada kumpulan pelajar

dan minta mereka fikirkan

jawapannya. Bincangkan

jawapan mereka.

Guru/pelajar boleh tambah

gambar lain.

o Menghubungkait sumber tenaga

Berikan kepada pelajar satu lembaran kerja

(Lampiran 2) yang ada gambar yang

menunjukkan pelbagai aktiviti dan proses

dan minta mereka kenal pasti sumber tenaga

yang menyebabkan berlakunya pelbagai

kejadian/proses.

▪ Membuat peta konsep untuk

menghubungkaitkan pelbagai konsep

bentuk tenaga dan sumbernya.

o Sediakan kad-kad yang

mengandungi perkataan atau

konsep-konsep tenaga, jenis/bentuk

tenaga dan sumber-sumbernya.

o Minta mereka susun dan

hubungkaitkan konsep-konsep itu.

Minta mereka lukiskan garis

menghubungkan antara konsep-

konsep tersebut dan tulis satu

perkataan antara konsep-konsep itu.

o Pilih beberapa kumpulan pelajar

untuk menerangkan peta konsep

yang telah dibina.

Melayari internet – menerokai pelbagai

laman web yang ada menerangkan tentang

jenis dan sumber-sumber tenaga. Aktiviti ini

boleh dibuat dalam kumpulan. Setiap

kumpulan perlu membuat persembahan hasil

pencarian yang telah dilakukan.

1.1.7 Implikasi Sosial

▪ Topik ini memberikan kesedaran

bahawa tenaga amat penting dalam

menjalankan aktiviti kehidupan

seharian. Tanpa tenaga tidak banyak

yang boleh dilakukan. Bayangkan

keadaan yang akan terjadi jika tidak ada

tenaga – akan wujudkah kehidupan pada

muka bumi ini?

▪ Kewujudan pelbagai sumber tenaga

membolehkan manusia menjana

pelbagai jenis tenaga untuk menjalankan

kegiatan seharian. Individu dan

masyarakat perlu menghargai pelbagai

jenis sumber tenaga ini dan menyedari

bahawa satu hari nanti ada sumber

tenaga ini akan habis digunakan.

Justeru, perlulah ada sifat menghargai

dan berjimat cermat.

▪ Masyarakat juga perlu menyedari

bahawa ada sumber bahanapi utama

seperti bahanapi fosil akan habis suatu



hari nanti. Justeru, penggunaan sumber

tenaga yang lain perlu ditingkatkan.

▪ Matahari ialah sumber tenaga yang

paling utama. Malaysia sebagai sebuah

negara yang menerima pancaran cahaya

matahari yang banyak perlu

mengeksploitasi sumber tenaga yang

percuma ini untuk menjana tenaga.

Masyarakat juga perlu disedarkan akan

penggunaan sumber tenaga ini bagi

menggantikan penggunaan bahanapi

fosil yang semakin menyusut

kuantitinya.

▪ Individu juga perlu menyedari bahawa

ada sumber tenaga yang akan

menghasilkan kesan sampingan

(memudaratkan). Oleh sebab itu,

hendaklah mengambil sikap berhati-hati

apabila menggunakan sumber tenaga

tersebut – contohnya bahan nuklear.

1.2 KONSEP TENAGA TIDAK

DIPERBAHARUI

1.2.1 Pendahuluan

Sumber tenaga boleh dikategorikan kepada

dua, iaitu sumber tenaga diperbaharui dan

sumber tenaga tidak diperbaharui. Sumber

tenaga tidak diperbaharui bermaksud sumber

tenaga ini amat sukar untuk digantikan

setelah ia digunakan. Sumber tenaga tidak

diperbaharui ini digunakan dengan cepat

tetapi akan mengambil yang masa lama

iaitu beribu-ribu tahun untuk dihasilkan

semula.

Arang batu, petroleum, gas asli dan bahan

nuklear dikelaskan sebagai sumber tenaga

tidak diperbaharui. Arang batu, petroleum

dan gas asli ini dikenali juga sebagai

bahanapi fosil kerana ia terhasil daripada

bahan-bahan organik yang telah mati dan

mereput. Arang batu terhasil berjuta tahun

dahulu daripada tumbuhan yang telah

mereput dan tertanam dalam lapisan-lapisan

batuan. Di bawah tindakan haba dan

tekanan, sisa tumbuhan ini mengalami

perubahan kimia dan menyebabkannya

berubah menjadi arang batu. Ia digunakan

dalam stesen janakuasa untuk menghasilkan

tenaga elektrik dan juga tenaga haba dalam

industri-industri.

Petroleum ialah minyak mentah. Petroleum

terbentuk daripada penguraian tumbuh-

tumbuhan dan haiwan-haiwan yang hidup di

laut berjuta-juta tahun dahulu. Apabila

organisme-organisme ini mati, bangkainya

mendap ke dasar laut, mereput dan

kemudian tertimbus oleh lapisan-lapisan

batu enapan. Hasil tindakan haba dan

tekanan yang tinggi, bahan mereput ini

akhirnya bertukar menjadi petroleum –

sejenis cecair yang berwarna hitam yang

pekat dan melekit. Petroleum digunakan

dengan meluas pada masa kini sebagai

sumber tenaga.

Gas asli pula merupakan sumber bahanapi

yang diperoleh dari dalam kerak bumi. Gas

asli terdiri daripada campuran beberapa jenis

gas, dan kebanyakannya gas hidrokarbon.

Sembilan puluh peratus daripada gas asli

terdiri daripada metana. Selebihnya ialah

etana, propane dan butana. Ahli kajibumi

mempercayai bahawa gas asli terbentuk

bersama-sama dengan petroleum sejak

berjuta-juta tahun dahulu. Gas asli biasanya

terdapat di atas lapisan petroleum.

Tenaga nuklear ialah tenaga yang

dibebaskan apabila atom-atom sesuatu unsur

radioaktif ditindakbalaskan dalam reaktor

nuclear. Tindakbalas ini akan menghasilkan

tenaga haba. Tenaga ini digunakan untuk

memanaskan air menjadi stim yang boleh

memutarkan turbin bagi menjana tenaga

elektrik.

Terdapat data-data yang menunjukkan

bahawa penggunaan sumber tenaga daripada

bahanapi fosil ini akan habis suatu hari

nanti. Dipercayai, gas asli akan habis pada

tahun 2020, petroleum pada tahun 2040 dan

arang batu pada tahun 2280. Apakah



tindakan kita sebagai pengguna untuk

memastikan sumber tenaga ini dapat

digunakan dalam tempoh yang lebih lama

daripada yang dijangkakan?


▪ Menerangkan maksud sumber tenaga

tidak diperbaharui.

▪ Mengenalpasti sumber-sumber tenaga

tidak diperbaharui.

▪ Menerangkan cara menggunakan

sumber tenaga tidak diperbaharui secara

berhemat.

1.2.3 Konsep Utama

▪ Sumber tenaga tidak diperbaharui.

Sumber tenaga yang tidak boleh

diperbaharui bermaksud sumber tenaga

ini amat sukar untuk digantikan setelah

digunakan. Sumber tenaga yang tidak

boleh diperbaharui ini digunakan

dengan cepat tetapi akan mengambil

yang masa lama iaitu beribu-ribu tahun

untuk dihasilkan semula.

▪ Arang batu

▪ Petroleum

▪ Gas asli

Nota: Konsep-konsep di atas telah

dibincangkan dengan jelas dalam ringkasan

topik.


Dicadangkan:

▪ Memahami kejadian arang batu,

petroleum dan gas asli.

o Mencari dan menyusun maklumat

kejadian arang batu dan petroleum.

o Melengkapkan ayat atau silang kata

berasaskan maklumat yang

dikumpulkan/diberi.

▪ Mengenalpasti kegunaan arang batu,

petroleum dan gas asli

Menyenaraikan kegunaan arang batu,

petroleum dan gas asli dengan

menggunakan borang penyusun grafik

yang diberi. Seterusnya aktiviti ini akan

menjelaskan kepada pelajar konsep

sumber tenaga yang tidak boleh

diperbaharui.

▪ Perbincangan kumpulan tentang

penggunaan sumber tenaga berdasarkan

rangsangan yang diberikan oleh guru.

▪ Menentukan langkah-langkah untuk

menggunakan sumber tenaga yang tidak

boleh diperbaharui ini secara berhemat.

o Menjana idea dalam kumpulan

untuk menentukan langkah-langkah

menggunakan sumber tenaga yang

diperbaharui ini dengan bijak dan

berhemat serta mengenalpasti

punca-punca yang akan

menyebabkan sumber ini menyusut

dengan lebih cepat.

ATAU:

o Main peranan untuk

membincangkan masalah sumber

tenaga yang semakin menyusut

dalam dunia ini.

▪ Melukis poster untuk menyedarkan

orang ramai supaya menyedari sumber

tenaga semakin susut.

▪ Melukis poster untuk menyedarkan

orang ramai supaya menyedari sumber

tenaga semakin susut.



▪ Melayari laman web untuk mencari

maklumat tentang sumber tenaga tidak

diperbaharui.


▪ Kertas lukisan

▪ Kertas mahjong

▪ Pen marker

▪ Nota dan soalan bercetak – kejadian

arang batu dan petroleum


▪ Mencari maklumat kejadian arang batu

dan petroleum.

o Sediakan nota tentang kejadian

arang batu dan petroleum. Susun

maklumat dalam bentuk senarai,

potong-potong dan letakkan dalam

sampul surat . Minta pelajar dalam

kumpulan baca dan susun senarai itu

mengikut urutan peristiwa. Berikan

masa lebih kurang 10 minit.

o Setelah itu, minta pelajar berkongsi

maklumat yang diperolehi dengan

semua ahli kelas. Guru akan dengar

dan perbetulkan maklumat yang

disusun oleh murid

o Edarkan pula kertas soalan dan teka

silang kata yang berkaitan dengan

maklumat yang telah dipelajari tadi.

Beri masa 10 minit.

▪ Mengenalpasti kegunaan arang batu,

petroleum dan gas asli.

o Berikan murid kertas mahjong dan

pen marker.

o Tanya murid “apakah tenaga yang

tersimpan dalam arang batu,

petroleum dan gas asli?”

o Minta mereka bincangkan jenis-

jenis tenaga yang boleh diperolehi

daripada bahanapi fosil ini dan cara

untuk mendapatkannya. Catatkan

perbincangan di atas kertas

mahjong.

o Minta mereka kenalpasti kegunaan

setiap jenis sumber tenaga tersebut.

Gunakan borang penyusun grafik

(Lampiran 3) yang diedarkan

kepada setiap kumpulan. Berikan

masa 5 – 10 minit. Kongsi jawapan

atau hasil perbincangan dengan

murid-murid lain dalam kelas.

o Jelaskan konsep sumber tenaga

tidak diperbaharui dengan

mengemukakan soalan “ Ramalkan

apakah yang akan terjadi kepada

kuantiti arang batu, petroleum dan

gas asli jika digunakan berterusan?”

▪ Edarkan kertas yang mengandungi carta

pai (Lampiran 4) yang mengandungi

maklumat penggunaan tenaga dunia.

Minta pelajar secara berkumpulan

membincangkan jawapan daripada

soalan-soalan yang dikemukakan.

Bincangkan dengan kelas.

▪ Menentukan langkah-langkah untuk

menggunakan sumber tenaga tidak

diperbaharui ini secara berhemat.

Minta murid berbincang dalam

kumpulan cara-cara untuk menggunakan

sumber tenaga yang tidak boleh

diperbaharui ini dengan Cekap dan

berhemat. Bentangkan dalam kelas .

berikan masa lebih kurang 10 minit.

ATAU:

o Main Peranan

Pilih beberapa orang pelajar untuk

melakonkan satu wawancara



berkaitan dengan masalah sumber

tenaga yang semakin menyusut.

Ahli Panel terdiri daripada seorang

pengerusi, wakil Syarikat minyak

dan seorang pengguna. Guru boleh

berbincang untuk menyediakan

skrip dengan pelajar. Guru juga

perlu sediakan soalan-soalan untuk

pelajar yang mendengar

mencatatkan jawapan semasa

lakonan dijalankan.

▪ Melukis Poster (Extension activity)

Minta pelajar dalam kumpulan menyediakan

poster yang boleh menyedarkan orang ramai

tentang masalah sumber tenaga yang

semakin menyusut dan penggunaannya

secara berhemat.

▪ Bahagikan murid kepada beberapa

kumpulan. Minta mereka melayari

beberapa laman web yang telah

dikenalpasti oleh guru mengandungi

maklumat berkaitan dengan sumber

tenaga tidak diperbaharui(Guru perlu

melayari laman web ini dahulu sebelum

pengajaran). Murid pelu mencatat isi-isi

penting dan mereka membentangkan

maklumat yang diperolehi.


▪ Sumber tenaga utama dunia sekarang ini

datangnya daripada bahanapi fosil iaitu

arang batu, petroleum dan gas asli.

Penggunaan bahanapi fosil amat meluas

untuk menjanakan tenaga pelbagai jenis

tenaga, terutamanya tenaga elektrik.

Oleh sebab penggunaannya yang banyak

dengan kadar pembentukannya yang

mengambil masa berjuta-juta tahun

maka kuantitinya semakin menyusut.

Itulah sebabnya bahanapi fosil ini

disebut sebagai sumber tenaga tidak

diperbaharui.

▪ Penggunaan sumber tenaga tidak

diperbaharui dengan banyak,

menimbulkan kebimbangan akan

wujudnya krisis tenaga di dunia ini.

Sumber tenaga akan menjadi semakin

sukar diperoleh dan nanti akan

menyebabkab kos bahanapi menjadi

lebih mahal. Apabila kos bahanapi

menjadi lebih mahal akan meningkatkan

pula kos barangan dan sara hidup.

Perkara ini akan menyukarkan

kehidupan manusia.

▪ Justeru, langkah-langkah penjimatan

dan penggunaan yang berhemat tentang

sumber tenaga tidak diperbaharui perlu

diamalkan dan disebarkan dalam

kalangan masyarakat terutamanya

kanak-kanak yang masih di bangku

sekolah. Mudah-mudahan sumber

tenaga ini masih dapat dinikmati oleh

generasi yang akan datang.

1.3 KONSEP TENAGA

DIPERBAHARUI

1.3.1 Pendahuluan

Selain sumber tenaga yang tidak

diperbaharui seperti bahanapi fosil, terdapat

satu lagi sumber tenaga yang dinamakan

sebagai sumber tenaga diperbaharui. Ia

dikatakan sebagai sumber tenaga

diperbaharui kerana sumber tenaga ini akan

terus menerus diganti setelah digunakan.

Rajah 1(Lihat Lampiran 5) menunjukkan

pengkelasan sumber tenaga dan contoh-

contoh sumber tenaga yang boleh

diperbaharui.

Sumber tenaga diperbaharui ini menukarkan

tenaga yang diperolehi daripada matahari,

angin, ombak, air, geoterma dan biojisim

kepada bentuk tenaga yang boleh kita

gunakan seperti haba dan elektrik. Dari segi

sejarahnya, sumber tenaga diperbaharui ini

telah digunakan sejak dahulu lagi

sehinggalah manusia menjumpai arang batu



pada abad ke 13, petroleum pada abad ke 19

dan uranium pada abad ke-20.

Tenaga suria ialah sumber tenaga yang

percuma dan hadir dalam kuantiti yang

mencukupi untuk menjanakan tenaga.

Sungguhpun begitu penggunaan tenaga yang

diperoleh secara langsung daripada cahaya

matahari di negara kita ini masih rendah

iaitu 12 peratus daripada keperluan tenaga

keseluruhan ( Fauziah & Ahmad Nurulazam,

2000). Tenaga daripada cahaya matahari ini

boleh ditukarkan menjadi bentuk tenaga lain

dengan menggunakan pelbagai alat

pengubah. Tenaga suria boleh diubah

kepada tenaga elektrik melalui penggunaan

sel suria dan haba juga terhasil sebagai by

produk proses ini. Satelit-satelit angkasa

lepas, mesin pengira dan jam adalah antara

contoh alatan yang menggunakan tenaga

suria. Bolehkah anda menamai contoh-

contoh penggunaan tenaga suria dalam

kehidupan seharian kita?

Tenaga hidro pula merupakan tenaga yang

diperolehi daripada air yang ditakung pada

paras yang tinggi. Air yang mengalir turun

dengan deras akan memusingkan turbin-

turbin yang besar untuk menjanakan tenaga

elektrik. Selain itu ombak laut juga boleh

menghasilkan tenaga elektrik. Pergerakan

air pasang dan surut akan menggerakkan

turbin dan ini akan menghasilkan tenaga

elektrik.

Kuasa angin telah digunakan berkurun-

kurun lama dahulu oleh kapal-kapal layar

dan untuk mengepam air dengan

menggunakan kincir angin. Kincir angin ini

juga digunakan di negara-negara Eropah

untuk menghasilkan tenaga elektrik. Angin

akan memutarkan kipas kincir angin yang

akan memusingkan gandar yang disambung

pada janakuasa untuk menghasilkan tenaga

elektrik.

Tenaga Geoterma pula ialah tenaga yang

diperoleh daripada perut bumi. Lubang-

lubang perlu digerudi untuk ke kawasan

perut bumi untuk mendapatkan haba

tersebut dan ditukarkan kepada wap/stim.

Stim/wap kemudian digunakan untuk

menggerakkan janakuasa untuk

menghasilkan tenaga elektrik. Beberapa

tempat di dunia ini seperti New Zealand dan

Jepun ada menggunakan sumber tenaga ini

untuk mengahsilkan tenaga elektrik.

Biojisim pula merupakan satu sumber

tenaga yang diperolehi daripada sampah

sarap, hampas tebu dan kelapa sawit, daun-

daun kering dan najis haiwan. Biojisim

dapat menghasilkan biogas apabila ia

dibiarkan mereput dalam takungan khas.

Biogas yang terhasil dapat digunakan untuk

memasak dan pemanasan.

Penggunaan sumber tenaga diperbaharui ini

semakin mendapat perhatian daripada

pelbagai pihak dan kerajaan di dunia. Tidak

hairanlah jika banyak institut penyelidikan

mula memberikan tumpuan kepada

penjanaan tenaga daripada sumber tenaga

diperbaharui. Keprihatinan ini berasaskan

kesedaran bahawa sumber bahanapi fosil

yang ada akan habis satu hari nanti. Oleh

sebab itu, sumber tenaga alternatif dan

mesra alam sekitar perlu dimajukan.


▪ Menyatakan konsep sumber tenaga yang

diperbaharui.

▪ Menyatakan contoh-contoh sumber

tenaga diperbaharui.

▪ Menyatakan bagaimana sumber-sumber

tenaga diperbaharui ini dapat

menghasilkan tenaga.

▪ Mencari maklumat dengan melayari

laman web yang berkaitan dengan

sumber tenaga diperbaharui.

1.3.3 Konsep Utama

▪ Sumber tenaga yang diperbaharui.



▪ Sumber tenaga yang dapat diganti

dengan cepat setelah digunakan seperti

matahari, air, ombak, geoterma dan

biojisim.

▪ Tenaga Suria

Tenaga suria ialah tenaga yang

diperolehi daripada cahaya matahari

dalam bentuk tenaga cahaya dan tenaga

haba.

▪ Biojisim

Biojisim pula merupakan satu sumber

tenaga yang diperoleh daripada sampah

sarap, hampas tebu dan kelapa sawit,

daun-daun kering dan najis haiwan.

▪ Geoterma

Geoterma pula ialah tenaga yang

berpunca daripada dalam kerak bumi. Di

bahagian bawah kerak bumi terdapat

wap panas atau stim dan air panas.

▪ Tenaga Hidro

Tenaga hidro pula merupakan tenaga

yang diperoleh daripada air yang

ditakung di paras yang tinggi. Air yang

mengalir turun dengan deras akan

memusingkan turbin-turbin yang besar

untuk menjanakan tenaga elektrik


Cadangan aktiviti:

▪ Mencari maklumat tentang sumber


▪ Menyiasat dan menjalankan aktiviti

menggunakan sumber tenaga

diperbaharui di dalam makmal.

o Menggunakan air untuk

menghasilkan tenaga elektrik.

o Menggunakan sel suria

menghasilkan tenaga elektrik

o Merekacipta alat menggunakan

angin untuk menghasilkan tenaga

elektrik.

▪ Menjana idea kebaikan menggunakan

sumber tenaga yang diperbaharui.


▪ Kertas mahjong

▪ Pen Marker

▪ Motor ringkas

▪ Sel Suria

▪ Wayar dengan klip buaya

▪ Mentol dan pemegangnya

▪ Motor elektrik yang kecil

▪ Gabus

▪ Kepingan aluminiam

▪ Gelung getah

▪ Rod aluminiam dengan alur


▪ Mencari maklumat tentang sumber

tenaga yang boleh diperbaharui.

o Sediakan nota atau buku rujukan.

Minta pelajar mencari maklumat

tentang sumber-sumber tenaga yang

boleh diperbaharui. Minta mereka

tulis dengan ringkas tentang sumber

tenaga tersebut dan kongsikan

maklumat dengan rakan dalam

kelas. Guru beri bimbingan.

ATAU:

o Bahagikan murid kepada beberapa

kumpulan. Minta mereka melayari

laman web yang telah ditentukan

oleh guru( Guru perlu mencari

laman-laman web ini sebelum

pengajaran). Murid-murid perlu

mengumpulkan seberapa banyak

maklumat yang daripada laman web

tersebut. Setelah selesai, minta



setiap kumpulan membentangkan

hasil dapatan mereka.

o Jika sekolah tersebut tidak

mempunyai sambungan kepada

internet, guru bolehlah memuat

turun(download) maklumat-

maklumat daripada laman web ke

dalam disket dan berikan disket

tersebut kepada murid. Minta murid

dapatkan maklumat daripada laman

web tersebut.

▪ Menyiasat dan menjalankan aktiviti

sumber tenaga yang boleh diperbaharui

di dalam makmal.

o Menggunakan air untuk


Berikan bahan yang disediakan dan

meminta murid memasangkan radas

dan tunjukkan kepada guru bahawa

mereka boleh menghasilkan tenaga

menggunakan sumber daripada air.

Minta mereka berikan kebaikan dan

kekurangan menggunakan air untuk

menjana tenaga.

o Menggunakan sel suria


Berikan sel suria (jika ada), minta

mereka pasangkan radas dan

tunjukkan kepada guru bahawa

mereka boleh menghasilkan tenaga

elektrik menggunakan sel suria.

Minta mereka buat inferens

kebaikan menggunakan tenaga suria

dan kekangan menggunakan sumber

tenaga ini.

o Merekacipta alat menggunakan

angin untuk menghasilkan tenaga

elektrik.

Berikan alat radas yang disediakan

dan minta pelajar secara

berkumpulan mereka alat penjana

tenaga menggunakan angin. Guru

akan memberikan markah kepada

rekacipata yang terbaik dan boleh

menghasilkan paling banyak tenaga

elektrik.

▪ Menjana idea kebaikan menggunakan


Guru meminta murid berbincang

kebaikan menggunakan sumber tenaga

alternatif/sumber tenaga yang boleh

diperbaharui ini.


▪ Pengunaan bahanapi fosil sebagai

sumber tenaga tidak akan bertahan lama.

Lambat laun sumber tenaga ini akan

habis dan masyarakat dunia pasti akan

berhadapan dengan krisis tenaga yang

teruk.

▪ Justeru, penjanaan tenaga daripada

sumber-sumber yang lain dan boleh

diperbaharui amat diperlukan. Tenaga

yang diperoleh daripada cahaya

matahari secara percuma, angin, air dan

ombak, geoterma dan biojisim

merupakan contoh-contoh sumber

tenaga diperbaharui dan semakin banyak

digunakan di pelbagai tempat di dunia

ini. Pelbagai alatan teknologi

dibangunkan untuk menggunakan

sumber tenaga ini dengan cekap dan kos

efektif.

▪ Namun begitu, penggunaan sumber

tenaga diperbaharui ini masih terhad.

Masyarakat perlu disedarkan akan

kewujudan sumber tenaga ini dan

digalakkan penggunaannya dengan

diberi pelbagai insentif. Penyelidikan

dan pembangunan dalam penggunaan

sumber tenaga yang boleh diperbaharui

perlu diberi kan perhatian oleh kerajaan

di setiap negara. Oleh sebab itu, banyak

kerajaan membangunkan institut



penyelidikan untuk memajukan

penggunaan sumber tenaga yang boleh

diperbaharui ini.

1.4 SUMBER TENAGA DAN

PENCEMARAN ALAM SEKITAR

1.4.1 Pendahuluan

Kemajuan yang pesat dalam bidang

teknologi dan perindustrian telah

meningkatkan keperluan penggunaan

sumber tenaga. Selain itu, pertambahan

bilangan penduduk dunia yang pesat

memerlukan juga pertambahan sumber

tenaga untuk membolehkan manusia

menjalankan kehidupan hariannya..

Penggunaan bahanapi fosil seperti arang

batu, petroleum dan gas asli semakin

bertambah. Bukan setakat bahanapi fosil ini

sahaja, kemajuan teknologi mendorong

penggunaan bahan nuklear. Penjanaan dan

penggunaan lebih banyak sumber tenaga ini

telah memberikan masalah pencemaran

terhadap alam sekitar.

Pembakaran arang batu, petroleum dan gas

asli membebaskan banyak gas karbon

dioksida dan sulfur dioksida serta partikel-

partikel halus. Keadaan ini membawa

kepada kejadian KESAN RUMAH HIJAU

( Greenhouse Effect ) dan HUJAN ASID.

Disamping itu partikel-pertikel halus juga

banyak terampai dalam udara. Perkara ini

menimbulkan pencemaran kepada udara.

Kesan rumah hijau berlaku akibat daripada

pembebasan gas karbon dioksida yang

terlalu banyak ke dalam atmosfera.

Kehadiran gas karbon dioksida yang terlalu

banyak ini membentuk satu lapisan dalam

atmosfera yang memerangkap dan

menghalang pantulan semula cahaya

matahari. Perkara ini menyebabkan kesan

pemanasan global iaitu suhu bumi semakin

tinggi. Keadaan ini membimbangkan ramai

saintis. Bolehkah anda menyatakan mengapa

para saintis bimbang dengan kesan rumah

hijau ini?

Hujan asid pula berlaku hasil daripada

pelarutan gas sulfur dioksida, gas nitrogen

oksida dan karbon dioksida dalam air hujan.

Gas-gas ini dihasilkan daripada pembakaran

bahanapi dalam kenderaan dan kilang-kilang

industri. Kelarutan gas yang tinggi

menghasilkan asid dan ini membahayakan

struktur bangunan dan juga pada hidupan di

dalam kolam dan mengurangkan kesesuaian

tanah untuk pertanian.

Selain pembebasan bahan pencemar ke

udara, terdapat juga pembuangan bahan-

bahan berasaskan petroleum ke dalam

sungai dan lautan. Perkara ini menyebabkan

berlakunya pencemaran air sehingga

menyebabkan banyak hidupan akuatik mati.

Tenaga nuklear pula baru ditemui pada awal

abad ke dua puluh dan amat berpotensi

untuk mengatasi masalah sumber tanaga

daripada bahanapi fosil yang semakin

menyusut. Malah, sebahagian besar sumber

tenaga di Eropah dan Amerika Syarikat

menggunakan sumber tenaga nuklear.

Namun penggunaannya menimbulkan

banyak isu dan mendatangkan kemudaratan

kepada penduduk dunia. Kejadian

kebocoran loji nuklear di Chernobyl, Rusia

menjadi satu pengajaran kepada manusia

supaya lebih berhati-hati dalam mengendali

janakuasa yang bersumberkan bahan

nuklear.

Penggunaan sumber tenaga diperbaharuhi

nampaknya lebih bersih dan bebas daripada

menyumbang pencemaran alam sekitar.

Oleh sebab itu, penggunaan sumber tenaga

ini menjadi pilihan kepada pencinta alam

sekitar.


▪ Menyatakan jenis-jenis pencemaran

yang terdapat dalam persekitaran;



▪ Mengenalpasti punca-punca

pencemaran;

▪ Menerangkan kesan penggunaan sumber

bahanapi yang tidak terkawal dengan

pencemaran alam sekitar.

▪ Menjana idea untuk mencari jalan

mengatasi masalah pencemaran alam

sekitar akibat penggunaan sumber

tenaga yang tidak terkawal.

1.4.2 Konsep Utama

▪ Kesan Rumah Hijau

Kesan rumah hijau berlaku akibat

pembebasan gas karbon dioksida yang

terlalu banyak ke dalam atmosfera.

Kehadiran gas karbon dioksida yang

terlalu banyak ini membentuk satu

lapisan dalam atmosfera yang

memerangkap dan menghalang

pantulan semula cahaya matahari.

Perkara ini menyebabkan kesan

pemanasan global iaitu suhu bumi

semakin tinggi.

▪ Hujan Asid

Hujan asid pula berlaku hasil pelarutan

gas sulfur dioksida, gas nitrogen oksida

dan karbon dioksida dalam air hujan


Cadangan aktiviti adalah:

▪ Penyiasat Pencemaran!!

▪ Kesan penggunaan sumber

bahanapi/bahan bakar yang tidak

terkawal.

o Kesan rumah hijau

o Hujan Asid

Projek : Mengukur nilai pH air

hujan di kawasan masing-masing

dan membuat inferens terhadap nilai

pH yang didapati.

▪ Main peranan – Mengatasi pencemaran

disebabkan penggunaan sumber tenaga

dengan tidak terkawal.

o Masalah Kesan Rumah Hijau;

ATAU

o Keputusan sama ada setuju atau tidak

diteruskan pembinaan loji nuklear

ditempat anda.

▪ Melukis poster yang bertujuan

memberikan kesedaran kepada

masyarakat tentang kesan Rumah Hijau

atau Hujan Asid atau pencemaran dan

kesannya terhadap alam sekitar.

▪ Mencari maklumat tentang kesan

pencemaran akibat penggunaan sumber

tenaga.


▪ Borang penyusun grafik

(Lampiran 6)

▪ Kad tugasan yang tercatat peranan

individu dalam satu situasi pilihan sama

ada masalah Kesan Rumah Hijau atau

Pembinaan Loji Nuklear ditempat anda.

▪ Kertas mahjong

▪ Pen marker


▪ Penyiasat Pencemaran!!

o Guru mengedarkan borang

penyusun grafik (Lampiran 6)

kepada setiap kumpulan

(1 kumpulan = 4 orang).



o Guru meminta mereka menentukan:

Pencemaran yang berlaku dalam

persekitaran mereka.

Menyatakan punca-punca

pencemaran tersebut.

Kesan pencemaran pada alam

sekitar dan kehidupan.

Undi murid yang perlu

melakukan pembentangan

dalam setiap kumpulan dan

seterusnya membuat rumusan

daripada hasil perbincangan

yang diperoleh.

▪ Kesan penggunaan sumber

bahanapi/bahan bakar yang tidak

terkawal.

o Kesan rumah hijau

Edarkan borang penyusun

grafik ( sebab & kesan)


pelajar ( atau plastik

transparensi)

(Lampiran 6 dan Lampiran 7)

Guru meminta pelajar

berbincang dan mencari

maklumat yang berkaitan

dengan kejadian kesan rumah

hijau.

Pembentangan hasil

perbincangan pelajar.

o Hujan Asid

Edarkan borang penyusun

grafik ( sebab & kesan)


pelajar ( atau plastik

transparensi)

(Lampiran 6 dan Lampiran 7)

Minta pelajar berbincang dan

mencari maklumat yang

berkaitan dengan kejadian

kesan rumah hijau.

Pembentangan hasil

perbincangan pelajar

ATAU;

Projek – menjalankan kutipan air hujan di

kawasan masing-masing dan ukur nilai

pHnya. Guru meminta murid membuat

inferens “mengapa mereka memperolehi

nilai pH tersebut?”.

▪ Main peranan

o Mengatasi pencemaran disebabkan

penggunaan sumber tenaga dengan

tidak terkawal.

Sediakan kad tugasan peranan

yang akan dimainkan oleh

beberapa pelajar yang telah

anda pilih berkaitan dengan

tajuk di atas.

Guru meminta murid yang

terpilih memahami peranan

tersebut dan melakonkannya

dengan bersungguh-sungguh.

Guru juga perlu menyediakan

borang maklumat untuk

dikumpul oleh murid-murid

lain sepanjang masa main

peranan itu berlangsung.

Jalankan perbincangan selepas

aktiviti ini dijalankan

▪ Masalah Kesan Rumah Hijau;

o Beritahu pelajar bahawa mereka

akan mengambil bahagian dalam

memainkan peranan sebagai pakar

yang berkaitan dengan alam sekitar.

Kumpulan pakar ini akan

membincangkan kesan rumah hijau

dan cadangan untuk mengatasi

masalah ini.



o Setiap kumpulan terdiri daripada 6

orang. Setiap orang akan

memainkan peranan sebagai pakar

dalam pelbagai bidang yang

berkaitan dengan alam sekitar.

o Guru akan mengedarkan sampul

surat yang berisi peranan setiap

ahli dalam kumpulan tersebut.

Setiap ahli dalam kumpulan akan

memainkan peranan tersebut.

Jangan beri orang lain melihat kad

tersebut.

o Baca peranan tersebut, cuba fikir

dan senaraikan pandangan anda

berkaitan dengan peranan

tersebut.

o Mulakan perbincangan dengan

setiap ahli memperkenalkan diri

mereka kepada kumpulan (nama

dan agensi tempat bekerja dan

kepakaran) dan berikan

pandangan tentang kesan rumah

hijau serta langkah yang baik

untuk mengatasinya.

o Berikan masa untuk perbincangan

ini tamat dan guru minta setiap

kumpulan melaporkan rumusan

kumpulan bagi perbincangan yang

telah dilakukan.

▪ Pembinaan loji nuklear di tempat

anda.

o Langkah-langkah adalah hampir

sama seperti langkah di atas tetapi

kali ini peranan yang perlu

dimainkan oleh murid dan fokus

perbincangan adalah berbeza.

Cadangan peranan –adalah

seorang Prof. Fizik Nuklear, wakil

pengusaha loji nuclear, wakil

Persatuan Alam Sekitar,

wartawan, wakil rakyat , Ketua

Menteri/wakilnya, beberapa orang

penduduk yang mempunyai

kepentingan di kawasan

tersebut.(Guru hendaklah

menyediakan kad yang perlu

dimainkan oleh setiap pemegang

peranan tersebut)

▪ Melukis poster yang bertujuan memberi

kesedaran kepada masyarakat tentang

kesan Rumah Hijau atau Hujan Asid

atau pencemaran dan kesannya ke atas

alam sekitar.

o Aktiviti ini boleh dilakukan

sebagai kegiatan aktiviti ko-

kurikulum sains.

▪ Melayari internet untuk mencari

maklumat tentang pencemaran alam

sekitar akibat pengunaan sumber tenaga.

Jika tidak ada akaun internet guru

bolehlah memuat turun artikel yang

menarik berkaitan dengan pencemaran

alam sekitar dan minta pelajar

mengaksesnya melalui komputer.

Setelah selesai pencarian boleh

dikongsikan maklumat yang diperoleh

dengan kumpulan lain di dalam kelas.


▪ Terdapat hubungan yang erat dan

simbiotik antara manusia, organisme

dengan persekitarannya. Kelangsungan

kehidupan manusia dan organisme

amat bergantung kepada persekitaran

yang sihat dan bersih. Sudah menjadi

menjadi tanggungjawab setiap individu

untuk menjaga alam persekitarannya

dan mengambil langkah-langkah

konstruktif untuk menangani masalah

pencemaran.

▪ Namun penggunaan pelbagai sumber

tenaga terutamanya bahanapi fosil yang

tidak terkawal dan meluas

menyebabkan berlakunya pencemaran

bukan sahaja di udara tetapi juga di

daratan dan air. Masalah pencemaran



ini menimbulkan pelbagai fenomena

yang sedikit sebanyak mempengaruhi

kehidupan di muka bumi secara tidak

disedari. Oleh sebab itu, setiap orang

ahli masyarakat perlu lebih berhemat

dalam menggunakan pelbagai sumber

tenaga. Walaupun tenaga penting tetapi

perlulah diingat akan kesan sampingan

yang boleh terjadi akibat penggunaan

bahanapi yang tidak terkawal.

▪ Langkah-langkah pencegahan perlu

diambil perhatian oleh pihak berkuasa.

Jangan tunggu apabila keadaan

bertambah serius barulah kita sibuk

hendak mencari jalan untuk

mengatasinya. “Sediakan payung

sebelum hujan”. Pendidikan, kempen

kesedaran dan penguatkuasaan undang-

undang perlu dilaksanakan dengan

bersungguh-sungguh dan berterusan.

1.5 KEGUNAAN TENAGA SURIA

1.5.1 Pendahuluan

Matahari dicipta untuk menjadi sumber

tenaga utama di bumi ini. Hampir semua

sumber tenaga di bumi ini sama ada secara

langsung atau tidak langsung berasal

daripada matahari. Tenaga yang diperoleh

secara langsung daripada cahaya matahari

dinamakan tenaga suria.

Matahari sebagai sumber tenaga utama telah

digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Tumbuh-

tumbuhan menggunakan cahaya matahari

untuk membuat makanan melalui proses

fotosintesis. Manusia juga menggunakan

cahaya matahari tetapi untuk menjalankan

aktiviti yang terhad seperti menjemur

pakaian dan mengeringkan makanan.

Cahaya matahari boleh didapati di negara

kita sepanjang tahun. Namun penggunaan

tenaga suria sebagai sumber tenaga masih

pada tahap yang rendah. Perkara ini

mungkin kerana harga seunit tenaga elektrik

masih murah dan mudah diperoleh,

penggunaan yang bertumpu kepada tenaga

fosil, maka sumber tenaga terbaru dan bersih

ini diabaikan. Mungkin apabila bahanapi

fosil yang merupakan sumber tenaga tidak

diperbaharui ini habis digunakan barulah

agaknya pengunaan sumber tenaga

diperbaharui seperti tenaga suria ini dititik

beratkan.

Fauziah dan Ahmad Nurulazam (2000)

umpamanya menyatakan bahawa

penggunaan tenaga terbaharukan seperti

tenaga suria hanya menyumbang lebih

kurang 12 peratus kepada keperluan tenaga

keseluruhan di Malaysia.

Tenaga suria terdiri daripada tenaga cahaya

dan tenaga haba. Ia merupakan sumber

tenaga utama yang bersih dan

penggunaannya tidak menghasilkan kesan

negatif terhadap persekitaran. Terdapat

beberapa penggunaan sumber tenaga suria

antaranya adalah dalam pemanas air suria,

pemanas udara suria, penyulingan air suria,

satelit angkasa lepas dan alatan-alatan

seperti mesin kira dan jam tangan.

Terdapat dua cara menggunakan tenaga

suria untuk menghasilkan tenaga elektrik

iaitu menerusi penggunaan sel suria dan

teknologi terma suria. Pada ketika ini,

penggunaan teknologi berasaskan tenaga

solar adalah amat mahal jika dibandingkan

dengan penggunaan stesen janakuasa

berasaskan arang batu tetapi ia kurang

mendatangkan pencemaran kepada alam

sekitar.

Sel suria ialah peranti semikonduktor dan

mempunyai sifat yang sama dengan diod,

iaitu ia hanya membenarkan arus mengalir

pada satu arah sahaja. Perbezaannya, sel

suria tidak memerlukan bekalan tenaga

elektrik untuk berfungsi tetapi sebaliknya ia

akan membekalkan tenaga elektrik jika

didedahkan kepada cahaya. Proses

perubahan ini disebut sebagai kesan

fotoelektrik. Penggunaan sel suria ini untuk

menjana tenaga elektrik misalnya dalam



program angkasa lepas Amerika Syarikat.

Sel suria digunakan untuk menjana tenaga

elektrik bagi kapal angkasa lepas dan satelit.

Sistem bekalan tenaga elektrik suria

merupakan satu cara alternatif untuk

mendapatkan kuasa eklektrik selain daripada

bahanapi fosil dan hidro. Sumber tenaga

yang bersih lagi banyak di negara kita ini

perlulah dieksploit agar wujud kepelbagaian

penggunaan sumber tenaga untuk

menghasilkan tenaga elektrik dan

memberikan pertimbangan terhadap

pencemaran alam sekitar yang dihasilkan

oleh pembakaran bahanapi fosil yang tidak

terkawal.


▪ Menyatakan beberapa penggunaan

tenaga suria.

▪ Menyiasat kegunaan tenaga suria

▪ Projek membina pemanas air suria

ringkas

1.5.3 Konsep Utama

▪ Tenaga Suria

Tenaga suria ialah tenaga yang

diperolehi daripada cahaya matahari

dalam bentuk tenaga cahaya dan tenaga

haba.

▪ Sel suria

Sel suria ialah peranti semikonduktor

yang menukar cahaya kepada renaga

elektrik.


Cadangan aktiviti, antaranya adalah:

▪ Mencari maklumat tentang

penggunaan tenaga suria

dalam kehidupan seharian

dan secara komersial.


tenaga suria.

▪ Menyiasat kegunaan tenaga suria.


ringkas


▪ Tin kosong

▪ Kanta pembesar

▪ Piring Kaca

▪ Mancis Api

▪ Kepingan Aluminium

▪ Kertas Mahjong

▪ Pen Marker


▪ Mencari maklumat tentang

penggunaan tenaga suria

dalam kehidupan seharian

dan secara komersial.

Meminta pelajar mencari maklumat

tentang kegunaan tenaga suria di dalam

laman web yang telah ditentukan oleh

guru melalui internet ATAU

mendapatkan maklumat daripada artikel

yang telah dimuat turun oleh guru dalam

disket.

Setelah selesai pelajar diminta membuat

nota ringkas dan menjelaskan dapatan

mereka kepada kelas.


tenaga suria.

o Edarkan borang penyusun grafik

(Lampiran 8) / kertas mahjong

bersama dengan pen marker kepada

pelajar dan minta mereka menjana

ides mengenai kegunaan tenaga

suria secara berkumpulan ( 1

kumpulan terdiri daripada empat

orang pelajar)



o Selepas selesai perbincangan, pilih

pelajar daripada beberapa kumpulan

membentangkan hasil perbincangan

tadi.

o Minta pelajar buat rumusan daripada

aktiviti ini.

o Guru bolehlah memberikan contoh-

contoh kegunaan lain kepada pelajar

jika contoh yang diberikan tidak

mencukupi.

▪ Menyiasat kegunaan tenaga suria.

o Berikan bahan-bahan dan alatan

berikut:

Kanta pembesar

Piring Kaca

Mancis Api

o Berikan tugasan kepada setiap

kumpulan.

▪ Tugasan 1 : Menyalakan Mancis Api

Menggunakan Tenaga Suria.

o Minta pelajar fikirkan bagaimana

hendak menyalakan mancis api

menggunakan tenaga suria.

Dapatkan maklumbalas daripada

mereka.

o Kemudian, minta mereka jalankan

siasatan:

Situasi 1 : Letakkan mancis api dalam

piring kaca dalam sinaran cahaya matahari.

Situasi 2 :Letakkan mancis dalam piring

kaca tetapi gunakan kanta pembesar untuk

menumpukan cahaya matahari kepada

mancis.

Bincangkan atau tanyakan soalan kepada

pelajar:

o Apakah yang disamakan dalam

siasatan ini?

o (Supaya pelajar dapat kenalpasti

pembolehubah yang dimalarkan)

o Apakah perbezaan antara situasi 1

dengan situasi 2?

o (Supaya pelajar dapat kenal pasti

pemboleh ubah yang

dimanipulasikan)

o Apakah yang hendak diperhatikan?

(Supaya pelajar dapat kenalpasti

pembolehubah yang

digerakbalaskan)

o Minta mereka membina hipotesis?

Pelajar menjalankan

siasatan dan setelah selesai,

bincangkan hasil siasatan.

Minta pelajar fikirkan

mengapakah wujudnya

perbezaan dalam ujikaji

tersebut?

▪ Tugasan 2: Menggerakkan kereta

bermotor ringkas mengunakan sel suria.

o Tunjukkan kepada pelajar sel suria.

Tanya mereka:

Kegunaan sel suria?

Pernahkah mereka

melihatnya. Jika ya, di

mana?

Bagaimana cahaya matahari

boleh ditukarkan kepada

tenaga elektrik?

o Minta mereka jalankan siasatan

untuk menggerakkan kereta

bermotor ringkas menggunakan sel

suria.

o Minta mereka buat siasatan dengan

menggunakan 1 sel suria. 2, 3 dan

seterusnya dan lihat kesan

penambahan sel suria terhadap

pergerakan kereta bermotor ringkas

tersebut?



o Minta mereka membina jadual

untuk merekodkan pemerhatian.

o Minta mereka membuat inferens

terhadap dapatan yang diperoleh

dalam siasatan ini.


ringkas

o Berikan kertas mahjong kepada

pelajar dan minta mereka menjana

idea untuk menjalankan projek

membina pemanas air suria

menggunakan bahan-bahan yang

diberikan. (Guru perlu sediakan

arahan atau peraturan dan kriteria

pemarkahan projek kepada pelajar).

o Bimbing pelajar dan berikan masa

kepada mereka menjalankan projek.

Penilaian boleh dibuat oleh guru

sains yang lain.


▪ Tenaga suria merupakan sumber tenaga

yang berpotensi untuk menggantikan

sumber bahanapi fosil satu hari nanti.

Kepelbagaian penggunaannya perlulah

dipertingkatkan. Melalui aktiviti

penyelidikan dan pembangunan (R&D)

diharapkan pengunaan tenaga suria akan

dapat dipertingkat.

▪ Selain itu, tenaga suria ini diperolehi

secara percuma dan mesra alam sekitar.

Hal ini akan dapat menjimatkan kos sara

hidup dan mengurangkan kerosakan

yang telah dilakukan oleh penggunaan

bahanapi fosil.

1.6 KELEBIHAN DAN

KEKURANGAN

SUMBER TENAGA YANG

BOLEH DIPERBAHARUI

1.6.1 Pendahuluan

Sumber tenaga boleh dibahagikan kepada

dua kategori, iaitu sumber tenaga tidak

diperbaharui dan sumber tenaga

diperbaharui. Sumber tenaga tidak

diperbaharui contohnya ialah seperti

bahanapi fosil – arang batu, petroleum, gas

asli dan bahan nuklear. Sumber tenaga

diperbaharui pula ialah tenaga suria,

geoterma, hidroelektrik, angin, ombak dan

biojisim. Sumber tenaga ini telah

dibincangkan dengan ringkas dalam Unit 2

dan Unit 3.

Sumber tenaga diperbaharui memberikan

alternatif untuk menampung atau

menggantikan bahanapi fosil yang semakin

menyusut jumlahnya. Di samping itu,

penggunaan bahanapi fosil tanpa terkawal

telah meyumbang pencemaran kepada alam

sekitar. Oleh sebab itu, penjanaan tenaga

menggunakan sumber tenaga diperbaharui

semakin digalakkan.

Mengapakah penggunaan sumber tenaga

diperbaharui amat digalakkan? Terdapat

beberapa kelebihan menggunakan sumber

tenaga diperbaharui ini. Antaranya adalah:

▪ Murah dan kadangkala didapati dengan

percuma. Contohnya, cahaya matahari

boleh diperoleh secara percuma dan

kebanyakan negara disinari oleh cahaya

matahari.

▪ Mudah diperoleh serta dapat diganti

dalam masa yang singkat setelah

digunakan.

▪ Mesra alam sekitar – tidak

mencemarkan alam sekitar.

Sungguhpun begitu, ada juga kekurangan

sumber tenaga diperbaharui. Antaranya

adalah:

▪ Teknologi yang canggih diperlukan

untuk memperoleh sumber tenaga yang



boleh diperbaharui ini. Kadangkala

teknologi ini memerlukan kos yang

tinggi dan mahal.

▪ Tidak semua sumber tenaga

diperbaharui adalah mesra alam sekitar.

Pembinaan empangan elektrik hidro

umpamanya akan menyebabkan

kemusnahan beribu-ribu hektar kawasan

hutan yang menjadi kediaman pelbagai

spesis organisme.

▪ Pembinaan halangan di muara sungai

untuk menghasilkan tenaga elektrik

daripada ombak dan aras air pasang

surut juga memberikan kesan kepada

habitat burung dan ikan kerana

dipercayai mengganggu kejadian

pasang surut dan pergerakan spesis

kehidupan akuatik di kawasan tersebut.

Selain itu, halangan ini akan

melonggokkan bahan buangan daripada

hulu sungai di muara sungai dan boleh

menyebabkan kejadian banjir.

Bolehkah anda fikirkan kelebihan dan

kekurangan sumber tenaga diperbaharui ini?

Cuba bincangkan.


▪ Menyatakan kelebihan sumber tenaga

diperbaharui.

▪ Menyatakan kekurangan sumber tenaga

diperbaharui.

1.6.3 Konsep Utama

▪ Sumber tenaga yang diperbaharui.

Sumber tenaga diperbaharui adalah sumber

tenaga yang boleh digantikan dalam julat

masa yang pendek setelah digunakan.


▪ Menjana idea tentang kelebihan dan

kekurangan sumber tenaga yang

diperbaharui.

▪ Mencari maklumat tentang kelebihan

dan kekurangan sumber tenaga

diperbaharui.


▪ Nota yang berkaitan dengan sumber

tenaga diperbaharui. Nota mengandungi

penerangan tentang sumber tenaga

diperbaharui, kelebihan dan

kekurangannya.

▪ Jadual untuk membandingkan kelebihan


diperbaharui (Lampiran 9).


▪ Menjana idea tentang kelebihan dan

kekurangan sumber tenaga diperbaharui.

o Edarkan kertas mahjong dan pen

marker bagi setiap kumpulan.

o Minta mereka fikirkan kelebihan dan

kekurangan sumber tenaga

diperbaharui dan catatkan pada

kertas mahjong atau plastik

transparensi.

o Pilih beberapa kumpulan untuk

membentangkan hasil dapatan

mereka.

▪ Mencari maklumat tentang kelebihan


diperbaharui.

o Edar nota yang telah disediakan

kepada setiap kumpulan pelajar.

Beri kan masa untuk mereka

membaca nota tersebut. Selain nota,

guru boleh meminta pelajar mencari

maklumat daripada laman web yang

telah ditentukan oleh guru.

o Minta mereka mencatat isi-isi

penting dengan membina soalan



berkaitan dengan isi-isi penting

dalam nota tersebut. Berikan masa

10 – 15 minit, untuk mereka

berbincang.

o Setelah selesai, jalankan sesi soalan

dan penyoalan. Guru boleh sediakan

jadual di papan hitam menunjukkan

markah setiap kumpulan. ( 1 soalan

yang disediakan diberikan 1

markah. Jika dapat jawab soalan

berikan 2 markah). Jalankan aktiviti

ini 15 minit.

o Edarkan pula jadual yang telah

disediakan dan minta pelajar isikan

kelebihan dan kekurangan sumber

tenaga diperbaharui ke dalam jadual

tersebut( Lihat Lampiran 9 yang

disertakan).


▪ Kepentingan sumber tenaga

diperbaharui semakin dirasai. Sebagai

akibat kebimbangan bahawa bahanapi

fosil sedang menyusut dengan pantas,

usaha-usaha telah diambil untuk

meneroka penggunaan sumber tenaga

alternatif seperti tenaga suria, air, ombak

geoterma dan biojisim.

▪ Walaupun ada kebaikan dalam

menggunakan sumber tenaga

diperbaharui ini, terdapat juga

kekurangannya. Sehingga kini

kekurangan ini tidaklah seburuk

penggunaan bahanapi fosil yang

menyebabkan kerosakan terhadap alam

sekitar dan habitat kehidupan. Namun

tindakan pencegahan perlu difikirkan

agar penggunaan sumber tenaga

diperbaharui tidak mendatangkan

kerosakan kepada alam sekitar.

▪ Kempen penggunaan sumber tenaga

diperbaharui ini perlu dipertingkatkan.

Masih banyak masyarakat yang kurang

peka dan mengetahui akan kewujudan

sumber tenaga ini.

1.7 PENGGUNAAN TENAGA YANG

CEKAP

1.7.1 Pendahuluan

Setiap hari sering diwar-warkan di kaca

televisyen dan radio supaya kita tingkatkan

kecekapan dalam penggunaan tenaga.

Mengapa gesaan ini dibuat? Sebagaimana

yang telah dipelajari, sumber tenaga utama

adalah daripada minyak, gas, hidro dan

arang batu. Sumber tenaga ini banyak

digunakan dan jumlahnya semakin

menyusut dan akan mengambil masa beribu

tahun untuk diganti. Itulah sebabnya ia

disebut sebagai sumber tenaga tidak

diperbaharui. Walaupun ada sumber tenaga

yang boleh diperbaharui seperti matahari,

biomass, angin dan hidro, penggunaannya

masih pada tahap yang rendah.

Sumber tenaga utama ini boleh diubah

kepada pelbagai bentuk tenaga yang lain

(seperti tenaga elektrik) yang membolehkan

kita melakukan banyak aktiviti harian.

Tetapi berapa lamakah agaknya kita

terpaksa bergantung kepada sumber tenaga

tidak diperbaharui ini? Bolehkah anda

dapatkan maklumat tersebut?

Justeru, kita sebagai pengguna perlu

menggunakan sumber tenaga yang terhad ini

dengan bijak dan cekap. Penggunaan sumber

tenaga dengan cekap bermakna kita

menggunakan sumber tenaga dengan

berjimat cermat, bijak dan berhemat.

Mengapakah kita perlu menggunakan tenaga

dengan cekap? Antara alasannya adalah:

▪ Memastikan sumber tenaga tidak

diperbaharui itu dapat bertahan dalam

jangka masa yang lama untuk generasi

yang akan datang.



▪ Mengurangkan pencemaran kepada

alam sekitar. Pembakaran sumber

bahanapi fosil seperti

▪ Minyak, gas dan arang batu akan

membebaskan gas seperti karbon

dioksida, sulfur dioksida dan partikel-

partikel halus yang menyumbang

kepada pencemaran alam sekitar.

Perkara ini akan menjadikan bumi ini

tidak sehat untuk didiami.

▪ Menggunakan tenaga dengan cekap

boleh menjimatkan perbelanjaan

keluarga

Pengguna juga perlu menggunakan tenaga

seperti tenaga elektrik dengan cekap kerana

ia ada hubungannya dengan penggunaan

bahanapi fosil atau sumber tenaga yang lain

untuk menghasilkan tenaga itu. Semakin

banyak kita menggunakan tenaga elektrik

maka semakin banyaklah sumber tenaga

yang terpaksa digunakan. Sering kita lihat

berlaku pembaziran dalam menggunakan

tenaga elektrik di rumah, pejabat dan juga di

tempat-tempat awam. Sikap ini perlu diubah

supaya rasa menghargai dan berjimat cermat

itu wujud dalam setiap orang ahli

masyarakat. Justeru,penerapan nilai-nilai

murni ini perlulah dilakukan sejak kanak-

kanak di bangku sekolah lagi. Mudah-

mudahan penggunaan tenaga yang cekap

dapat diamalkan dalam kehidupan seharian

kita.

1.7.2 Objektif Pengajaran Unit

▪ Menyatakan maksud penggunaan tenaga

yang cekap.

▪ Menyiasat penggunaan tenaga yang

tidak cekap di rumah dan di sekolah.

1.7.3 Konsep Utama

▪ Penggunaan tenaga yang cekap

Penggunaan tenaga yang cekap

bermaksud penggunaan tenaga dengan

berhemat, bijaksana dan berjimat

cermat.

▪ Sumber tenaga tidak diperbaharui

Sumber tenaga yang digunakan dengan

cepat tetapi memerlukan masa yang

terlalu lama untuk digantikan,

contohnya bahanapi fosil.

▪ Sumber tenaga diperbaharui.

Sumber tenaga yang bila digunakan

akan digantikan dengan segera

contohnya cahaya matahari.



tidak cekap di sekolah dan di rumah dan

seterusnya membuat pernyataan maksud

penggunaan tenaga yang cekap.

▪ Menyatakan perlunya menggunakan

tenaga dengan cekap


▪ Kertas edaran untuk membantu pelajar

mencatat pemerhatian penggunaan

tenaga yang tidak cekap di sekolah dan

di rumah.

▪ Penyusun grafik.



tidak cekap di sekolah dan di rumah.

o Edarkan kertas edaran untuk

membantu pelajar mencatat

pemerhatian penggunaan tenaga

yang tidak cekap di sekolah dan di

rumah (Lampiran 10).



o Semasa pengajaran, bahagikan

pelajar kepada beberapa kumpulan.

Minta mereka bergerak dalam

kumpulan mengikut kawasan yang

telah ditentukan oleh guru.

Nyatakan tugasan yang perlu

dilakukan kepada setiap kumpulan

iaitu menyiasat penggunaan tenaga

elektrik sebagai contoh secara

membazir.

o Satu kumpulan pelajar pula diminta

mendapatkan bayaran bil elektrik

yang digunakan oleh pihak sekolah

dan menemubual Pengetua bagi

menentukan punca-punca

pembaziran tenaga elektrik di

sekolah.

o Berikan masa selama 20 minit untuk

menjalankan aktiviti dan minta

mereka kembali ke kelas dalam

masa yang ditetapkan.

o Setelah berkumpul dalam kelas,

minta setiap kumpulan

mempersembahkan hasil siasatan

yang telah dilakukan. Minta mereka

membuat kesimpulan.

o Kumpulan yang menemubual

pengetua diminta membuat

persembahan dan minta pelajar

hubungkaitkan pernyataan pengetua

dengan hasil siasatan yang telah

dijalankan. Adakah sama?

o Berdasarkan dapatan di atas,

bincangkan maksud penggunaan

tenaga yang cekap dan minta pelajar

dengan menggunakan perkataan

mereka sendiri menjelaskan maksud

menggunakan tenaga dengan cekap.

o Sebagai tambahan, minta mereka

jalankan siasatan penggunaan

tenaga yang tidak cekap di rumah

mereka dan bincangkan dalam kelas

yang akan datang.

o Edarkan borang penyusun

grafik/transparensi yang ada

gambarajah pancaran dan minta

pelajar dalam kumpulan berbincang

dan dapatkan sebab-sebab mengapa

kita perlu menggunakan tenaga

dengan cekap. Setelah selesai, minta

kumpulan kongsikan hasil

perbincangan secara kelas

(Lampiran 11). Guru bolehlah

membimbing bagi mewujudkan

suasana perbincangan.


▪ Ramai yang tidak sedar perlunya

menggunakan tenaga dengan cekap.

Perkara ini berlaku kerana mudahnya

untuk mendapat pelbagai bentuk tenaga

daripada tenaga elektrik yang dijana

menggunakan sumber tenaga seperti

bahanapi fosil. Banyak yang tidak sedar

penggunaan tenaga elektrik yang tidak

cekap berkait rapat dengan penggunaan

bahanapi yang lebih banyak dan akan

mempercepatkan lagi penyusutan

▪ sumber bahanapi yang tidak boleh

diganti dengan cepat ini.

▪ Pembaziran tenaga yang selalu berlaku

di rumah, pejabat dan ditempat-tempat

awam perlu diberi perhatian.

Penggunaan tenaga yang tidak cekap ini

bukan sahaja meningkatkan tahap

penggunaan tenaga tetapi juga

meningkatkan kos sara hidup kerana

terpaksa membayar bil elektrik yang

lebih tinggi.

▪ Pembaziran tenaga perlu ditangani dan

penggunaan tenaga yang cekap perlu

diamalkan oleh setiap ahli masyarakat.

Penggunaan tenaga yang cekap akan

dapat meningkatkan kesejahteraan hidup

dan memastikan keseimbangan alam

terjaga.



1.8 AMALAN UNTUK KECEKAPAN

TENAGA DAN PENGGUNAAN

TENAGA YANG CEKAP

1.8.1 Pendahuluan

Seperti yang telah diperjelas sebelum ini,

sumber tenaga yang ada hendaklah

digunakan dengan cekap dan berhemat.

Sumber tenaga utama iaitu bahanapi fosil

yang merupakan sumber untuk menjana

bentuk-bentuk tenaga lain terutamanya

tenaga elektrik semakin menyusut

kuantitinya dan akan mengambil masa

beribu-ribu tahun pula untuk

mendapatkannya semula.

Di Malaysia, tenaga elektrik dijanakan

dengan menggunakan umber bahanapi fosil

seperti minyak, gas asli, arang batu dan juga

kuasa hidro. Pada masa kini lebih kurang

60% daripada tenaga elektrik dijanakan

dengan menggunakan gas asli. Bakinya

dengan menggunakan sumber lain seperti

minyak, arang batu dan kuasa hidro.

Bagaimanapun, bekalan gas asli hanya akan

dapat bertahan dalam tempoh 50 hingga 60

tahun lagi. Sumber petroleum pula dijangka

dapat menampung keperluan bagi tempoh

20 hingga 30 tahun lagi.

Di samping itu penggunaan bahanapi fosil

untuk menjana tenaga elektrik juga boleh

menyumbangkan kepada pencemaran alam

sekitar. Pembebasan gas-gas seperti karbon

dioksida, karbon monoksida, nitrogen

dioksida dan sulfur dioksida serta pertikel-

partikel halus yang terampai dalam udara

boleh menjejaskan kesihatan dan keselesaan

hidup.

Oleh itu, penggunaan tenaga elektrik dengan

cekap dan bijaksana amatlah penting untuk

kita dapat terus menerus menikmati

kemudahaan dan keselesaan. Penggunaan

tenaga dengan cekap bermaksud

penggunaan tenaga dengan bijaksana,

berhemat dan berjimat cermat. Seterusnya,

kita juga akan dapat memelihara alam

sekitar dan memanjangkan hayat bahan api

fosil untuk jangkamasa yang lebih panjang.

Justeru, perlulah difikirkan amalan-amalan

yang bijaksana dalam menggunakan tenaga

dan perlu diterapkan kepada semua ahli

masyarakat. Nilai-nilai murni dan rasa

kesedaran seperti berjimat cermat,

menghargai sumber yang ada, tidak

membazir perlu diterapkan kepada kanak-

kanak semenjak mereka di bangku sekolah

lagi. Pelajar hari ini adalah pengguna tenaga

pada masa akan datang. Dengan

mengembangkan kemahiran menggunakan

tenaga dengan cekap akan dapat membantu

mereka menjadi pengguna tenaga yang bijak

pada masa akan datang. Dapatkah anda

fikirkan amalan-amalan yang boleh

dipraktikkan untuk melayakkan kita menjadi

seorang pengguna tenaga yang cekap?


Menyatakan amalan-amalan dalam

penggunaan tenaga yang cekap dengan

mengambil contoh penggunaan tenaga di

rumah dan sekolah.

1.8.3 Konsep Utama

▪ Kecekapan tenaga

Penggunaan tenaga dengan berhemat

dan bijaksana.

▪ Tenaga

Keupayaan untuk melakukan kerja.

▪ Kuasa

Kadar masa penggunaan tenaga

▪ Bahanapi fosil

Bahan api fosil ialah bahan api yang

terhasil daripada pereputan bahan

organik yang tertanam beribu-ribu tahun

dulu dalam kerak bumi dan berubah



bentuk menjadi arang batu, petroleum

dan gas asli.



yang cekap.

▪ Aktiviti Pelajar “Meninjau amalan

penggunaan tenaga yang cekap di

rumah”. Mengenalpasti alat-alat elektrik

yang digunakan di rumah dan

mencadangkan cara-cara atau kaedah

penggunaan tenaga elektrik dengan

cekap di rumah.


▪ Gambar yang menunjukkan amalan

penggunaan tenaga elektrik di rumah

( Lampiran 12).

▪ Borang “Meninjau penggunaan alat

elektrik dan penggunaan tenaga yang

cekap di rumah” (Lampiran 13).

▪ Buku panduan penggunaan tenaga

dengan bijak daripada Jabatan Bekalan

Elektrik.



yang cekap.

o Edarkan gambar yang menunjukkan

penggunaan tenaga yang tidak cekap

di rumah. Minta mereka tandakan X

pada gambar tersebut yang

menunjukkan penggunaan tenaga

yang tidak cekap.

o Setelah aktiviti itu, bincang dengan

pelajar apa-apa yang mereka faham

tentang amalan untuk meningkatkan

kecekapan tenaga.

o Minta mereka menuliskan maksud

amalan penggunaan tenaga yang

cekap dengan menggunakan

perkataan mereka sendiri.

o Guru membantu pelajar untuk

membuat rumusan.

▪ Aktiviti “Meninjau amalan untuk

kecekapan tenaga dan penggunaan

tenaga yang cekap di rumah”.

o Edarkan borang “Alat elektrik dan

amalan penggunaan tenaga yang

cekap di rumah”(Lampiran 13),

sehari sebelum pengajaran dan

minta setiap pelajar kenalpasti

alatan elektrik yang digunakan di

rumah.

o Minta mereka catatkan dalam

borang tersebut amalan untuk

kecekapan tenaga di rumah mereka.

o Pada waktu pengajaran, secara

berkumpulan mereka membina satu

jadual yang menggabungkan data

yang diperolehi oleh individu

pelajar (Lampiran 14).

o Minta mereka bincangkan dalam

kumpulan bagaimana caranya untuk

menjimatkan penggunaan tenaga di

rumah apabila menggunakan alatan

elektrik yang telah dikenal pasti

tadi.

o Setelah selesai perbincangan ( 15

minit) minta pelajar persembahkan

hasil perbincangan mereka

menggunakan plastik transparensi.

o Guru dan pelajar bersama-sama

membuat rumusan tentang amalan-

amalan penggunaan tenaga dengan

cekap.


▪ Jimat cermat dan menghargai sumber

tenaga yang ada merupakan amalan nilai



murni yang patut diamalkan dan

dihayati oleh segenap lapisan

masyarakat. Kesedaran ini perlu wujud

supaya masyarakat menyedari bahawa

sumber tenaga utama dunia iaitu bahan

api fosil akan habis suatu hari nanti.

Penggunaan tenaga dengan berhemat

akan memanjangkan kewujudan

bahanapi ini dan akan memberikan

peluang kepada generasi akan datang

menggunakannya.

▪ Setiap ahli masyarakat perlu dididik

dengan amalan-amalan yang dapat

meningkatkan penggunaan tenaga yang

cekap. Kempen kesedaran dan

pendidikan perlu dilakukan untuk

menyedarkan setiap ahli masyarakat.

Usaha ini perlu dilakukan secara serius

dan berterusan supaya impaknya benar-

benar dapat dirasai.

Rujukan:

▪ Fauziah Sulaiman & Ahmad Nurulazam

Md. Zin (2000). Tenaga Terma Suria .

Dlm. Kamarulazizi dan Zul Azhar Zahid

(Eds). Tenaga yang boleh diperbaharui.

CETREE

▪ Kamarulazizi Ibrahim (2000). Tenaga

Elektrik Suria. Dlm. Kamarulazizi dan

Zul Azhar Zahid (Eds). Tenaga yang

boleh diperbaharui. CETREE

Sains Teras Untuk Tingkatan 3

CETREE – Buku Panduan Guru

27


Zurida Ismail

2.1 PENGIRAAN KOS

PENGGUNAAN TENAGA

ELEKTRIK

2.1.1 Pendahuluan

Tenaga elektrik digunakan secara meluas di

seluruh dunia kerana ia mempunyai

kelebihan yang banyak jika dibandingkan

dengan sumber-sumber tenaga lain. Dalam

kehidupan kita sehari-hari, tenaga elektrik

yang besar diperlukan sama ada di rumah,

kilang-kilang, pejabat-pejabat dan

sebagainya. Bagaimanakah sumber tenaga

elektrik yang besar dapat dihasilkan?

Tenaga elektrik yang digunakan di Malaysia

biasanya terdiri daripada tiga punca utama

iaitu:

▪ Penjana elektrik diesel (minyak)

▪ Penjana elektrik turbin gas

▪ Penjana elektrik terma

▪ Penjana elektrik hidroelektrik

Tenaga elektrik yang dijanakan di penjana

kuasa diagihkan dan dihantarkan ke

destinasi seperti kawasan perumahan,

perindustrian, sekolah, kompleks

perniagaan, perkampungan, bangunan

pejabat dan tempat-tempat keperluan

melalui kabel-kabel yang disokong oleh

wayar atau kabel yang ditanam di bawah

tanah.

Tenaga elektrik daripada penjana kuasa

hidroelektrik biasanya dinaikkan sehingga

400,000 volt oleh transformer menaik

sebelum ia dihantar ke bandar-bandar. Pada

substesyen (bandar-bandar) ia diturunkan

menjadi kira-kira 30,000 volt.

Selepas itu, ia diturunkan lagi oleh satu siri

transformer supaya voltannya menjadi 415V

untuk bangunan dan 240 volt untuk rumah.

Dapat dikatakan sebahagian besar rumah

kediaman di negara kita sudah mendapat

bekalan elektrik baik di bandar mahupun di

kampung. Nilai voltan sesalur yang

dibekalkan ke rumah bergantung kepada

keperluan pengguna. Di dalam rumah kita

terdapat pelbagai alat yang memerlukan

tenaga elektrik bagi menggerakkannya.

Setiap alat elektrik memerlukan sejumlah

tenaga elektrik untuk beroperasi dalam

sesuatu jangka waktu. Jumlah kos yang

perlu dibayar oleh pengguna bergantung

kepada jumlah tenaga elektrik yang

digunakan. Semakin banyak alat elektrik

yang digunakan maka semakin banyak kos

tenaga yang perlu kita bayar.

Tidak semua peralatan elektrik

menggunakan tenaga elektrik yang sama.

Tenaga elektrik yang diperlukan oleh

sesuatu alat elektrik boleh ditentukan

daripada nilai kuasa elektrik yang dilabelkan

pada alat berkenaan. Banyaknya tenaga

elektrik yang digunakan oleh alat elektrik

bergantung pada nilai kuasa alat tersebut

serta tempoh atau lama masa

penggunaannya.

Kuasa ditakrifkan sebagai masa penggunaan

tenaga. Kuasa elektrik adalah sama dengan

bilangan joule tenaga elektrik yang

digunakan dalam masa satu saat. Unit bagi

kuasa elektrik ialah watt (W). Tenaga

elektrik yang digunakan di rumah atau

sekolah disukat dalam kilowatt-Jam (kWj).

Satu kilowatt-Jam ditakrifkan sebagai

kuantiti elektrik yang digunakan oleh suatu

alat elektrik berkuasa 1kW dalam masa 1

jam.



Watt ialah unit kuasa, jadi 1 watt = 1 joule

sesaat. 1 unit elektrik yang digunakan di

rumah adalah sama dengan 1 kWj.

Jumlah tenaga dalam unit kWj boleh

dihitung dengan menggunakan formula

berikut:

Jumlah tenaga elektrik yang digunakan di

rumah disukat dengan meter elektrik. Meter

elektrik yang ada sekarang boleh

memberikan bacaan nilai berangka secara

langsung. Satu unit dikira apabila tenaga

elektrik digunakan pada kadar satu kilowatt

(1 000 watt) sejam. Tarif penggunaan

elektrik adalah berbeza untuk rumah

kediaman, perdagangan dan perindustrian.

Anda boleh melayari laman web TNB untuk

mendapatkan maklumat tentang kadar tariff

Tenaga Nasional Berhad:

http://www.tnb.com.my/newtnb/custom/tr/m

t1.html


Pada akhir pengajaran, pelajar-pelajar dapat

▪ Mengambil bacaan dari meter elektrik

▪ Menerangkan maklumat yang terdapat

pada bil elektrik

▪ Menghitung jumlah tenaga elektrik yang

digunakan oleh peralatan elektrik

▪ Mengira kos penggunaan tenaga elektrik

(domestik)

▪ Menghargai kepentingan tenaga elektrik

dalam kehidupan seharian.

2.1.3 Konsep Utama

▪ Tenaga elektrik disukat dalam unit joule

(J)

▪ Kuasa elektrik ditakrifkan sebagai

bilangan joule tenaga elektrik yang

digunakan dalam masa satu saat. Unit

bagi kuasa elektrik ialah watt (W).

▪ Kilowatt jam (kWj) adalah unit yang

biasa digunakan untuk menyukat tenaga

elektrik yang digunakan oleh perkakas

elektrik.


▪ Mengumpul maklumat tentang pelbagai

jenis alat elektrik dan mengira kos

penggunaannya.

▪ Menghitung tenaga elektrik yang diguna

di rumah.

▪ Memahami bil elektrik anda

▪ Mengenali pembekal tenaga elektrik

negara –TNB


▪ Meter elektrik (di premis kediaman

dan/atau sekolah)

▪ Bil elektrik (rumah dan/atau sekolah)

▪ Katalog barangan elektrik atau manual

pengguna

▪ Laman web

Bilangan unit (kWj) = Kuasa (kW) x Masa (jam)

Kuasa = Tenaga (joule)

Masa (saat)




▪ Mengumpul maklumat tentang pelbagai

jenis alat elektrik.

▪ Setiap pelajar diminta menyenaraikan

semua barangan elektrik yang terdapat

di rumah masing-masing termasuk

bilangan tiap item dan kuasa elektrik

yang diperlukan.

▪ Bagi setiap alat/barangan yang

disenaraikan, nyatakan lama masa alat

tersebut digunakan.

2.1.7 Aktiviti kumpulan

▪ Pelajar dibahagikan dalam kumpulan (3-

4 orang satu kumpulan)

▪ Setiap kumpulan ditugaskan untuk

mengumpul maklumat tentang nilai

kuasa barangan yang disenaraikan

secara individu.

▪ Pelajar boleh merujuk pada katalog

barangan atau manual pengguna atau

melihat label yang terdapat pada

barangan berkenaan.

▪ Pelajar boleh juga melayari laman web

untuk mendapatkan maklumat yang

diperlukan seperti:

http://www.energystar.gov/products/app

liances.shtml

Setengah peralatan tidak memberikan nilai

kuasa. Yang diberikan hanyalah voltan dan

arus. Pelajar boleh menggunakan maklumat

berikut untuk mengira nilai kuasa alat

berkenaan.

Dengan menggunakan maklumat yang

diperolehi, minta pelajar hitungkan jumlah

tenaga yang digunakan perkakas-perkakas

tersebut dalam sehari. Banyaknya tenaga

elektrik yang digunakan oleh alat elektrik

bergantung kepada tempoh penggunaannya

(masa) serta kuasa alat elektrik tersebut.

Paparkan data dalam bentuk jadual seperti

berikut:

Peralatan

elektrik

Nilai

kuasa

(W)

Lama masa

digunakan/

Hari

Kos

sebulan

(30 hari)

Cerek

elektrik

1500

20 minit

RM3.30

Contoh pengiraan:

Kuasa cerek = 1500 W = 1.5 kW

Jumlah tenaga yang digunakan

= 1.5 kW x 20/60 jam x 30 hari

= 15 kWj

1 kWj = 1 unit tenaga

15 kWj = 15 unit tenaga elektrik

I unit tenaga berharga 0.22 sen

15 unit tenaga berharga 15 x 0.22 sen

RM3.30

Senaraikan peralatan mengikut jumlah

tenaga yang diperlukan daripada yang paling

tinggi ke yang paling rendah.

▪ Menghitung jumlah tenaga elektrik

yang digunakan di rumah.

▪ Setiap pelajar diminta meneliti meter

elektrik yang terdapat di rumah masing-

masing. Pastikan mereka tahu dan

faham bagaimana mendapatkan bacaan.

▪ Bandingkan meter elektrik di rumah

dengan di sekolah. Apa

perbezaannya,jika ada?

▪ Setiap pelajar diminta merekodkan

jumlah tenaga yang digunakan setiap

hari selama seminggu.

▪ Paparkan data yang dikumpulkan dalam

bentuk graf.

Kuasa (W) = Arus (I) x Voltan (V)

http://www.energystar.gov/products/app



▪ Hitung jumlah tenaga yang digunakan

sepanjang minggu serta bayaran yang

boleh dikenakan.

▪ Memahami bil elektrik untuk

penggunaan domestik

o Setiap pelajar diminta membawa bil

elektrik dari rumah masing-masing.

o Dalam kumpulan 2-3 orang pelajar ,

teliti maklumat yang terdapat dalam

bil berkenaan.

▪ Mengenali pembekal tenaga elektrik

negara –TNB

o Layari laman web TNB bagi

mendapatkan maklumat lanjut

tentang perkhidmatan yang

ditawarkan.

http: //www.tnb.com.my/newtnb/main.html

▪ Tinjauan penggunaan tenaga

Arahan: Teliti pernyataan berikut dan tandakan jawapan anda bulatkan jawapan anda

Item Ya

(RM)

Tidak

Adakah rumah anda mempunyai unit penyaman udara? 40

Adakah anda mempunyai unit penyaman udara bagi

setiap bilik?

20

Adakah anda menggunakan air panas untuk mandi? 5

Adakah anda memadam lampu setiap kali anda

meninggalkan bilik?

5

Adakah anda memasang lampu tidur? 5

Adakah anda mempunyai lebih dari satu peti sejuk di

rumah?

12

Adakah peti sejuk dibuka lebih dari 6 kali/sehari? 10

Adakah anda mengguna pengering rambut? 3

Adakah anda mendengar radio atau menonton video

atau tv?

2

Adakah anda bermain video game? 4

Adakah anda mengguna berus gigi elektrik? 2

Adakah rumah anda dilengkapi kolam renang? 20

Adakah anda mempunyai jam elektrik 5

Adakah anda mengguna peralatan elektrik di dapur? 5

Jumlah



Jumlahkan semua jawapan yang bertanda

‘ya’. Andaikan anda cuma dibekalkan

RM100/bulan. Berapa baki yang tinggal

selepas menjelaskan bayaran tenaga yang

dikenakan? Bagaimana dapat anda

menambah baki yang tinggal agar anda

dapat membeli benda lain yang anda perlu?

Setiap soalan perlu dibincangkan agar

pelajar faham cara penggunaan tenaga boleh

menjejaskan kualiti kehidupan seharian.


Tenaga ialah keperluan harian yang

digunakan di rumah, pejabat, industri dan

pengangkutan. Tenaga membantu dalam

pembangunan negara. Tenaga turut

memberikan keselesaan dan kemudahan

dalam kehidupan kita. Sumber utama

tenaga negara ialah minyak, gas asli, arang

batu dan hidro. Sumber bahan api fosil

seperti minyak dan gas asli serta kuasa hidro

digunakan untuk menjana tenaga elektrik.

Tenaga elektrik memang amat penting

dalam pelbagai aktiviti kehidupan kita.

Kita menggunakan pelbagai peralatan yang

digerakkan oleh tenaga elektrik untuk

memudahkan kerja kita. Penggunaan

peralatan elektrik dengan bijaksana boleh

membantu mengurangkan dan menjimatkan

tenaga dan kos bulanan bil elektrik di

samping mengurangkan keperluan terhadap

bahanapi yang digunakan untuk menjana

elektrik. Sifat bertanggung jawab pengguna

boleh membantu memanjangkan hayat

bahan api yang diperlukan untuk menjana

tenaga elektrik. Kos yang dijimatkan bagi

menjana kuasa elektrik boleh disalurkan

untuk projek pembangunan lain untuk

dimanfaatkan bersama.

Di samping pelbagai faedah yang diperolehi,

tenaga elektrik boleh juga membawa padah.

Kejutan elektrik boleh meragut nyawa

mangsa yang terkena. Pembakaran sumber-

sumber fosil untuk menjanakan tenaga

elektrik akan menghasilkan gas seperti

karbon monoksida dan nitrogen oksida serta

bahan toksik yang boleh mencemarkan alam

sekitar serta kualiti hidup kita. Gas-gas ini

juga larut dalam air hujan dan menjadikan

hujan asid. Hujan asid juga merosakkan

persekitaran.

Sebagai insan yang diamanahkan untuk

menjaga kesejahteraan alam, kita seharusnya

lebih peka dan prihatin dalam menjaga

sumber semula jadi yang dianugerahkan

kepada kita. Telah menjadi tanggung jawab

kita untuk terus memelihara sumber-sumber

asli dan alam sekitar agar dapat dinikmati

generasi akan datang. Penggunaan tenaga

elektrik yang cekap membantu mencapai

matlamat tersebut disamping meringankan

kos penggunaan tenaga.

Bagi menjamin keperluan tenaga elektrik

sentiasa mencukupi dan berterusan serta

pada harga yang tidak membebani

pengguna, kita perlu menggunakan tenaga

denga bijak, cekap dan produktif.

Penggunaan elektrik yang tidak cekap, bijak

dan produktif akan membazirkan sumber-

sumber bahanapi yang digunakan untuk

menghasilkannya. Justeru, kita sebagai

pengguna harus pandai menjaga dan

memanfaatkan tenaga yang dibekalkan

kepada kita.

Rujukan: Kannan, K.S. (2000). Kecekapan tenaga

dalam Kamarulazizi Ibrahim & Zul Azhar

Zahid Jamal (2000). Tenaga yang boleh

diperbaharui dan kecekapan tenaga, ms.

58 –76. Pulau Pinang: PPSFizik, USM.

Lee Shok Mee & Md. Arris Abu Yamin

(1990). Sains Tingkatan 3. Kuala

Lumpur: Pustaka Pertiwi Sdn. Bhd.



2.2 KONSEP PEMBAZIRAN

PENGGUNAAN

TENAGA

2.2.1 Pendahuluan

Tenaga merupakan satu keperluan asas

kepada negara. Tenaga diperlukan untuk

pembangunan dan peningkatan ekonomi

negara dan dalam kehidupan kita seharian.

Sumber utama tenaga di negara kita ialah

minyak, gas asli, arang batu dan hidro.

Sumber bahan api seperti minyak, gas asli

dan arang batu adalah sumber fosil yang

tidak boleh diperbaharui. Tenaga hidro

adalah sejenis sumber tenaga yang boleh

diperbaharui.

Kita menggunakan tenaga untuk hampir

semua aktiviti yang dilakukan. Tenaga

seperti yang diterangkan dalam buku teks

ialah sesuatu hal yang boleh melakukan

kerja. Tenaga diperlukan untuk

menghasilkan sesuatu proses. Apabila

lampu dinyalakan, tenaga digunakan.

Apabila lampu dipasang pada waktu malam

yang gelap kita mendapat manfaat daripada

cahaya lampu itu. Tetapi jika lampu

dinyalakan pada siang hari yang terang

benderang, cahaya lampu tadi tidak

memberikan tambahan cahaya kepada kita.

Tenaga yang digunakan untuk menyalakan

lampu tadi tidak menghasilkan sesuatu yang

produktif dan sememangnya tidak

diperlukan. Justeru, kita telah mensia-

siakan bekalan tenaga yang dibekalkan

kepada kita dengan penggunaan yang tidak

sesuai. Tindakan ini akan hanya

menambahkan beban bayaran kos kepada

pengguna.

Tahukah anda tenaga dibekalkan jika palam

kuasa elektrik pembakar roti dibiarkan

terpasang walau pun tidak digunakan?

Peralatan atau barangan elektrik seperti

television, vcr, stereo dan pembakar roti

mengalirkan sedikit tenaga elekrik walaupun

ia dimatikan. Justeru, adalah lebih baik jika palam kuasa elektrik peralatan tidak

disambungkan jika kita tidak bercadang

untuk menggunakan barangan elektrik

tersebut untuk beberapa hari. Kita perlu

ingat bahawa barangan elektrik yang

terdapat di dalam rumah kita menggunakan

hampir 20% tenaga walaupun tidak dipasang

(switched on) tetapi palam kuasa masih

bersambung dengan punca kuasa. Jumlah

ini agak besar dan merupakan satu

pembaziran dalam penggunaan tenaga jika

ia dibiarkan berlarutan.

Pembaziran boleh ditakrifkan sebagai

penggunaan tenaga tanpa menghasilkan

sesuatu yang produktif, contohnya

menyalakan lampu di siang hari.

Pembaziran adalah suatu tindakan atau

perbuatan yang sia-sia dan tidak

mendatangkan kebajikan kepada sesiapa.

Sebaliknya tindakan yang sia-sia ini boleh

menyebabkan pembaziran atau kerugian.

Contohnya, apabila kita membeli barang

yang mudah rosak melebihi had keperluan.

Bukan sahaja pembaziran berlaku kerana

barang berlebihan tetapi jika rosak akan

menyebabkan kita kerugian. Begitu juga

dengan tenaga.

Pengguna yang lalai atau cuai dan tidak teliti

melakukan kerja berkemungkinan

menggunakan tenaga lebih banyak daripada

yang diperlukan. Hal ini akan menyebabkan

pembaziran tenaga berlaku. Contohnya

apabila kita lupa menutup gas bila nasi

sudah masak, bukan saja rugi kerana nasi

tidak boleh dimakan lagi mungkin, tetapi

kita juga turut membuang tenaga.

Penggunaan tenaga yang tidak cekap boleh

ditakrifkan sebagai menggunakan tenaga

melebihi atau kurang dari keperluan sebenar

untuk menghasilkan sesuatu kerja,

contohnya menggunakan mentol 60W

sedangkan cahaya yang dibekalkan oleh

mentol 30W sudah lebih dari mencukupi.

Penggunaan tenaga tidak cekap boleh

menjadi satu punca pembaziran tenaga.

Penggunaan tenaga yang tidak cekap, bijak


sumber tenaga seperti minyak, gas, arang

batu dan lain-lain bahan yang digunakan



untuk menghasilkan tenaga. Justeru, kita

seharusnya berusaha untuk mengurangkan

pembaziran dengan menjadi pengguna yang

bijak dan sentiasa mengambil langkah-

langkah untuk berjimat cermat.

Apabila bahan api fosil dibakar, gas

dibebaskan ke dalam atmosfera.

Pembaziran tenaga akan menyebabkan

bahan yang dibebaskan akan bertambah dan

ini akan memberikan kesan kepada alam

sekitar dan kehidupan kita. Dengan tidak

membazir tenaga, kita mengurangkan

pembakaran bahan api fosil dan turut

membantu mengurangkan pencemaran

udara. Tindakan berjimat cermat dan

mengurangkan pembaziran penggunaan

tenaga akan membuat kehidupan kita lebih

selesa. Kita juga akan dapat mengurangkan

kos penggunaan tenaga setiap bulan.


Pengajaran topik ini membolehkan pelajar

memahami konsep pembaziran tenaga dan

kesannya terhadap kehidupan.

Perbincangan yang dilakukan bersama

pelajar seharusnya membolehkan mereka

memahami konsep pembaziran secara umum

dan dalam konteks penggunaan tenaga.

Antara objektif pengajaran topik ini adalah:

▪ Mengenalpasti cara-cara tenaga

digunakan dalam kehidupan seharian

▪ Membezakan antara pembaziran tenaga

dan penggunaan tenaga yang tidak

cekap

▪ Mencadangkan cara-cara untuk

mengurangkan pembaziran tenaga dan

meningkatkan kecekapan penggunaan

tenaga.

▪ Memahami bahawa pembaziran akan

menyebabkan kerugian kepada

pengguna.

2.2.3 Konsep Utama

Pembaziran tenaga boleh ditakrifkan sebagai


sesuatu yang produktif.

Penggunaan tenaga yang tidak cekap

boleh ditakrifkan sebagai menggunakan

tenaga melebihi atau berkurangan

keperluan sebenar untuk melakukan

sesuatu kerja.


Aktiviti yang dicadangkan lebih kepada

perbincangan bagi membolehkan pelajar

menjana idea yang relevan berdasarkan

pengalaman mereka sehari-hari untuk lebih

memahami konsep pembaziran tenaga.

▪ Perbincangan konsep ‘pembaziran’

seperti yang difahami pelajar dan

dikaitkan dengan penggunaan tenaga.

Perbincangan ini boleh dilakukan secara

kumpulan kecil atau besar. Pelajar

boleh mengemukakan takrif pembaziran

mengikut kefahaman mereka.

▪ Membina peta konsep untuk

menghubungkaitkan pelbagai bentuk

tenaga dan pembaziran yang mungkin

berlaku. Perbincangan boleh dilakukan

dalam kumpulan kecil dan hasil

perbincangan boleh ditulis di kertas

mahjung untuk paparan atau rujukan

semasa pembentangan.

▪ Menyenaraikan contoh-contoh

pembaziran yang biasa dilakukan oleh

mereka atau yang pernah dilihat oleh

mereka dalam kehidupan sehari-hari.

Perbincangan boleh dilakukan dalam

kumpulan kecil dan hasil perbincangan

dikongsi dengan kelas.

▪ Mengesan dan mengenalpasi punca

pembaziran di sekolah dan rumah.

Boleh dilakukan secara individu untuk

mengesan pembaziran di rumah dan



secara kumpulan untuk aktiviti di

sekolah.

▪ Membincangkan langkah atau strategi

untuk menyedarkan masyarakat tentang

pembaziran tenaga. Pendekatan

sumbangsaran boleh digunakan untuk

menghasilkan senarai langkah-langkah

yang boleh diambil. Kemudian setiap

kumpulan di beri pilihan satu strategi

untuk merancangkan pelaksanaannya

secara terperinci.

▪ Rancangkan satu kempen ‘Masyarakat

Cekap’ (Efficient Community) untuk

meningkat kesedaran pengguna tentang

pembaziran tenaga.

▪ Bincangkan implikasi pembaziran

tenaga terhadap individu, masyarakat

dan persekitaran.

2.2.5 Aktiviti kreatif

▪ Hasilkan satu iklan kempen yang

memberikan penjelasan ringkas

kepada orang awam tentang konsep

pembaziran tenaga.

o Perkara yang perlu diberikan

perhatian ialah:

Siapa yang akan membaca

mesej?

Apa yang dapat dipelajari?

Kenapa mesej itu penting?

Bagaimana mesej itu akan

disalurkan – radio, tv, poster,

brosur dan lain-lain

▪ Tulis sajak (poem) tentang kepentingan

menjaga kebersihan udara dengan tidak

membazir tenaga.

▪ Menulis jurnal

o Mencatatkan amalan penggunaan

tenaga sepanjang minggu dan

mengenalpasti tindakan yang

membazirkan tenaga.

▪ Pengukuhan pemahaman konsep

Bincangkan sama ada tindakan berikut

membazirkan tenaga atau tidak. Beri

sebab-sebab.

o Keluarga anda bercadang untuk

bercuti di Langkawi buat beberapa

hari. Sebelum bertolak, ibu anda

telah mengeluarkan palam kuasa

elektrik bagi setiap barangan

elektrik seperti pembakar roti, tv,

vcd dan kipas.

o Anda menonton tv sehingga habis

siaran. Selepas puas menonton anda

mematikan tv dan dan terus masuk

tidur dengan lampu dalam bilik anda

terpasang.

o Anda menggunakan komputer untuk

menyiapkan tugasan. Selepas

dicetak anda dapati beberapa

kesilapan pada dua muka surat

tugasan anda. Selepas membuat

pembetulan anda mencetak kesemua

muka surat tugasan anda sementara

salinan awal tadi anda buang.

o Anda berasa lapar tetapi tidak pasti

makanan yang ada untuk dimakan.

Anda membuka pintu peti sejuk dan

membelek setiap bekas dan

makanan yang terdapat di dalamnya.

Selepas beberapa minit anda

membuat pilihan anda dan menutup

pintu peti sejuk.

o Anda melayari internet dan bermain

permainan komputer secara ‘on-

line’. Anda berjaya menewaskan

lawan anda dengan mendapat skor

yang tinggi. Anda berasa bangga

dengan kemampuan anda dan ingin

menghebahkan kejayaan kepada

kawan anda. Anda mematikan

komputer sebelum beredar mencari

kawan anda.



o Anda mencampakkan sekeping

kertas kosong ke dalam tong

sampah kerana ingin mengemas

ruang meja anda.


Permintaan kepada tenaga bertambah

dengan meningkatnya kemajuan negara.

Setengah daripada tenaga yang dibekalkan

adalah daripada sumber yang boleh

diperbaharui. Sumber ini termasuklah suria,

angin, geoterma dan hidro. Bekalan tenaga

jenis ini berterusan. Namun, terdapat bentuk

tenaga yang diguna di rumah dan kenderaan

sebagainya yang tidak boleh diperbaharui.

Sumber tenaga ini adalah terhad dan akan

habis walaupun digunakan dengan cermat.



sumber asli seperti gas, minyak, arang batu

dan sumber tenaga yang lain. Kehilangan

tenaga dengan cara pembaziran tidak dapat

digantikan atau dikembalikan.

Cara tenaga dijana, digunakan sama ada

dengan cermat atau dibazirkan adalah antara

penyebab atau punca masalah alam sekitar.

Pembaziran tenaga akan menyebabkan

antara lain:

▪ Hayat sumber tenaga tidak dapat

dipanjangkan untuk dinikmati generasi

akan datang.

▪ Bertambahnya perbelanjaan untuk

tenaga.

▪ Meningkatnya pencemaraan alam

sekitar.

▪ Bertambahnya beban tenaga.

▪ Pembebasan gas rumah hijau

Iklim turut berubah disebabkan peningkatan

tahap karbon dioksida dalam atmosfera

apabila bahan api seperti arang batu, minyak

dan gas asli dibakar.

Untuk menjamin kualiti hidup yang

dinikmati sekarang ini berterusan dan boleh

dikongsi bersama dengan generasi akan

datang, kita perlu mengubah corak hidup

kita. Sebagai hamba Allah yang

diamanahkan untuk menjaga bumi ini kita

seharusnya berhati-berhati dan berjimat

cermat dalam menggunakan tenaga yang

dijana. Pembaziran adalah suatu sifat yang

tidak disenangi dan seharusnya dihindari.

Pembaziran akan menimbulkan masalah

yang banyak kepada pengguna dan tidak

mustahil akan berlaku krisis tenaga jika

manusia terus menerus membazir tenaga.

Perbincangan tajuk ini seharusnya

memberikan kefahaman kepada pelajar

tentang kerugian yang akan dialami kiranya

pengguna terus menerus membazir bukan

sahaja tenaga tetapi apa saja yang terdapat

dalam kehidupan mereka sehari – hari.

2.3 AMALAN-AMALAN YANG

MENYEBABKAN PEMBAZIRAN

TENAGA

2.3.1 Pendahuluan

Kita telah mempelajari pelbagai sumber

tenaga secara umum dan yang biasa

digunakan di Malaysia. Sumber-sumber

tenaga tersebut boleh dibahagikan

kepada dua:

▪ Tidak boleh diperbaharui

Contoh: gas asli, petroleum, arang batu

▪ Boleh Diperbaharui

Contoh: tenaga suria, biojisim,

hidroelektrik dan angin

Kita juga faham bahawa tenaga diperlukan

untuk menggerakkan hampir semua aktiviti

manusia. Kita juga tahu tenaga tidak

diperolehi begitu sahaja bagaikan silap mata.

Bahanapi fosil seperti minyak, gas asli dan

arang batu ialah sumber utama negara yang

tidak diperbaharui. Pembakaran bahan api

tersebut bukan sahaja mengurangkan



sumber-sumber semula jadi ini, bahkan

menghasilkan karbon monoksida sulfur

dioksida, debu-debu halus dan sebagainya.

Semua bahan ini kita tahu menyumbangkan

kepada pencemaran terhadap alam sekitar.

Kemajuan pesat dalam bidang sains dan

teknologi membolehkan ciptaan baru banyak

dihasilkan untuk keselesaan hidup manusia.

Kebanyakan alatan di rumah menggunakan

tenaga terutama tenaga elektrik untuk

menggerakkannya. Kita perlukan tenaga

contohnya untuk mengguna mesin basuh,

barangan dapur, penyaman udara, kipas,

television, peti sejuk dan segala macam

peralatan lain. Pertambahan alatan sebegini

mengakibatkan pertambahan penggunaan

tenaga.

Sebagai pengguna kita harus menggunakan

tenaga dengan bijak, cekap dan produktif

agar dapat mengurangkan kos perbelanjaan

penggunaan tenaga dan menangguhkan

pembinaan loji janakuasa. Amalan

penggunaan harian kita seharusnya

membantu kita untuk mengelak terjadinya

pembaziran tenaga terutamanya sumber

tenaga tidak boleh diperbaharui.

Pembaziran boleh ditakrifkan sebagai



menyalakan lampu pada siang hari.

Kita sebagai pengguna kadang-kadang lalai.

Pernahkah anda meninggalkan bilik tanpa

mematikan lampu atau kipas angin yang

dipasang? Kecuaian sebegini menyebabkan

pembaziran tenaga dan membebankan

pengguna kerana perlu membayar bil utiliti

yang tinggi.

Antara amalan yang sering kita lakukan

tanpa memikirkan kesan pembaziran adalah

seperti:

▪ Melakukan perjalanan berulang kali

dengan kenderaan bermotor tanpa

membuat perancangan atau tanpa tujuan

tertentu.

▪ Menghidupkan hawa dingin pada awal

pagi.

▪ Mengguna dapur gas tanpa kawalan

yang baik seperti mendidihkan air

terlalu lama.

▪ Membiarkan komputer terpasang

walaupun tidak digunakan.

▪ Tidak mengeluarkan palam kuasa

elektrik barangan yang tidak diguna.

▪ Mengguna ketuhar hanya untuk

membakar sekeping roti

▪ Tidak menutup periuk atau kuali (bila

sesuai) semasa memasak.

▪ Membuka pintu ketuhar berulang kali

semasa membakar.

▪ Mengguna mesin basuh dengan muatan

yang kurang.

▪ Membiarkan air mengalir dari paip

bocor.

▪ Memasang lampu melebihi had

keperluan.

▪ Membuka pintu peti sejuk berulang kali.

▪ Membuka pintu atau tingkap semasa

penyaman udara beroperasi.

▪ Menggosok sehelai dua pakaian pada

satu ketika.

Penggunaan tenaga yang tidak cekap boleh

ditakrifkan sebagai menggunakan tenaga

melebihi atau kurang dari keperluan sebenar

untuk menghasilkan sesuatu kerja,

contohnya mengguna mentol 60W

sedangkan cahaya yang dibekalkan oleh

mentol 30W sudah lebih dari mencukupi.

Penggunaan tenaga tidak cekap boleh

menjadi satu punca pembaziran tenaga.





sumber tenaga seperti minyak, gas arang

batu dan lain-lain bahan yang digunakan

untuk menghasilkan tenaga. Justeru, kita

seharusnya berusaha untuk mengurangkan

pembaziran dengan menjadi pengguna yang

bijak.


Pengajaran topik ini adalah untuk

menyedarkan para pelajar tentang amalan

yang boleh membazirkan tenaga. Pelajar

perlu faham bahawa sesuatu tindakan seperti

membiarkan lampu terpasang dalam bilik

yang kosong, walau pun tidak

memudaratkan sesiapa tetapi boleh

menghasilkan pembaziran tenaga, sumber

untuk menjanakan tenaga (resos) dan wang.

Perbincangan topik ini akan menyedarkan

para pelajar tentang amalan yang

membazirkan dan seharusnya meningkat

kesedaran dan rasa tanggung jawab untuk

mengurangkan pembaziran yang berlaku di

sekeliling mereka sama ada di rumah atau di

sekolah. Antara objektif pengajaran topik

ini ialah:

▪ Memahami maksud pembaziran tenaga

dalam pelbagai aspek kehidupan

▪ Mengenalpasti amalan-amalan yang

boleh membazirkan tenaga.

▪ Mencadangkan langkah-langkah untuk

mengelak atau mengurangkan

pembaziran tenaga.

2.3.3 Konsep Utama

▪ Pembaziran boleh ditakrifkan sebagai



menyalakan lampu pada siang hari.

▪ Penggunaan tenaga yang tidak cekap

boleh ditakrifkan sebagai menggunakan

tenaga melebihi atau berkurangan

keperluan sebenar untuk menghasilkan

sesuatu kerja, contohnya mengguna

mentol 60W sedangkan cahaya yang

dibekalkan oleh mentol 30W sudah

lebih dari mencukupi.


▪ Perbincangan

▪ Aktiviti penyiasatan/penyelidikan

▪ Aktiviti kreatif

▪ Permainan


▪ Perbincangan

Antara perkara yang boleh dibincangkan

adalah

o Konsep pembaziran tenaga.

o Contoh-contoh pembaziran yang

boleh mereka kesan dalam

kehidupan seharian

o Sikap mereka terhadap pembaziran.

o Langkah-langkah yang telah mereka

ambil untuk mengawal pembaziran.

Soalan-soalan berikut boleh dijadikan asas

untuk perbincangan tentang pembaziran.

Pelajar seharusnya boleh menerangkan

sebab-sebab setiap tindakan itu dikatakan

pembaziran. Perubahan sikap hanya akan

berhasil jika seseorang sedar bahawa sesuatu

kesilapan telah dilakukan.

Baca soalan-soalan berikut dan fikirkan.

Adakah anda:

▪ Memasang lampu lebih daripada yang

diperlukan?

▪ Membiarkan lampu terpasang apabila

meninggalkan bilik dalam jangka masa

yang agak lama?



▪ Membiarkan air mengalir apabila

menggosok gigi?

▪ Mandi dengan air panas pada waktu

tengah hari?

▪ Lupa menutup pintu atau tingkap bilik

yang dipasang penyaman udara?

▪ Membiarkan bilik terkena pancaran

langsung matahari?

▪ Membiarkan radio atau tv terpasang

walaupun tiada siapa yang

mendengar/melihat?

▪ Membiarkan tenaga dibazirkan atau

membazirkan kerana ‘bukan aku yang

bayar’?

▪ Membiarkan peralatan seperti komputer

dan seumpamanya terpasang sepanjang

hari walaupun tidak diperlukan?

▪ Membiarkan orang lain membazir

tenaga?

▪ Lupa bahawa pembaziran tenaga akan

memberi kesan ke atas anda, keluarga,

dan Bumi?

Beri 1 markah untuk setiap jawapan ‘ya.’

Markah yang tinggi menunjukkan anda

membazir tenaga dan juga wang yang boleh

digunakan dengan lebih cekap.

▪ Permainan

Layari laman web berikut dan cuba

permainan yang disediakan:

http://www.wattsnew.com/wattsnew3/shock

not/shock_noshock.html

Tujuan permainan ini adalah untuk

membantu ahli sains mengesan pembaziran

tenaga dalam bilik tontonan tv, dapur, dan

bilik tidur. Anda diminta mengenal pasti

alatan yang terpasang dan membazir tenaga.

▪ Aktiviti penyiasatan

o Rancang suatu tinjuan untuk

mengesan penggunaan lampu di

rumah masing-masing. Senaraikan:

Bilangan dan jenis lampu yang

terdapat di setiap ruang/bilik.

Kuasa (wattage) setiap lampu

Anggaran lama masa (minit)

lampu dinyalakan dalam sehari.

▪ Pamerkan data dalam satu jadual.

Bincang penggunaan lampu di rumah.

Apakah jenis lampu sesuai untuk

menerangkan ruang yang ditetapkan?

Kemukakan cadangan untuk meningkatkan

amalan kecekapan tenaga.

▪ Memantau penggunaan tenaga.

Catat bacaan meter di rumah anda setiap

hari.

Catatkan peralatan yang diguna

sepanjang hari berkenaan.

Paparkan bacaan meter dalam bentuk

graf.

Apakah yang dapat anda rumuskan

tentang penggunaan tenaga elektrik di

rumah?

Dapatkah anda kesan pembaziran tenaga

elekrik? Jelaskan jawapan anda.

▪ Pembaziran tenaga di sekolah.

Bentuk beberapa kumpulan pelajar

untuk mengesan pembaziran tenaga

pada tempat-tempat tertentu di sekolah

seperti bilik darjah, pejabat, bilik guru,

makmal dan kantin.

Pelajar seharusnya berbincang

bagaimana data akan dikumpul dan

dipamerkan. Kutipan data boleh dibuat

untuk tempoh seminggu.

Sediakan laporan akhir dengan

membincangkan amalan pembaziran yang

http://www.wattsnew.com/wattsnew3/shocknot/shock_noshock.html

http://www.wattsnew.com/wattsnew3/shocknot/shock_noshock.html



boleh dikesan serta cadangan-cadangan

untuk mengelakkan pembaziran.

2.3.6 Aktiviti kreatif

Rancang satu kempen yang bertemakan

‘Amalan pembaziran tenaga.’ Hasilkan

bahan-bahan yang boleh diedarkan semasa

kempen berkenaan seperti brosur, perekat,

poster, lagu dsbnya.

Hasilkan suatu karya dalam bentuk cerpen,

sajak, pantun dsbnya berkaitan ‘Amalan

pembaziran tenaga.’

Sediakan satu senarai amalan pembaziran

tenaga yang boleh dipaparkan di sekolah dan

di rumah.


Pembaziran tenaga sering terjadi sama ada

disedari atau pun tidak. Ada masanya kita

sedar akan pembaziran yang berlaku tetapi

tiada tindakan untuk memberhentikan

amalan pembaziran itu. Hal ini mungkin

kerana pembaziran tenaga tidak dapat

dikesan dengan mata kasar dan mungkin

juga kita sebagai pengguna tidak sedar

bahawa sesetengah tindakan atau tabiat kita

akan mengakibatkan pembaziran tenaga.

Justeru, pengetahuan tentang amalan-amalan

pembaziran ini penting supaya pengguna

akan lebih sedar akan tindakan mereka yang

merugikan dan dari situ akan berusaha untuk

mengelak pembaziran.

Melalui perbincangan dan aktiviti-aktiviti

yang dijalankan pelajar diharapkan pelajar

akan memahami bahwa pembaziran tenaga

akan menyebabkan antara lain:

▪ Hayat sumber tenaga tidak dapat

dipanjangkan untuk dinikmati generasi

akan datang.

▪ Menambahkan perbelanjaan untuk

tenaga.

▪ Meningkatkan pencemaran alam sekitar.

▪ Menambahkan beban tenaga.

▪ Pembebasan gas rumah hijau.

Pelajar seharusnya sedar bahawa

pembaziran tenaga akan menimbulkan

masalah yang kepada pengguna dan tidak

mustahil akan berlaku krisis tenaga jika

manusia terus membazir tenaga. Sebagai

pengguna yang prihatin sudah menjadi

tanggungjawab setiap orang untuk

memelihara sumber alam ini supaya kualiti

dan struktur kehidupan kita terjaga. Kita

diamanahkan untuk memakmurkan bumi

serta meneroka segala kekayaan dan

kemudahan yang terkandung di dalamnya.

Dalam menyempurnakan amanah tersebut

kita perlu berhati-hati agar kita tidak

melakukan kerosakan dengan pelbagai

bahan pencemaran hasil perbuatan manusia

sendiri.

Rujukan:

Kannan K.S. (2000). Kecekapan tenaga.

Dalam Kamarulazizi Ibrahim & Zul Azhar

Zahid Jamal, Tenaga yang boleh

diperbaharui dan kecekapan tenaga,

ms. 58 –76. Pulau Pinang: P.P.Sains

Fizik, USM.

2.4. TINDAKAN MEMBANTU

PENJIMATAN PENGGUNAAN

TENAGA DALAM KEHIDUPAN

SEHARIAN

2.4.1 Pendahuluan

Satu cara yang boleh kita sumbangkan ke

arah bekalan tenaga yang berterusan adalah

dengan meneliti dan mengkaji cara kita

menggunakan tenaga. Bolehkah

penggunaan tenaga dikurangkan di rumah,

bangunan pejabat, sekolah dan

perindustrian? Sudah pasti boleh.



Setiap orang mempunyai kefahaman yang

berbeza-beza tentang penjimatan tenaga.

Antara maksud ‘penjimatan tenaga’ ialah:

▪ Mengurangkan penggunaan tenaga

dalam aplikasi tertentu

▪ Mencari jalan untuk mendapatkan

tenaga dengan harga yang murah. Hal

ini dapat diperoleh melalui

perbincangan dengan pembekal tenaga

atau menggunakan tenaga dalam

keadaan yang lebih murah.

▪ Beralih kepada bentuk/sumber tenaga

yang lebih murah.

▪ Menggunakan tenaga ‘percuma’ atau

tenaga boleh diperbaharui.

▪ Mengguna sumber tenaga tanpa

menghiraukan pertimbangan kecekapan

dan pencemaran.

▪ Menjimatkan air dan bahan serta sumber

tenaga.

▪ Penggunaan tenaga elektrik tanpa

membazir akan mengurangkan kos

bulanan bil elektrik.

Justeru, penjimatan tenaga boleh ditakrifkan

sebagai penggunaan tenaga yang cekap,

berhemat dan bijaksana. Penjimatan tenaga

boleh juga dilihat sebagai suatu resos.

Dengan mengurangkan tenaga yang

digunakan kita mungkin boleh menutup

penjana tenaga sedia ada yang menyumbang

ke arah menambah masalah pencemaran

atau kita boleh memilih untuk tidak

membina penjana tenaga yang baru.

Pelaburan ke arah penjimatan tenaga lebih

kurang daripada kos membina penjana

tenaga yang baru. Apa pun langkah yang

kita ambil seharusnya memberikan

keuntungan dan manfaat kepada pengguna.

Ada pelbagai sebab mengapa kita perlu

menjimatkan tenaga. Antaranya adalah

untuk:

▪ Mengurangkan perbelanjaan

penggunaan tenaga seperti elektrik,

gasoline dan bentuk tenaga lain.

▪ Menjimatkan bahan api fosil (minyak,

gas dan arang batu) daripada terus

pupus.

▪ Mengurangkan kesan sampingan

daripada penggunaan tenaga –

pencemaran, kerosakan kepada habitat

haiwan dan alam sekitar.

▪ Mengekalkan keselesaan cara hidup

manusia akibat bekalan sumber tenaga

yang mencukupi keperluan.

Walaupun kita tidak membayar tenaga yang

digunakan namun penting untuk kita tidak

membazirkan tenaga. Contohnya kita sering

menggunakan tenaga elekrik sama ada di

rumah atau di sekolah. Menjimatkan tenaga

elektrik akan mengurangkan keperluan

terhadap bahan api yang digunakan untuk

menjana elektrik. Langkah pertama ke arah

penjimatan tenaga adalah dengan memahami

dan mengetahui penggunaan tenaga bagi

setiap peralatan dan barangan elektrik yang

terdapat dalam rumah. Nilai kuasa peralatan

ialah petunjuk kepada amaun tenaga elektrik

yang diperlukan bagi membolehkan alat

berkenaan beroperasi. Langkah-langkah

berikut boleh dijadikan amalan dalam usaha

menjimatkan tenaga elektrik:

▪ Padam lampu yang tidak digunakan.

Nyalakan lampu hanya apabila perlu

sahaja.

▪ Gantikan lampu-lampu mentol dengan

lampu pandafluor.

▪ Matikan arus bagi semua peralatan

elektrik yang tidak digunakan.



▪ Gunakan seterika hanya apabila hendak

menggosok baju yang banyak.

▪ Penuhkan cerek elektrik denga air

apabila memasak.

▪ Jangan biarkan pintu peti sejuk terbuka

lama atau dibuka berulang kali dalam

sehari.

▪ Apabila memasak, pastikan penutup

cerek atau periuk diletak dengan betul

dan rapat.

Tahukah pelajar bahawa kita banyak

‘membuang’ tenaga setiap hari? Tiap kali

kita mengeluarkan sampah untuk dipungut

kita sebenarnya membuang tenaga. Cuba

fikirkan bahan apa yang dibuang?

Antaranya termasuklah bekas-bekas

makanan seperti tin atau botol plastik dan

kaca, pembalut, kertas dan sebagainya.

Untuk menghasilkan kertas, tin-tin

aluminium, botol plastik dan bahan-bahan

lain memerlukan tenaga yang banyak.

Semua sisa pepejal ini akan dihantar ke

tempat pembuangan/pelupusan sampah

(landfill). Justeru, tenaga yang terdapat

pada sisa pepejal dan tenaga yang

diperlukan untuk menukar bahan mentah

kepada suatu bentuk yang boleh kita guna

akan terbuang jika sisa pepejal ini tidak

dikitar semula. Dengan menggunakan

semula (reusing), mengitar semula (recycle),

menukarkannya kepada kompos

(composting) kita akan dapat mengguna

semula tenaga. Kitaran semula bahan

buangan memerlukan kurang tenaga

berbanding penghasilan daripada bahan

mentah.


Isu utama kini ialah penyebaran maklumat

tentang penjimatan tenaga. Ia merupakan

suatu cabaran kerana penjimatan tenaga

berkait rapat dengan semua aktiviti manusia.

Justeru, topik ini diajar bagi membolehkan

guru mengajak para pelajar untuk

memikirkan langkah-langkah serta amalan

yang boleh membantu ke arah

mengurangkan penggunaan tenaga sekali

gus menjimatkan tenaga. Antara objektif

pengajaran bagi topik ini adalah:

▪ Menerangkan konsep penjimatan tenaga

▪ Mengetahui kepentingan menjimatkan

tenaga..

▪ Menerangkan langkah-langkah yang

boleh diambil untuk menjimatkan

tenaga di rumah, di sekolah dan

kenderaan.

2.4.3 Konsep Utama

Penjimatan tenaga:

▪ Mengurangkan penggunaan tenaga

dalam aplikasi tertentu

▪ Mencari jalan untuk mendapatkan

tenaga dengan harga yang murah. Hal

ini dapat diperolehi melalui

perbincangan dengan pembekal tenaga

atau menggunakan tenaga dalam

keadaan yang lebih murah.

▪ Beralih kepada bentuk/sumber tenaga

yang lebih murah

▪ Menggunakan tenaga ‘percuma’ atau

tenaga boleh diperbaharui

▪ Menggunakan sumber tenaga tanpa

menghiraukan pertimbangan kecekapan

dan pencemaran.

▪ Menjimatkan air dan bahan serta sumber

tenaga.

▪ Penggunaan tenaga yang cekap dan

bijaksana.

▪ Mengguna semula (reuse)

▪ Kitar semula (recycle)



▪ Kompos


▪ Perbincangan

▪ Mencari maklumat dari Internet

▪ Perbincangan dan sumbangsaran

▪ Permainan


▪ Mencari maklumat

o Pelajar boleh dibahagikan dalam

kumpulan untuk mencari maklumat

dari Internet tentang ‘tips’

menjimatkan tenaga. Antara laman

web yang boleh dilawati adalah:

http://www.eren.doe.gov/consumerinfo/

energy_savers/EnergySav98.pdf

▪ Aktiviti sumbangsaran

o Pelajar dibahagikan dalam

kumpulan dan tiap kumpulan

diminta mencadangkan:

takrif ‘penjimatan tenaga’

langkah-langkah yang boleh

diambil untuk menjimatkan

tenaga di rumah dan sekolah.

cara-cara untuk memotivasikan

diri dan orang lain untuk

menjimatkan atau

mengurangkan penggunaan

tenaga.

Ciri-ciri yang boleh

meningkatkan kecekapan bahan

api kereta. Bincang bagaimana

aspek-aspek seperti bentuk

badan, enjin, dan komponen

kereta yang lain boleh

diubahsuai untuk mengurangkan

bahan api yang diperlukan.

Pelajar boleh mencari bahan

dari internet atau majalah yang

sesuai serta bahan rujukan lain

yang terdapat di perpustakaan.

▪ Aktiviti perbincangan

1. Hasilkan garis panduan kepada

pengguna untuk membeli peralatan

atau barangan elektrik kegunaan di

rumah yang bolemenjimatkan

penggunaan tenaga. Perkara apa

yang perlu dipertimbangkan? Pelajar

boleh melayari laman web berikut

sebagai permulaan:

2. http://www.eren.doe.gov/consumerinfo/

energy_savers/shoppingguide.html

3. Mengenal pasti strategi kecekapan dan

peluang penjimatan tenaga di rumah dan

sekolah.

4. Mencadangkan Dasar Tenaga Negara.

5. Mengkaji cara-cara dan peluang untuk

menjimatkan tenaga dengan

memberikan penekanan kepada aspek

aspek kecekapan tenaga.

6. Minta pelajar teliti bil elektrik untuk

beberapa bulan dan bandingkan

penggunaanya. Minta pelajar kenalpasti

kenapa bil meningkat atau menurun atau

pun stabil bagi tiap bulan. Untuk

aktiviti ini pelajar perlu menyenaraikan

peralatan yang mengguna tenaga yang

terdapat di rumah mereka, lama masa

peralatan digunakan dan amalan mereka

sehari-hari.

7. Bincang sebab-sebab pemilik kenderaan

agak keberatan untuk menggantikan

kereta sedia ada dengan kenderaan

elektrik atau kenderaan yang

menggunakan tenaga alternatif lain.



http://www.eren.doe.gov/consumerinfo/energy_savers/shoppingguide.html

http://www.eren.doe.gov/consumerinfo/energy_savers/shoppingguide.html



▪ Penceramah jemputan

o Pelajar mengenalpasti pakar-pakar

rujuk untuk dijemput memberikan

penerangan tentang:

Cara-cara menjimatkan tenaga.

Audit Tenaga

Program Pengurusan Tenaga

Menyeluruh

▪ Permainan

o Pelajar boleh melibatkan diri dalam

permainan online dengan melayari

laman web berikut:

http://www.energy.ca.gov/education

/wattsthat/page4.html


Penggunaan tenaga meningkat dari tahun ke

tahun. Apabila harga minyak melambung,

kita semakin bersungguh-sungguh untuk

menjimatkan tenaga. Walaupun pada masa

ini kos tenaga agak stabil dan kedudukan

ekonomi agak mantap namun kita masih

perlu memikirkan dan mengamalkan

penjimatan tenaga.

Penjimatan tenaga bukan sahaja

mengurangkan perbelanjaan tetapi

menjadikan sumber tenaga tidak boleh

diperbaharui sedia ada bertahan lebih lama.

Pelajar hari ini adalah pengguna hari esok.

Justeru, mereka perlu mahir membuat

pilihan dan mengamalkan penjimatan tenaga

agar dapat menangani kos penggunaan

tenaga yang pastinya akan meningkat kebih

tinggi daripada kos tenaga sekarang.

Bil utiliti seperti bekalan elektrik merupakan

komponen besar dalam perbelanjaan

keluarga dan juga perniagaan. Sesebuah

hotel atau hospital membelanjakan berjuta

ringgit untuk tenaga tiap tahun. Kilang

pembuat besi waja membayar berjuta ringgit

untuk tenaga. Universiti Teknologi Mara

(UiTM) meramalkan kos penggunaan

elektrik di kampus UiTM Shah Alam,

dijangka mencapai kira-kira RM1.2 juta

sebulan menjelang tahun 2005. Jumlah itu

ialah dua kali ganda daripada kos

penggunaan elektrik bulanan di kampus itu

sekarang

Penggunaan tenaga yang sebegitu banyak

turut memberikan kesan terhadap alam

sekitar. Tenaga fosil menghasilkan karbon

dioksida ke dalam atmosfera,

mempercepatkan kesan rumah hijau. Sistem

penyaman udara mengeluarkan gas yang

boleh membinasakan lapisan ozon. Mentol

terpakai menyumbang ke arah pencemaran

raksa. Penggunaan tenaga menghakis bukan

sahaja sumber tenaga tetapi sumber-sumber

lain juga.

Menjimatkan tenaga bukan amalan biasa

bagi kebanyakan orang. Ia memerlukan

tindakan secara sedar dan terancang ke arah

menjimatkan tenaga. Penjimatan tenaga

memerlukan kesedaran, perubahan sikap

serta nilai dan gaya hidup. Ia juga

memerlukan pengorbanan dan disiplin diri

dalam menyempunakan tanggung jawab

memelihara sumber alam ini.

Pelajar seharusnya faham kenapa

menjimatkan tenaga adalah perlu barulah

akan timbul sikap dan kemahuan untuk

menjimatkan tenaga. Pelajar perlu tahu

bahawa penggunaan yang bijak dan sesuai

dengan keperluan adalah penting ke arah

menjimatkan tenaga terutama tenaga tidak

boleh diperbaharui. Pelajar perlu sedar

bahawa amalan penjimatan yang mereka

lakukan sekarang membolehkan tenaga yang

tidak boleh diperbaharui turut dimanfaatkan

oleh generasi akan datang.

Bekalan tenaga hari muka bergantung pada

penggunaan yang bijak dan cekap. Setiap

daripada kita bertanggung jawab untuk

menjimat tenaga. Kita juga bertanggung

jawab untuk mencari teknologi tenaga baru

untuk masa depan. Kaedah-kaedah baru

yang lebih baik untuk mendapatkan,

http://www.energy.ca.gov/education/wattsthat/page4.html

http://www.energy.ca.gov/education/wattsthat/page4.html



menghantarkan dan menggunakan tenaga

perlu diterokai. Sistem penghantaran tenaga

yang lebih cekap perlu dicipta untuk

mengurangkan kehilangan tenaga semasa

penghantaran. Masa depan adalah hak kita

dan kita perlukan tenaga untuk bergerak ke

depan.

Rujukan:

Kannan, K.S. (2000). Kecekapan tenaga.

Kamarulazizi Ibrahim & Zul Azhar Zahid

Jamal, Tenaga yang boleh diperbaharui

dan kecekapan tenaga, ms 58 – 76.

Pulau Pinang: P.P.SFizik, USM.




Sharifah Norhaidah Syed Idros

3.1 IMPAK PENGGUNAAN

BAHANAPI FOSIL

TERHADAP

PERSEKITARAN SEPERTI

PENCEMARAN

PERSEKITARAN DAN

PEMANASAN GLOBAL

(GLOBAL WARMING)

3.1.1 Pendahuluan

Manusia memperoleh tenaga daripada

pelbagai sumber. Punca utama tenaga

untuk manusia selain makanan adalah

daripada bahanapi. Bahanapi seperti

arang, minyak dan gas asli dikenali

sebagai bahanapi fosil kerana terbentuk

daripada timbunan organisma yang

lama, merupakan enapan karbon yang

besar hasil dari hasil akhir proses

fotosintesis yang berlaku berjuta-juta

tahun yang lepas. Hal ini bermaksud

bahawa bahanapi fosil ialah contoh

sumber tenaga tidak diperbaharui.

Karbon yang terdapat dalam bahanapi

fosil boleh dilepaskan semula ke

atmosfera melalui proses pembakaran.

Semasa pembakaran molekul-molekul

organik dioksidakan dengan pantas

untuk menghasilkan gas karbon dioksida

dan air dan disertai dengan pembebasan

cahaya dan haba.

Penggunaan arang adalah dalam

pembekalan kuasa elektrik, cahaya dan

kuasa motor manakala minyak

digunakan untuk kuasa pergerakan pada

kereta, kapal terbang lori dan juga kapal.

Gas asli biasanya digunakan untuk

memanaskan bangunan dan membekal

air panas dan menjalankan proses-proses

perindustrian. Hampir semua

penggunaan bahanapi fosil adalah

melalui proses pembakaran.

Pembakaran menghasilkan produk sisa

disebabkan kehadiran bendasing

dalamnya seperti jirim zarahan dan

pelbagai gas seperti sulfur dioksida,

oksida-oksida nitrogen dan kompaun

organik yang meruap. Bahan-bahan sisa

ini boleh mengakibatkan pencemaran

udara yang menghasilkan hujan asid.

Gas-gas tersebut apabila dibebaskan ke

atmosfera, larut dalam kelembapan

udara untuk membentuk asid lemah dan

turun sebagai hujan asid. Hujan yang

normal mempunyai pH 5.6 ( pH 7

adalah neutral) maka hujan asid

mempunyai pH yang kurang dari 5.6.

Pengangkutan bahanapi fosil seperti

minyak oleh kapal boleh mengakibatkan

pencemaran air apabila kapal-kapal

tersebut berlanggar maka berlakunya

tumpahan minyak yang banyak

menjejaskan kehidupan marin.

Pembebasan karbon dioksida ke

atmosfera akibat pembakaran bahanapi

fosil telah menyumbang terhadap

pemanasan global. Semua tenaga

daripada matahari sepatutnya

meninggalkan bumi dan kembali ke

angkasa lepas dan selagi kadar

menerimaan dan pembebasan tenaga ini

berlaku pada kadar yang sama maka,

tenaga di atmosfera berada dalam

keseimbangan maka suhu bumi adalah

konstan. Walau bagaimanapun,

kehadiran gas karbon dioksida yang

banyak pada lapisan atmosfera telah

memerangkap dan menghalangkan

tenaga haba daripada dibebaskan ke

angkasa lepas maka wujudlah hal yang

diperkatakan sebagai kesan rumah hijau.

Lapisan karbon dioksida pada atmosfera

telah bertindak sebagai struktur kaca

pada rumah hijau yang membenarkan

cahaya matahari masuk tetapi

menghalang tenaga haba daripada keluar

maka menyebabkan suhu dalamnya

semakin meningkat. Peningkatan suhu



bumi ataupun pemanasan global telah di

kaitkan dengan pelbagai krisis alam

sekitar seperti pertukaran corak iklim

yang tidak menentu, peningkatan paras

laut akibat pencairan glasier dan juga

peningkatan proses penyejatan

kelembapan dari permukaan tanah.


▪ Memperkenalkan penggunaan

istilah bahanapi fosil dan tenaga

tidak diperbaharui.

▪ Mengenalpasti contoh-contoh

bahanapi fosil.

▪ Menerangkan kegunaan bahanapi

fosil.

▪ Menerangkan hasil dari pembakaran

bahanapi fosil.

▪ Mengenalpasti bahan-bahan

pencemar hasil dari penggunaan

bahanapi fosil.

▪ Menerangkan impak setiap bahan

pencemar ke atas alam sekitar.

▪ Menghubungkaitkan implikasi

penggunaan bahanapi fosil terhadap

kejadian semulajadi pada bumi

seperti hujan asid, kesan rumah

hijau dll.

▪ Meningkatkan kesedaran dalam

kalangan pelajar berkenaan isu-isu

pencemaran alam sekitar dan

pemanasan global akibat

penggunaan bahanapi fosil.

3.1.3 Konsep Utama

▪ Tenaga tidak diperbaharui

(Bahanapi fosil)

Tenaga daripada bahanapi fosil

merupakan sumber tenaga yang

utama untuk kegunaan manusia

tetapi pembekalannya adalah terhad

(Tenaga tidak diperbaharui) dan ia

boleh mencemarkan alam.

▪ Keseimbangan Alam

Hidupan atas bumi adalah saling

bergantung antara satu sama lain

dan dengan alam sekitar.

Penggunaan bahanapi secara

berterusan akan mengenakan

tekanan dan memberikan implikasi

negatif terhadap keseimbangan alam

sekitar.

▪ Hujan asid

Hujan yang normal mempunyai pH

5.6 ( pH 7 adalah neutral) maka

hujan asid mempunyai pH yang

kurang dari 5.6 terhasil apabila jirim

zarahan dan pelbagai gas seperti

sulfur dioksida, oksida-oksida

nitrogen dan kompaun organik yang

meruap terlarut dalam kelembapan

dalam udara. Telah dikaitkan

dengan kekurangan kesuburan

lapisan tanah dan perubahan pH

pada badan air tawar seterusnya

menjejaskan kehidupan organisma

air tawar.

▪ Kesan Rumah Hijau

Kehadiran gas karbon dioksida yang

banyak di atmosfera akibat

pembebasan daripada proses

pembakaran bahanapi fosil telah

mewujudkan kesan rumah hijau.

Lapisan karbon dioksida bertindak

sebagai kaca/gelas pada struktur

rumah hijau yang digunakan untuk

penanaman tumbuhan semasa iklim

di luar adalah dingin.

▪ Pemanasan global

Pemanasan global terjadi apabila

suhu bumi meningkat sebagai akibat

kehadiran gas karbon dioksida dan

gas-gas rumah hijau yang

menghalang kebebasan tenaga haba

ke angkasa lepas. Keadaan telah



dikaitkan dengan peningkatan paras

air laut, perubahan pada jumlah

hujan yang turun dan juga masalah

kepada pertanian.


▪ Menyenaraikan kegunaan contoh-

contoh bahanapi fosil dan sertakan

implikasi negatif yang mungkin

terbit daripada penggunaannya

dalam kumpulan kecil.

▪ Mendirikan peta minda bagi

mengilustrasikan mekanisme hujan

asid dan implikasinya terhadap alam

sekitar. Guru membimbing pelajar

melalui penyoalan jenis ‘probing’

untuk menyedarkan bahawa kesan

hujan asid akan dirasai oleh negara

yang jauh dari negara yang

menyebabkannya.

▪ Melakarkan mekanisme kejadian

kesan rumah hijau, guru menjadi

fasilitator dengan membimbing

pelajar melalui langkah demi

langkah untuk mendirikan carta

yang meilustrasikan mekanisme

kejadian tersebut.

▪ Menginterpretasi data dan

menjangka kesan ke atas alam

sekitar – dilakukan secara kumpulan

kecil dan digalakkan sumbangsaran

daripada setiap ahli.

▪ Menerangkan implikasi pemanasan

global dengan mendirikan satu peta

minda untuk menghubungkait

‘chain reaction’ dari kejadian

tersebut.

▪ Memikir dan memberi input tentang

implikasi pemanasan global

terhadap aktiviti pada kawasan

tempatan/ negara sendiri. Kerja

secara kumpulan kecil untuk

pembentangan daripada setiap

kumpulan.

3.1.5 Projek

▪ Simulasi pembentukan hujan asid

dan kesannya terhadap pelbagai

bahan (seperti besi, simen yang

bercat, dll) yang terdapat pada

kawasan tempatan.

▪ Simulasi kesan rumah hijau.


▪ Kertas Mahjong

▪ Pen marker

▪ Handout yang mengandungi data

berkenaan aktiviti 4.4

▪ Bikar

▪ Pelita bersama sumbu

▪ Air suling

▪ Minyak gas/petrol

▪ Kertas pH

▪ Termometer

▪ Beberapa tabung uji

▪ Kepingan besi

▪ Kepingan simen bercat

▪ Kepingan kayu

▪ Terarium dengan penutup.


▪ Kumpulan kecil

o Minta pelajar bentuk kumpulan

kecil ( 1 kumpulan = 4 orang)

o Setiap kumpulan dibekalkan

dengan kertas mahjong, pen

marker dan sedikit ‘double-

sided tape’.

o Minta pelajar untuk berbincang

berkenaan soalan tersebut.

o Pelajar menyusun maklumat

yang dikehendaki atas kertas

mahjong untuk pembentangan

di hadapan kelas.

o Wakil/ dua orang daripada

setiap kumpulan tampil ke

hadapan kelas serta melekatkan

kertas mahjong pada papan



hitam dan bentangkan dapatan

mereka.

o Pelajar kumpulan lain diminta

mendengar dan menganalisis

secara kritikal.

o Guru bersama kelas akan

mendirikan satu ‘model’ yang

lengkap hasil penggabungan

dapatan kumpulan-kumpulan

kecil.

▪ Pembinaan carta peta minda

o Guru melekatkan kertas

mahjong yang kosong pada

papan hitam dan beritahu

pelajar matlamat aktiviti

tersebut (cth: akan

mengilustrasikan kejadian kesan

rumah hijau dan kaitkan dengan

contoh-contoh krisis alam

sekitar).

o Guru meminta sumbangan

daripada kelas secara langkah

demi selangkah “apakah yang

patut dilukis dahulu pada kertas

itu?” Peranan melukis boleh

dilakukan oleh guru sendiri

ataupun dengan meminta

bantuan pelajar.

o Sekira kelas menghadapi jalan

buntu/masalah, guru akan

menanyakan soalan berbentuk

‘probing’ untuk merangsang

pemikiran mereka.

o Ilustrasi akan dibina dari mula

hingga lengkap semua

maklumat yang dikehendaki.

▪ Projek: Simulasi pembentukan

hujan asid.

o Tuangkan sedikit air suling ke

dalam bikar dan tentukan serta

catatkan nilai pHnya.

o Masukkan pelita yang berisikan

minyak gas/petrol ke dalam

bikar dan pastikan sumbunya

basah dengan minyak tadi.

o Nyalakan sumbu dan tutup bikar

dengan penutup supaya asap

tidak keluar.

o Apabila minyak sudah habis

dibakar, keluarkan pelita dan

goncang bikar supaya air dapat

menyerap asap dengan

sempurna. Uji pH air sekarang

dengan menggunakan kertas

pH.

o Catatkan warna kertas pH dan

nilainya sekali.Cuba notakan

mengapa warna dan nilai pH

sudah berubah.

o Letakkan kepingan besi, simen

bercat dan kayu pada tabung uji

yang berlainan.

o Pada setiap tabung uji tuangkan

air berasid yang telah dihasilkan

tadi sedikit.

o Pelajar diminta mengamati dan

mencatatkan keadaan fizikal

serta pertukaran warna yang

berlaku kepada bahan-bahnan

tersebut untuk beberapa hari.

o Pelajar diminta untuk

menyediakan laporan lengkap

untuk pembentangan dan

pertukaran maklumat dengan

kumpulan-kumpulan lain.

o Guru diminta untuk mengaitkan

penjelasan pelajar dan bersama

membuat inferens terhadap

situasi sebenar pada alam

sekitar.

▪ Projek: Simulasi kesan rumah hijau.

o Sediakan satu terarium yang ada

penutup.

o Gantungkan satu termometer

daripada penutup dan tutupkan

terarium tersebut.

o Letakan terarium tersebut pada

satu tempat yang menerima

cahaya matahari tetapi bukanlah

di tempat yang terbuka yang

menerima cahaya penuh secara

terus.

o Pelajar diminta untuk mencatat

kan suhu dalam terarium dan



juga diluar terarium (gunakan

termometer lain) setiap hari

untuk beberapa minggu.


menyediakan laporan lengkap

untuk pembentangan dan

pertukaran maklumat dengan

kumpulan lain.


Semua hidupan adalah saling

bergantung antara satu sama lain dan

dengan alam sekitar. Demi kemandirian

diri, manusia mesti mengelak dari

menggangu sistem-sistem biologi yang

menyokong hidupan yang berada pada

satu keseimbangan yang sangat rapuh.

Sejak bilangan manusia kian bertambah

dengan pesatnya aktiviti-aktivitinya

telah mengenakan tekanan ke atas

persekitaran dan menyebabkan banyak

implikasi negatif terhadap kehidupan

lain. Oleh kerana manusia sendiri

merupakan satu komponen dalam

siratan hidupan atas bumi maka menjadi

tanggungjawab kita untuk mengekalkan

harmoni dengan alam.

Walaupun terdapat pelbagai jenis krisis

alam sekitar, pengajaran ini hanya akan

mengehadkan perbincangan kepada

penggunaan bahanapi fosil dan

implikasinya terhadap alam sekitar. Unit

pengajaran ini adalah bertujuan untuk

menerangkan secara eksplisit penjelasan

saintifik berkenaan isu-isu seperti hujan

asid, kesan rumah hijau dan pemanasan

global supaya pelajar lebih peka akan

kejadian-kejadian yang memberikan

kesan yang terus kepada mereka. Pelajar

dibekal dengan maklumat saintifik

supaya mereka berupaya untuk

mengikuti dan memahami berita dan

penjelasan sains dari luar bilik darjah

melalui media-media lain seperti

television, makalah dan majalah sains

dan berita Internet.

Pelajar digalakkan untuk berbincang

berkenaan isu-isu tersebut dan bertukar

pendapat dengan rakan rakan mereka

dari dalam dan luar negara supaya

maklumat mereka adalah pelbagai dan

terkini. Dengan pembekalan kesedaran

yang tinggi pelajar boleh menyebarkan

maklumat tersebut kepada masyarakat

sekelilingnya dan mengambil sikap

proaktif terhadap mengambil tahu

usaha-usaha yang telah diambil oleh

pihak-pihak tertentu bagi menangani

masalah krisis alam sekitar secara lokal

dan global. Mereka harus mereflek dan

menilai semula usaha-usaha yang telah

diambil oleh pihak berkuasa serta

menyumbang input mereka sendiri.

Matlamat akhir pengajaran ini adalah

untuk meningkat, mengekal dan

menyebarkan kesedaran bagi memupuk

kehidupan mampan (sustainable)

melalui penggunaan Tenaga

diperbaharui melalui pelajar yang

berpotensi menjadi warganegara yang

mendokong tanggungjawab untuk

meningkatkan kualiti hidup.

Sains Tambahan Untuk Tingkatan 4


50

4. Sains Tambahan Untuk Tingkatan 4

Lilia Halim Sharifah Norhaidah Syed Idros

4.1 JENIS-JENIS TENAGA

DIPERBAHARUI

4.1.1 Pendahaluan

Bahanapi fosil seperti arang, minyak

dan gas asli adalah simpanan tenaga

daripada matahari yang telah diikat

melalui proses fotosintesis berjuta juta

tahun dahulu. Penggunaan bahanapi

fosil secara meluas telah membuat

bekalannya menyusut dengan pantas

maka sumber tenaga ini sering dikenali

sebagai tenaga tidak diperbaharui.

Tambahan pula penggunaan bahanapi

fosil telah dikenalpasti sebagai

penyumbang utama terhadap pemanasan

global dan krisis alam sekitar yang lain.

Perkara tersebut adalah penyebab utama

mengapa usaha-usaha baru telah di

ambil untuk mencari sumber tenaga

yang tidak menyusut ataupun dalam lain

perkataan tenaga diperbaharui.

Tenaga diperbaharui seperti tenaga

daripada biojisim, angin, ombak dan

geoterma ada banyak kebaikan. Sumber

untuk tenaga begini adalah percuma,

tidak menyusut, bersih dan tidak

mencemar. Dalam proses fotosintesis,

tumbuhan memerangkap tenaga cahaya

daripada matahari dan menukarnya

kepada bentuk tenaga kimia. Tenaga

terikat ini kemudiannya boleh ditukar

kepada bentuk elektrik, haba atau

bahanapi cecair menerusi penggunaan

pelbagai proses pengubahan. Bahan

organik yang boleh digunakan untuk

penghasilan tenaga begini disebut

biojisim, maka tenaga yang dihasilkan

dikenali sebagai tenaga biojisim.

Contoh biojisim seperti serpihan kayu,

saki-baki hasil pertanian dan juga bahan

buangan pepejal perbandaran dan

daripada ternakan boleh ditukar kepada

bahanapi biojisim untuk digunakan

dalam perindustrian, pengangkutan dan

juga penggunaan domestik. Menerusi

proses penapaian, bahan yang kaya

dengan karbohidrat akan ditukar untuk

menghasilkan tenaga (ATP) dan etanol

serta membebaskan karbon dioksida dan

haba. Walaupun tenaga telah

dibebaskan (ATP) tetapi sebahagian

besarnya (lebih kurang 93%) masih lagi

tersimpan dalam etanol.

C6 H12 O6 + 2 ADP + 2P1

2C2 H5 OH(etanol) + 2CO2 + 2ATP + haba

Penggunaan etanol sebagai bahanapi-bio

atau gasohol telah digunakan sebagai

ganti kepada petrol. Biogas ataupun gas

organik seperti metana telah dihasilkan

secara berkesan melalui proses

penapaian bahan buangan ternakan,

bahan buangan manusia bahan kayu-

kayan dan juga tumbuhan kekacang

seperti kacang soya oleh mikro-

organisme anerobik. Metana juga telah

diekstrak dengan jayanya daripada

kawasan pembuangan sampah pepejal.

Tenaga angin boleh ditukar menjadi

tenaga elektrik apabila kuasa angin

menggerakkan turbin. Apabila angin

memutarkan bilah turbin, bilah ini akan

menghidupkan dinamo di dalamnya

yang akan menjanakan tenaga elektrik.

Kuasa yang dapat dijanakan oleh turbin

bergantung pada halaju angin dan juga

luas hamparan bilah turbin tersebut.

Telah dilaporkan bahawa pada hari ini

terdapat lebih kurang 35 000 turbin

angin yang mempunyai keupayaan

menjana tenaga sebanyak 12 000

megawatts untuk menghasilkan 20

bilion jam-kilowatt setiap tahun. Perkara

tersebut membuat tenaga angin sebagai



51

yang termurah dalam kalangan tenaga-

tenaga diperbaharui. Walau bagaimana

pun, sistem penjanaan tenaga angin

adalah besar dan memerlukan kawasan

tanah yang luas. Struktur turbin angin

yang banyak pada satu lokasi

menjejaskan pemandangan kawasan

tersebut dan bunyi daripada pergerakan

bilah turbin dan dinamo juga

mengeluarkan bunyi yang kurang selesa.

Hal ini sedikit sebanyak telah

menjejaskan harmoni dengan alam

sekeliling.

Ombak lautan mengandungi kuasa

tenaga kinetik dan potensi yang amat

tinggi. Usaha telah dijalankan untuk

menukarkan tenaga ombak laut

menjadi tenaga elektrik melalui

penggunaan pelbagai bentuk

penjana/janakuasa. Peranti-peranti

tersebut dapat dikategorikan sebagai

peranti skala-besar untuk kawasan luar

pesisir dan peranti skala-kecil untuk tepi

pantai. Ciri-ciri sedia ada pada kuasa

ombak ialah bahawa tenaganya adalah

terbaur/diffuse, kuasanya tinggi semasa

ribut dan saiz serta arah ombak

bertukar-tukar bergantung pada keadaan

angin. Perkara-perkara tersebut

menyebabkan tenaga yang mungkin

terhasil mempunyai julat yang besar dan

ini pula menyulitkan usaha untuk

mereka bentuk peranti-peranti

berkenaan. India telah membina peranti

150 kW pada garisan pemecah ombak

tetapi teknologi ini masih dalam proses

pembangunan di banyak negara lain.

Kawasan yang paling sesuai untuk

meletakkan peranti tersebut adalah pada

garisan laltitud antara 40-60 darjah yang

terdapat penumpuan kuasa ombak yang

tinggi. Pantai-pantai barat Eropah dan

Amerika dan juga pantai-pantai New

Zealand dan Jepun ialah kawasan yang

paling baik untuk mendapatkan tenaga

ombak laut.

Tenaga geoterma ialah tenaga yang

diperoleh daripada haba yang terhasil

daripada perut bumi (geo = bumi).

Lubang-lubang perlu digerudi untuk ke

kawasan perut bumi untuk mendapatkan

haba tersebut. Haba akan meningkat

satu darjah sentigrade setiap 36 m ke

dalam bumi. New Zealand, Japan,

Mexico, Turkey, Italy dan Iceland

mempunyai banyak kawasan termal

yang boleh dikesan melalui kewujudan

geyser ataupun mata air panas. Tenaga

geoterma ditukar kepada tenaga elektrik

daripada stim/wap, air panas ataupun

batu kering yang panas yang terdapat

pada lapisan kerak bumi. Air akan

dipam menerusi satu telaga suntikan dan

akan mengalir pada celah-celah batu

panas. Air ini akan kemudiannya

kembali ke permukaan menerusi telaga

lain dan akan ditukar ke bentuk wap.

Wap ini akan disalurkan ke kawasan

turbin untuk menghasilkan tenaga

elektrik.

Penggunaan tenaga geoterma untuk

menjanakan elektrik ialah sumber

penting terutama sekali pada kawasan

yang mempunyai aktiviti gunung berapi

seperti di negara Iceland dan New

Zealand.


▪ Menerangkan perbezaan antara

tenaga tidak diperbaharui dengan


▪ Mengenalpasti sumber serta contoh-

contoh tenaga diperbaharui.

▪ Menerangkan secara ringkas proses

untuk mendapatkan tenaga

diperbaharui.

▪ Menerangkan bahawa usaha-usaha


diperbaharui masih dalam fasa

pembangunan dan memerlukan

banyak penambahbaikan kepada

teknologi yang terbabit.



52

▪ Meningkatkan kesedaran dalam

kalangan pelajar tentang perlunya

menerokai jalan untuk mendapatkan


4.1.3 Konsep Utama

▪ Tenaga tidak diperbaharui

Bahanapi fosil seperti arang, minyak

dan gas asli. Bekalannya menyusut

melalui penggunaan secara meluas

dan boleh habis.

▪ Tenaga Diperbaharui

Tenaga yang datang daripada

sumber yang tidak menyusut seperti

biojisim, angin, ombak dan

geoterma. Sumber untuk tenaga

begini adalah percuma, tidak

menyusut, bersih dan tidak

mencemar.

▪ Tenaga Biojisim

Sumbernya adalah daripada bahan

organik seperti serpihan kayu, saki-

baki hasil pertanian dan juga bahan

buangan pepejal perbandaran dan

daripada ternakan. Tenaga

daripadanya boleh didapati melalui

proses penapaian seperti ATP,

etanol dan metana.

▪ Tenaga Angin

Tenaga daripada angin dapat

menjanakan tenaga elektrik apabila

kuasa angin menggerakkan turbin.

Apabila angin memutarkan bilah

turbin, bilah akan menghidupkan

dinamo. Kuasa yang dapat

dijanakan oleh turbin adalah

bergantung kepada halaju angin dan

juga luas hamparan bilah turbin

tersebut

▪ Tenaga Ombak

Kuasa yang ada pada ombak lautan

boleh ditukar kepada tenaga elektrik

melalui penggunaan pelbagai bentuk

penjana/janakuasa. Tenaga daripada

sumber ombak dikenali sebagai

tenaga ombak.

▪ Tenaga Geoterma

Tenaga geoterma ialah tenaga yang

diperoleh daripada haba yang

terhasil daripada perut bumi (geo =

bumi). Lubang-lubang perlu

digerudi untuk ke kawasan perut

bumi untuk mendapatkan haba

tersebut. Tenaga geoterma ditukar

kepada tenaga elektrik daripada

stim/wap, air panas ataupun batu

kering yang panas yang terdapat

pada lapisan kerak bumi.


▪ Mendirikan peta minda bagi

meilustrasikan jenis-jenis tenaga

diperbaharui dan contoh kawasan

untuk mendapatnya serta kegunaan

tenaga tersebut. Aktiviti

berkumpulan.

▪ Mengadakan kempen atau promosi

berkenaan penggunaan jenis-jenis

tenaga diperbaharui melalui

peraduan melukis poster dan ciptaan

slogan.

▪ Mengimbas dan mengumpul

maklumat daripada Internet

berkenaan dengan proses untuk

mendapatkan tenaga diperbaharui

secara lebih detail dan hasil dapatan

dibentangkan kepada kelas. Aktiviti

berkumpulan.


▪ Kertas mahjong

▪ Pen marker

▪ Alat lukisan

▪ Komputer yang ada capaian kepada

Internet.

▪ Buku nota/buku log



53


▪ Pembinaan Carta Peta Minda


membentuk kumpulan kecil.

o Setiap kumpulan diberikan

masa untuk berbincang

berkenaan jenis-jenis tenaga

diperbaharui dan melakar hasil

perbincangan pada kertas

mahjong.

o Setiap kumpulan diminta

untuk membentangkan hasil

perbincangan didepan kelas

dan sedia menerima input

daripada rakan-rakan untuk

memperbaik carta peta minda.

▪ Kempen – Peraduan melukis dan

Mencipta Slogan

o Aktiviti ini boleh dijalankan

secara individu atau

berpasangan.

o Berikan tempoh masa dalam

seminggu kepada pelajar untuk

mendapat idea bagi peraduan

tersebut.

▪ Pencarian Internet

o Minta pelajar untuk membentuk

kumpulan kecil. Setiap

kumpulan akan ditentukan jenis

tenaga diperbaharui yang harus

dikaji oleh mereka.



marker dan juga buku nota/buku

log.

o Pelajar-pelajar diminta untuk

mencari, mengumpul dan

menyusun maklumat yang

mereka dapat daripada Internet

ke dalam buku nota.

o Hasil dapatan pencarian Internet

akan dipindahkan ke kertas

mahjong untuk pembentangan

di kelas.

Pencarian maklumat serta

lakaran yang dikehendaki buat

pada kertas mahjong boleh

dilakukan dalam 1-2 minggu.


Penggunaan bahanapi fosil secara

meluas telah menyebabkan bekalannya

akan lupus tidak lama lagi. Tambahan

pula, pembakaran bahanapi fosil seperti

arang, minyak dan gas asli

membebaskan banyak bahan pencemar

yang menyumbang terhadap pemanasan

global serta krisis alam sekitar yang lain

seperti hujan asid dan pencemaran

udara. Atas kesedaran bahawa

keseimbangan alam harus dikekalkan

bagi mewujudkan kesejahteraan hidupan

usaha-usaha telah dijalankan bagi

mencari sumber tenaga alternatif.

Manusia sedang beralih kepada sumber

tenaga diperbaharui seperti biojisim,

angin, ombak laut dan geoterma.

Kesemua sumber tersebut adalah

berterusan, percuma, selamat dan tidak

menyebabkan pencemaran seperti

pembakaran bahanapi fosil.

Penekanan terhadap penggunaan tenaga

diperbaharui akan mencorak langkah

kepada cara hidup yang berlanjutan serta

yang mengekalkan harmoni dengan

alam sekitar. Tenaga diperbaharui

membekalkan tenaga yang berterusan

kepada ekonomi sesuatu negara.

Lanjutan daripada sini, industri tersebut

boleh membekalkan pekerjaan yang

berlanjutan iaitu jawatan yang tidak

akan menemui penutupan sebagai akibat

kehabisan modal. Pencemaran alam

sekitar dapat dielakkan maka dengan ini

dapat mengurangkan kos pembiayaan



54

untuk membersih serta membaikpulih

persekitaran. Perkembangan dalam

penggunaan proses bioteknologi untuk

merawat bahan buangan untuk

mendapatkan tenaga biojisim

daripadanya telah berjaya untuk

mengaut untung daripada bahan yang

dianggap tidak berguna sambil

melancarkan lagi kegiatan pengitaran

semula dalam kalangan masyarakat.

Tenaga yang boleh menjanjikan masa

depan yang kurang muram bagi masalah

alam sekitar dan menunjukkan potensi

yang tinggi. Tetapi perlu diingatkan

bahawa teknologinya masih berada

dalam fasa pembangunan dan perlu

banyak lagi usaha untuk

memperbaiknya serta mempromosikan

penggunaanya kepada orang ramai.

Setakat ini impak negatif teknologi

tenaga diperbaharui adalah terhad

kepada kawasannya sahaja maka

pemantauan ke atas kesannya adalah

jauh lebih mudah jika dibandingkan

dengan kesan rumah hijau ataupun hujan

asid yang boleh disebar jauh. Bunyi

yang terhasil daripada pemutaran bilah

turbin bagi tenaga angin merupakan satu

masalah dahulu tetapi teknologi terkini

telah berjaya mengekalkan bunyi

daripadanya supaya setanding dengan

hanya bunyi daripada peti sejuk.

Untuk mendapat sambutan ramai

terhadap usaha penggunaan tenaga

diperbaharui, kesedaran mereka harus

dipertingkatkan dan cara yang paling

berkesan mestilah menerusi pendidikan.

Pendidikan serta promosi perlu

dilakukan menerusi kaedah kempen,

pertandingan dan hebahan yang meluas

melalui media massa.

4.2 TEKNOLOGI TENAGA

DIPERBAHARUI DAN

IMPAKNYA TERHADAP

ALAM SEKITAR, SOSIAL

DAN EKONOMI

4.2.1 Pendahuluan

Apabila bahanapi fosil dibakar untuk

mendapatkan tenaga, proses ini

membebaskan karbon dioksida dan

bahan pencemar lain ke udara. Karbon

dioksida adalah gas kesan rumah hijau

yang utama yang menyebabkan

pemanasan global. Bahan-bahan

pencemar lain yang terbebas bersama

menyumbang pencemaran udara dan

mengakibatkan kesihatan manusia

terjejas sementara menggangu

keseimbangan alam sekitar. Atas

kesedaran bahawa keseimbangan alam

harus dikekalkan bagi mewujudkan

kesejahteraan hidupan usaha-usaha telah

dijalankan untuk mencari sumber tenaga

alternatif daripada biojisim, angin,

ombak laut dan geoterma. Sumber

tenaga tersebut dikenali sebagai tenaga

diperbaharui. Kesemua sumber tersebut

adalah berterusan, percuma, selamat dan

tidak menyebabkan pencemaran seperti

pembakaran bahanapi fosil. Teknologi

tenaga diperbaharui masih berada dalam

fasa pembangunan dan perlu banyak lagi

usaha untuk memperbaikinya serta

mempromosikan penggunaanya kepada

orang ramai. Setakat ini impak negatif

teknologi tenaga diperbaharui adalah

terhad kepada kawasannya sahaja maka

pemantauan terhadap kesannya adalah

jauh lebih mudah jika dibandingkan

dengan kesan rumah hijau ataupun hujan

asid yang boleh disebar jauh.

Tenaga daripada bahan biojisim dapat

dihasilkan melalui teknologi-teknologi

penukaran seperti (1) pembakaran (2)

proses kimia kering dan (3) proses basah

yang melibatkan penggunaan mikro-

organisme. Proses pembakaran biojisim

secara terus diamalkan di negara-negara



55

maju dan juga Malaysia. Teknologi

pembakaran biojisim secara terus

menghasilkan haba dan haba ini akan

kemudiannya digunakan untuk

menghasilkan stim/wap bagi tujuan

pemanasan ruang dan untuk penjanaan

kuasa elektrik. Kaedah begini akan

membebaskan sulfur dioksida tetapi

dalam kuantiti yang terhad namun

begitu karbon monoksida dan oksida-

oksida nitrogen dan gas hidrokarbon

yang tidak terbakar masih terbebas

bersama. Perkara ini sudah tentu tidak

diingini dan kajian terus dijalankan bagi

menambahbaik teknologi tersebut.

Pembakaran secara besar-besaran

memerlukan pembekalan bahan biojisim

yang banyak. Penanaman pokok kayu

ataupun jenis pertanian lain sebagai

bekalan biojisim secara berterusan

memerlu kepada pembukaan serta

pengurusan kawasan tanah yang

berkesan. Kawasan tanah yang terlibat

adalah besar maka persoalan-persoalan

jangka panjang seperti aspek

ekonomiknya, boleh atau tidak bahan

biojisim ini diperbaharui seperti yang

dirancangkan harus difikir sematang-

matangnya.

Teknologi penukaran yang melibatkan

mikro-organisme untuk menjalankan

pencernaan anerobik (tanpa oksigen)

menghasilkan gas campuran yang terdiri

daripada metana dan karbon dioksida

atau dikenali sebagai biogas.

Penghasilan biogas daripada bahan

buangan ternakan dapat mengguna

bahan yang tidak berguna kepada

bahanapi yang boleh digunakan untuk

memasak, pemansan, pencahayaan dan

juga untuk penghasilan kuasa

penggerak. Metana daripada kawasan

pembuangan sampah sarap disalurkan

menerusi paip-paip yang mempunyai

liang supaya boleh dikumpulkan untuk

digunakan sebagai bahanapi. Kaedah ini

adalah sangat berguna kerana metana

yang terhasil akibat pencernaan

anerobik secara semula jadi sekarang

boleh digunakan secara positif dan tidak

dibenarkan untuk terlepas ke udara iaitu

gas itu boleh bertindak sebagai gas

rumah hijau.

Teknologi yang memainkan peranan

utama untuk menghasilkan tenaga angin

ialah turbin angin. Peranti ini terdiri

daripada komponen-komponen seperti

berikut: (1) bilah-bilah turbin yang akan

diputar oleh pergerakan angin (2)

penjana yang akan menjana kuasa

elektrik apabila bilah-bilah berputar

akibat kuasa angin (3) sistem

pelindungan untuk elak daripada

kerosakan akibat pergerakan angin yang

terlalu kuat dan (4) menara untuk

menyokong turbin pada paras

pergerakan angin. Aspek reka bentuk

menara adalah penting kerana walaupun

kosnya mesti mengambil kira

keteguhan, ketinggian, dan mudah untuk

kerja-kerja pembaikan. Kos keseluruhan

untuk mendapatkan tenaga angin setakat

ini adalah yang terendah dan paling

selamat.Walau bagaimanapun, sistem

penjanaan tenaga angin adalah besar dan

memerlukan kawasan tanah yang luas.

Struktur turbin angin yang banyak pada

satu lokasi menjejaskan pemandangan

kawasan tersebut dan bunyi daripada

pergerakan bilah turbin dan dinamo juga

mengeluarkan bunyi yang kurang selesa.

Hal ini sedikit sebanyak telah

menjejaskan harmoni dengan alam

sekeliling.

Kuasa yang ada pada angin dipindah ke

ombak laut apabila angin bergerak atas

permukaan lautan.

Tenaga tersebut boleh ditukar pada

kuasa elektrik melalui teknologi yang

secara ringkas dikumpulkan kepada dua

kategori iaitu (1) peranti yang tetap

seperti Oscillating Water Column dan

TAPCHAN (tapered channel systems)

(2) peranti yang terapung seperti Salter

Duck, Archimedes Wave Swin dan Clam.

Kedua-dua jenis peranti menghadapi

masalah daripada segi karat dan juga

penjana padanya walaupun sensitif

terhadap alunan kecil mestilah yang



56

berupaya tahan dalam keadaan ribut.

Teknologi-teknologi tersebut tidak

menyebabkan pencemaran daripada segi

visual ataupun bunyi dan tidak

membebaskan gas-gas rumah hijau

tetapi peranti yang terapung mungkin

terdedah pada kelanggaran oleh kapal.

Tenaga geoterma ditukar kepada tenaga

elektrik daripada stim/wap, air panas

ataupun batu kering yang panas yang

terdapat pada lapisan kerak bumi.

Lubang-lubang perlu digerudi ke

kawasan perut bumi untuk mendapatkan

haba tersebut. Teknologi geoterma

terkini tidak membebaskan gas-gas

rumah hijau mahupun bahan pencemar

lain seperti hujan asid, tumpahan

minyak, lubang perlombongan atau

bahan radioaktif. Janakuasa tenaga

geoterma tidak memerlukan kawasan

tanah yang besar dan berupaya untuk

menjana kuasa sepanjang hari kerana

tidak tertakluk pada cuaca.


▪ Menerangkan kepentingan mencari

sumber tenaga alternatif.



▪ Menerangkan teknologi yang diguna


diperbaharui.

▪ Mengenalpasti impak penggunaan

setiap teknologi terhadap alam

sekitar, sosial dan juga daripada segi

ekonomi.

▪ Mengenalpasti kebaikan dan

keburukan (jika ada) penggunaan

teknologi baru ini jika dibandingkan

dengan penggunaan bahanapi fosil.

4.2.3 Konsep Utama

▪ Teknologi Penukaran Biojisim

Teknologi yang diguna untuk

menukarkan bahan biojisim ke

tenaga dalam bentuk kuasa elektrik,

gas metana, etanol dan sebagainya.

Melibatkan pembakaran, proses

kimia kering dan proses pencernaan

anerobik melalui penggunaan

mikro-organisme.

▪ Pembakaran Terus

Teknologi pembakaran biojisim

secara terus menghasilkan haba dan

haba ini akan kemudiannya

digunakan untuk menghasilkan

stim/wap bagi tujuan pemanasan

ruang dan untuk penjanaan kuasa

elektrik.

▪ Pencernaan Anerobik

Teknologi penukaran yang

melibatkan mikro-organisme untuk

menjalankan pencernaan anerobik

(tanpa oksigen) terhadap bahan

biojisim bagi menghasilkan gas

campuran yang terdiri daripada

metana dan karbon dioksida/biogas.

▪ Teknologi Tenaga Angin

Teknologi untuk menghasilkan

tenaga angin adalah turbin angin.

Peranti ini terdiri daripada

komponen-komponen seperti

berikut: (1) bilah-bilah turbin yang

akan diputar oleh pergerakan angin

(2) penjana yang akan menjana

kuasa elektrik apabila bilah-bilah

berputar sebagai akibat kuasa angin

(3) sistem pelindungan dan (4)

menara untuk menyokong turbin

pada paras pergerakan angin.

▪ Teknologi Tenaga Ombak

Teknologi yang digunakan untuk

mendapatkan tenaga ombak laut

iaitu (1) peranti yang tetap seperti

Oscillating Water Column dan

TAPCHAN (tapered channel



57

systems) (2) peranti yang terapung

seperti Salter Duck, Archimedes

Wave Swing dan Clam.

▪ Teknologi Tenaga Geoterma

Tenaga geoterma ditukar menjadi

tenaga elektrik daripada stim/wap,

air panas ataupun batu kering yang

panas yang terdapat pada lapisan

kerak bumi. Lubang-lubang perlu

digerudi ke kawasan perut bumi

untuk mendapatkan haba tersebut.


▪ Penghasilan biogas daripadapada

batang kelapa sawit

▪ Pembinaan model kecil turbin angin

untuk menjanakan kuasa bagi

menggerakkan motor untuk proses

pengudaraan akuarium kecil ikan

tropikal.

▪ Mengadakan bahas kelas/forum bagi

menghasilkan kelebihan dan

keburukan sesuatu teknologi tenaga

diperbaharui terhadap aspek sosial,

alam sekitar dan ekonomi daripada

sudut pandangan pelajar.


▪ 4 kelalang bulat (500ml)

▪ Tiub kaca U

▪ Penyumbat getah

▪ Alat kukus air

▪ Tabung uji

▪ Besen

▪ Oven

▪ Termometer

▪ Serbuk kelapa sawit (120g)

▪ Efluen kelapa sawit (200ml)

▪ Plastik teguh untuk bilah turbin

▪ Sekeping kayu sebagai menara

▪ Dinamo

▪ Motor kecil

▪ Wair

▪ akuarium kecil


▪ Penghasilan biogas

(sila rujuk Eksperimen #12 pada

Kamarulazizi Ibrahim dan Zul Azhar

Zahid Jamal (2000). Eksperimen Sains

Untuk Sekolah Menengah,. CETREE)

▪ Pembinaan turbin angin untuk

menggerakkan motor akuarium.


membentuk kumpulan kecil (1

kumpulan = 4 atau 5 orang).

o Setiap kumpulan diminta

untuk mereka bentuk satu

model turbin angin yang boleh

menggerakkan motor bagi

proses pengudaraan sebuah

akuarium kecil dengan

menggunakan perkakas yang

dibekalkan.

o Nyatakan bahawa mereka

boleh menggunakan perkakas

tersebut untuk membina model

mereka iaitu, plastik teguh,

sekeping kayu, dinamo, motor

kecil dan wair kepada setiap

kumpulan.

o Setiap kumpulan harus

membentang lakaran model

mereka di kelas dan menerima

input untuk memperbaik

model tersebut.

o Sekira cukup peralatan yang

boleh dibekalkan oleh sekolah,

maka setiap kumpulan boleh

mendirikan model masing-

masing. Sekira hanya satu

model sahaja yang mampu

dibina maka buatkan aktiviti



58

ini sebagai usaha seluruh

kelas.

▪ Bahas/Forum


membentuk kumpulan kecil dan

setiap kumpulan diberikan satu

jenis tenaga diperbaharui untuk

tajuk perbincangan.

o Semua ahli dalam sesuatu

kumpulan perlu bekerjasama

dalam pengumpulan maklumat

yang rapi berkenaan jenis

tenaga diperbaharui mereka.

Sebahgian daripada kumpulan

mesti bertindak sebagai ‘devil’s

advocate’ untuk menjangka

kritikan daripada kumpulan lain

maka mesti bersedia untuk

menjelas, menangkis serta

menilai soalan secara rasional.

o Dua orang pelajar daripada

setiap kumpulan boleh tampil

untuk mewakili kumpulan

mereka dalam bahas/forum itu.


Teknologi-teknologi yang terlibat dalam

penerokaan dan penghasilan tenaga

diperbaharui masih merupakan isu yang

baru dan kurang ternampak dalam

aktiviti seharian masyarakat di

Malaysia. Namun begitu, kejadian krisis

alam sekitar yang semakin menjadi-jadi

dan kos tenaga yang kian bertambah

akan memaksa kita untuk lebih prihatin

terhadap perubahan yang menghadapi

hidup kita. Pencemaran yang

diakibatkan oleh pembakaran bahanapi

fosil pada jenis-jenis pengangkutan juga

telah banyak menjejaskan tahap

kesihatan masyarakat Malaysia terutama

sekali pada yang tua dan juga kanak-

kanak.

Teknologi tenaga diperbaharui

menjanjikan kita masa depan yang lebih

selamat, bersih dan tidak tertakluk

kepada harga yang sentiasa meningkat.

Penggunaan sumber tenaga yang

alternatif ini juga akan membebaskan

negara kita daripada daya pasaran dunia

yang tidak menentu terbitan daripada

bekalan bahanapi fosil yang terhad.

Walaupun teknologi tenaga diperbaharui

sedang berkembang dengan pesat,

namun masih terdapat halangan

daripada segi sosial, ekonomik dan

politik yang menyekat penggunaannya

secara lebih meluas. Yang pertama ialah

persepsi bahawa tenaga ini adalah

terlalu mahal dan orang kurang yakin

dengan potensinya. halangan lain

datangnya daripada penghasil bahanapi

fosil dan amalan-amalan yang sudah

terbiasa dengan penggunaan bahanapi

tradisional. Pendidikan merupakan agen

yang terbaik untuk menangani isu

tersebut tetapi memerlukan komitment

yang tinggi daripada pihak atasan

supaya rancangan pendidikan untuk

tenaga diperbaharui diberikan perhatian

yang sewajarnya bagi menghasilkan

mereka yang mempunyai kemahiran

serta berkebolehan dalam bidang ini.

Usaha ini memerlukan satu kolaborasi

yang rapat antara bidang pendidikan

dengan syarikat-syarikat swasta bagi

memperkembangkan penyelidikan

dalam teknologi baru ini.

4.3 RASIONAL

KEPENTINGAN UNTUK

MENEROKAI TENAGA

DIPERBAHARUI

4.3.1 Pendahuluan

Corak hidup manusia atas bumi telah

bertukar secara mendadak semenjak

bahanapi fosil iaitu arang, minyak dan

gas asli dapat membekal kita dengan

tenaga yang murah dan mudah didapati.



59

Tenaga tersebut telah membolehkan kita

memanaskan serta menyejukkan ruang,

memasak memberikan kuasa kepada

alat-alatan dan memberikan kuasa

penggerak pada kereta dan jenis

pengangkutan yang lain. Pendek kata,

kehidupan seharian kita telah banyak

dipermudah sebenarnya dengan

penggunaan kuasa tenaga sehinggakan

kebanyakan kita lupa ataupun tidak fikir

bahawa tenaga ini adalah tidak

berkekalan dan boleh habis. Tenaga

yang dapat dijanakan daripada bahanapi

fosil dikenali sebagai tenaga tidak

diperbaharui. Seiring dengan itu,

penggunaan bahanapi fosil secara

meluas telah mengenakan tekanan ke

atas persekitaran dan menyebab banyak

implikasi negatif terhadap kehidupan

lain.

Pembakaran bahanapi fosil untuk

mendapatkan tenaga akan membebaskan

karbon dioksida serta produk sisa yang

lain seperti sulfur dioksida, oksida-

oksida nitrogen dan kompaun organik

yang meruap. Gas karbon dioksida telah

dikenalpasti sebagai gas rumah hijau

utama yang menyumbangkan

pemanasan global. Fenomena

pemanasan global telah dikaitkan

dengan pertukaran corak iklim yang

tidak menentu, peningkatan paras laut

akibat pencairan glasier (glacier) dan

juga peningkatan proses penyejatan

kelembapan daripada permukaan tanah

yang boleh membawa kehilangan

kesuburan tanah. Produk sisa yang

dibebas bersama, turut membawa

pencemaran udara seperti hujan asid

dan pembentukan jerebu yang banyak

menjejaskan kesihatan. Faktor yang

penting berkenaan krisis-krisis alam

sekitar seperti pemanasan global, hujan

asid dan tumpahan minyak amat

menyulitkan kerana kesan yang timbul

bukan terhad di kawasan yang

menyebabkan pencemaran tersebut

tetapi sebaliknya ini boleh disebar jauh

daripada sumbernya oleh angin, air dan

sebagainya. Perkara tersebut telah

menimbulkan pertelingkahan antara

negara berkenaan siapa yang yang

bertanggungjawab terhadap kos

pembersihan dan memulihbaik kesan-

kesan pencemaran. Bagi menjamin

kesejahteraan hidup manusia dengan

makhluk lain serta dengan

persekitarannya, kita harus mengambil

tindakan agar keseimbangan alam yang

menyokong kehidupan atas bumi ini

dikekalkan secara berlanjutan.

Tambahan pula, bekalan bahanapi fosil

sedang menyusut dengan pantas.

Kesedaran bahawa penggunaan tenaga

daripada sumber yang tidak boleh

diperbaharui akan tamat dengan

kehabisan bekalannya ahli sains sedang

meneroka alternatif lain untuk

mendapatkan tenaga daripada sumber

yang tidak mengenakan impak negatif


Selain isu yang berkaitan alam sekitar,

penerokaan untuk mendapatkan tenaga

diperbaharui harus mendapat sambutan

orang ramai kerana soal bekalan

bahanapi fosil yang tidak sama rata

antara negara dapat diselesaikan secara

harmoni. Penggunaan tenaga alternatif

percuma yang boleh dijanakan oleh

sesuatu negara dapat mengurangkan

ketegangan yang berlaku antara negara

apabila penjualan bahanapi fosil

digunakan sebagai komoditi untuk

menekan dan menindas negara lain yang

memerlukannya. Aspek begini berupaya

memberikan satu gambaran politik yang

lebih selesa dan saksama pada masa

depan.

Tenaga diperbaharui bermakna

sumbernya adalah berterusan. Hal yang

demikian adalah baik untuk industri

terbabit dan juga pekerja-pekerjanya.

Masalah pembuangan kerja sebagai

akibat sumber sudah habis adalah

mustahil. Teknologi-teknologi baru

yang terlibat walaupun masih dalam fasa

perkembangan menjanjikan senario

yang positif daripada aspek ekonomi.

Teknologi penukaran biojisim di



60

Amerika menampung lebih daripada 66

000 pekerjaan dan di jangka bahawa

mulai tahun 2010 keuntungan

ekonomiknya akan berlipat ganda

sebanyak tiga kali melalui penggunaan

teknologi biojisim yang lebih canggih

serta penanaman pertanian untuk tenaga

dapat dijalankan secara komersial.

Teknologi angin membawa ekonomi

kepada masyarakat yang tinggal

berjauhan dengan bandar besar terutama

di Amerika. Kawasan yang kurang

subur untuk pertanian boleh dipajakkan

untuk mendirikan pejanaan tenaga angin

yang terdiri daripada turbin angin.

Selain membuka ruang pekerjaan untuk

masyarakat tersebut, teknologi ini juga

membolehkan mereka menggunakan

kuasa elektrik yang dijana di situ tanpa

membeli tenaga daripada tempat lain.

Manfaat yang sama boleh

diperpanjangkan kepada usaha untuk

mendapatkan tenaga daripada sumber

ombak laut dan geoterma.


▪ Mengenalpasti bahan-bahan yang

terbebas akibat pembakaran

bahanapi yang tidak boleh

diperbaharui.

▪ Menerangkan impak produk

pembakaran bahanapi fosil terhadap

alam sekitar.

▪ Menekankan kepentingan usaha-

usaha untuk mendapatkan tenaga

diperbaharui.


sumber bagi tenaga diperbaharui.

▪ Menerangkan impak penggunaan

tenaga diperbaharui terhadap

persekitaran, sosial dan ekonomi.

4.3.3 Konsep Utama

▪ Pemanasan Global

Pemanasan global terjadi apabila

suhu bumi meningkat akibat

kehadiran gas karbon dioksida dan

gas-gas rumah hijau yang

menghalang kebebasan tenaga haba

ke angkasa lepas. Keadaan telah

dikaitkan dengan peningkatan paras

air laut, perubahan pada jumlah

hujan yang turun dan juga masalah

kepada pertanian.

▪ Pencemaran Udara

Produk sisa seperti sulfur dioksida

dan oksida-oksida nitrogen yang

terbebas semasa pembakaran

bahanapi fosil boleh membentuk

hujan asid dan jerebu yang

mencemar udara. Fenomena ini

boleh disebar jauh daripada punca

oleh angin.

▪ Tenaga diperbaharui

Tenaga yang datang daripada

sumber yang tidak menyusut seperti

biojisim, angin, ombak dan

geoterma. Sumber untuk tenaga

begini adalah percuma, tidak

menyusut, bersih dan tidak

mencemar.

▪ Perubahan Dengan Penggunaan

Tenaga Diperbaharui

Perubahan daripada segi sosial,

politikdan juga ekonomi yang

dijangka akan dirasai akibat

penukaran corak hidup yang

tersangat bergantung kepada

bahanapi fosil sebagai sumber

tenaga.


▪ Menginterpretasi data serta

membuat inferens daripada

maklumat yang diperoleh daripada

pencarian Internet.



61

▪ Lakonan


▪ Kertas mahjong

▪ Pen marker

▪ Kertas graf

▪ Komputer yang ada capaian kepada

Internet


▪ Membuat inferens daripada

maklumat Internet.


membentuk kumpulan kecil.

Setiap kumpulan akan memilih

tenaga diperbaharui yang

berbeza untuk kajian.


memperoleh maklumat khusus

daripada laman web

Kementerian Alam Sekitar,

Malaysia di

http://www.mastic.gov.my/kst

as/ dan mencari data

berkenaan dengan krisis alam

sekitar yang berkenaan seperti

kejadian jerebu yang teruk

pada tahun 1994. Dapatkan

juga data berkaitan dengan

pembebasan asap dll. , jumlah

kereta (unit pengangkutan),

kejadian pembakaran secara

terbuka dan cuba kaitkan

secara kritikal kepada isu

krisis alam sekitar masa itu

seperti tahap penyakit

pernafasan dll.

o Mungkin pelajar boleh disuruh

untuk mendapatkan maklumat

daripada surat akbar berkenaan

dengan isu pencemaran akibat

pembebasan bahan pencemar

daripada pembakaran bahanapi

fosil dan cuba kaitkan sebab

musababnya.

o Hasil pencarian hendaklah

dipindah ke kertas mahjong

dan dibentangkan kepada

kelas.

o Setiap kumpulan hendaklah

memberi pendapat tentang

bagaimana hendak

menangangi masalah tersebut.

▪ Lakonan

o Pelajar diminta untuk berlakon

sebagai pengusaha yang mahu

melombong arang batu yang

baru terjumpa berdekatan

dengan kawasan sekolah.

o Beberapa pelajar lain diminta

untuk membuat skrip cara

hendak menangani hal

tersebut. Mereka yang

berlakon sebagai individu-

individu yang prihatin dengan

masalah alam sekitar mestilah

mengemukakan pendapat serta

idea-idea lain supaya dapat

meyakinkan “orang lain

mengapa kerja pelombongan

itu tidak patut dijalankan?”


Kemajuan ekonomi telah membawa

manusia kepada corak hidup yang

mewah dan pantas dan tidak boleh

dinafikan bahawa kesemua ini

dibolehkan oleh tenaga yang mendorong

perkembangan ekonomi. Walau

bagaimanapun segala kesenangan yang

dirasai selama ini bukanlah percuma,

tetapi menuntut harga yang tinggi

daripada segi pencemaran udara, air,

bunyi dan fenomena pemanasan global.

Bagi menangani masalah tersebut dan

untuk mempastikan bahawa

keseimbangan alam dikekalkan bagi

http://www.mastic.gov.my/kstas/

http://www.mastic.gov.my/kstas/



62

generasi-generasai yang akan datang

ahli-ahli sains telah mencari jalan-jalan

baru untuk mendapatkan tenaga yang

bersih, tidak mencemar, berterusan dan

yang harmonis dengan komponen-

komponen alam sekitar.

Usaha-usaha ke arah mencari bekalan

tenaga diperbaharui akan mempunyai

beberapa implikasi terhadap masyarakat.

Matlamat akhir usaha ini adalah untuk

mengorak langkah bagi mendirikan

corak hidup yang mampan dan

berterusan serta yang harmonis dengan

alam sekitar. Hal ini akan digalakkan

melalui penggunaan teknologi yang

bersesuaian, amalan sains yang

cemerlang, tanggungjawab sosial yang

dipikul bersama dan cara berkomunikasi

secara global. Lanjutan daripada sini

industri-industri yang terlibat perlu

memberikan kerjasama yang rapat

dengan individu-individu serta institusi-

institusi yang menyokong penggunaan

teknologi tenaga diperbaharui melalui

komunikasi, kolaborasi, bantuan dan

juga pertukaran maklumat dan

kepakaran. Sebagai satu unit yang akan

memainkan peranan utama dalam

mempromosikan penggunaan tenaga

alternatif begini, mereka akan

memastikan bahawa terdapat

pertumbuhan individu dan komuniti

melalui sokongan dan bantuan daripada

sektor swasta ke arah ini.

Masalah pemanasan global telah diambil

berat oleh negara-negara yang menyertai

Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu. Di

konvensyen perubahan iklim (UN

Framework Convention on Climate

Change) pada tahun 1992 di Rio de

Janeiro, beberapa keputusan telah

diambil bagi menetapkan pembebasan

gas rumah hijau pada tahap yang

berpatutan. Protokol Kyoto (Kyoto

Protocol) pada 1997, telah

mengisytiharkan secara formal, garis

panduan bagi memantau pembebasan

gas-gas tersebut dan untuk menetapkan

sasaran dan mekanisme yang diperlukan

bagi kaedah pemantauan tersebut.

4.4 CARA-CARA UNTUK

MENINGKATKAN

KECEKAPAN PENGGUNAAN

TENAGA

4.4.1 Pendahuluan

Ekonomi yang berkembang pesat telah

menyediakan manusia dengan pelbagai

kemudahan yang selesa. Bermacam-

macam jenis alat-alatan dicipta bagi

tujuan ini dan kesemuanya memerlu

kepada tenaga. Setinggi 85% daripada

tenaga yang digunakan di Malaysia

menggunakan kuasa elektrik yang

datangnya daripada sumber minyak,

arang dan gas asli. Sumber-sumber

tersebut merupakan sumber fosil maka

telah mengambil berjuta-juta tahun

untuk menghasilkannya. Sumber ini

juga sedang menyusut dengan pantas

serta tidak boleh diperbaharui maka

menjadi tanggungjawab kita bersama

untuk menggunakannya secara baik dan

tidak membazir.

Dalam aktiviti seharian kita di rumah

ataupun di sekolah terdapat pelbagai

cara untuk kita amalkan penggunaan alat

elektrik secara bijak dan produktif

sekaligus mengurangkan perbelanjaan.

Lampu

▪ lampu kalimantang adalah lebih

kurang 4 kali lebih cekap

daripadapada lampu filamen pijar

yang banyak mengeluarkan haba .

Lampu kalimantang akan tahan 10

kali lebih lama daripada filamen

pijar.

▪ Lampu kalimantang yang

dilengkapkan dengan palang

pengimbang akan tahan lebih lama

daripadapada yang jenis compact.



63

▪ Gunakan cahaya semula jadi

seboleh-bolehnya.

▪ Kawalan pencahayaan boleh

digunakan untuk mengurangkan

cahaya apabila tiada orang,

menyelaras paras pencahayaan

mengikut tugas dan boleh padam

ataupun menetapkan masa untuk

penggunaan.

Penyaman Udara

▪ Pilih unit yang mempunyai kadar

kecekapan tenaga atau ‘Energy

Efficiency Ratio (EER)’ yang

tinggi. Nilai yang baik adalah 10, 11

dan 12.

▪ Jangan tetapkan suhu terlalu rendah

memadai dengan suhu yang selesa

seperti 25˚C.

▪ Tetapkan kelajuan kipasnya pada

tinggi kecuali pada cuaca lembap.

▪ Gunakan kipas bersama supaya

udara sejuk boleh disebarkan

dengan lebih menyeluruh.

▪ Jangan letak lampu ataupun

televisyen berdekatan dengan

termostat unit kerana termostat

mengesan haba daripadanya dan

mengakibatkan penyaman udara

akan beroperasi dengan berlebihan.

▪ Tanam pokok renik bagi meneduh

unit penyaman udara. Unit yang

beroperasi dalam teduh mengguna

10 % kurang tenaga daripadapada

yang berada dalam panas.

▪ Pastikan pintu dan tingkap tertutup

serta lubang-lubang di antara unit

penyaman udara dengan tingkap

dipalam sepenuhnya.

▪ Gunakan tirai, langsir atau bumbung

bagi menghalang kenaikan suhu

oleh pancaran matahari.

Televisyen & Perakam Video

▪ Tutupkan unit-unit jika tiada sesiapa

yang menontonnya.

▪ Jikalau unit dilengkapkan dengan

mode ‘standby’ jangan hidupkannya

terlalu lama kerana masih

menggunakan kuasa elektrik.

▪ Pilih saiz unit yang bersesuaian

dengan keperluan.

Peralatan Dapur

▪ Elak daripada membuka pintu peti

sejuk terlalu lama atau meletak

makanan yang panas di dalamnya.

Lebih tenaga digunakan untuk

menetapkan balik udara sejuk yang

hilang.

▪ Jika boleh pilih peti sejuk yang

mempunyai lebih daripada satu

pintu.

▪ Peti sejuk yang terlalu lama usianya

menggunakan lebih banyak elektrik

daripada yang baru.

▪ Gunakan ketuhar gelombang

sebanyak mana yang boleh kerana

ketuhar biasa menggunakan tenaga

jauh lebih banyak.

▪ Sekira menggunakan dapur gas atau

elektrik, api boleh dipadamkam

sejenak sebelum masakan siap

dimasak kerana proses memasak di

teruskan dengan saki haba yang

tinggal.

▪ Semasa memasak, tutup periuk

dengan penutupnya supaya haba

tidak hilang dan proses memasak

menjadi pendek.



64

▪ Pembasuh mesin yang mempunyai

pintu di hadapan (front loading)

mengguna kurang tenaga jika di

bandingkan dengan unit yang

mempunyai pintu di atas. Unit yang

mempunyai pintu di atas dijangka

mengguna 60% lebih tenaga

daripada unit yang mempunyai pintu

di hadapan.

▪ Sekira boleh gunakan air sejuk

sahaja dan basuh apabila mesin itu

penuh.

Kenderaan

▪ Apabila memilih untuk membeli

kereta buat perbandingan antara

beberapa model berkenaan

penggunaan minyaknya setiap

kilometer.

▪ Pastikan enjin kereta sentiasa di

bersih dan di servis kerana kereta

yang dijaga dengan baik akan

mengguna kurang tenaga.

▪ Amalkan berkongsi kereta sekira

hendak ke tempat yang sama.


▪ Menerangkan maksud penggunaan

cekap dan perbandingannya dengan

pembaziran.

▪ Memberikan panduan bagaimana

hendak meningkatkan penggunaan

alat-alat elektrik di rumah.

▪ Memberikan panduan kepada

perkara-perkara yang harus

diberikan perhatian sekira hendak

memilih alat elektrik ataupun kereta.

4.4.3 Konsep Utama

▪ Sumber tenaga yang tidak di

perbaharui semakin menyusut dan

akan habis.

▪ Penggunaan tenaga perlulah

dilakukan secara cekap dan tanpa

pembaziran.


▪ Menyenaraikan alat-alat elektrik

yang terdapat pada beberapa

kawasan sekolah (makmal & bilik

darjah) serta memberikan

pandangan terhadap usaha untuk

menggunanya dengan lebih cekap

lagi. Pelajar bekerja dalam

kumpulan dan dapatan kumpulan

akan dibentangkan pada kelas.

▪ Lakonan

Pelajar diminta berlakon seolah-olah

memilih beberapa alat elektrik

kerana baru masuk rumah baru.

Pemilihan barang elektrik mestilah

mengambil kira faktor-faktor untuk

memastikan penggunaan elektrik

yang cekap.



▪ Kertas mahjong

▪ Pen marker


▪ Minta pelajar bentuk kumpulan

kecil (1 kumpulan = 4 orang) dan

setiap kumpulan melawat

sebahagian kawasan sekolah yang

telah ditetapkan.



65

▪ Setiap kumpulan kecil mestilah

mencatat semua alat elektrik yang

dijumpainya serta menotakan sedikit

tentang kedudukannya.

▪ Berikan cadangan bagaimana

penggunaannya boleh ditingkatkan

untuk mencapai kecekapan yang

lebih tinggi.

▪ Setiap kumpulan berbincang dan

tulis serta lakarkan pengubahsuaian

yang dijangka perlu untuk alat

elektrik berkenaan pada kertas

mahjong.

▪ Bentangkan dapatan pada kelas dan

bersedia untuk menerima input

daripada kumpulan lain.

Lakonan

▪ Minta pelajar bentuk kumpulan

kecil (1 kumpulan = 4 orang) dan

setiap kumpulan diminta untuk

berlakon membeli barang elektrik

untuk mana-mana kawasan pada

rumah.

▪ Dalam lakonan, pelajar mesti

kenalpasti barang yang hendak

dibeli serta faktor-faktor yang

diambilkira semasa memilih

barangan tersebut.

▪ Kedudukan barang elektrik semasa

penggunaan di rumah mesti

dibincangkan serta cara-cara lain

untuk meningkatkan kecekapan alat

tersebut.


▪ Tenaga yang memberikan kuasa

kepada ciptaan moden banyaknya

datang daripada sumber yang tidak

diperbaharui, maka menjadi

tanggung jawab kita sebagai

pengguna untuk mengguna tenaga

secara baik dan produktif.

▪ Sebenarnya banyak amalan kita

seharian berkenaan penggunaan

tenaga adalah dijalankan tanpa sedar

bahawa sumbernya boleh habis.

▪ Usaha-usaha untuk mencari tenaga

daripada sumber yang diperbaharui

sedang giat dijalankan dan

masyarakat harus sedar dan

menyokong kerja-kerja tersebut.

▪ Sementara itu amalan penggunaan

tenaga kita haruslah diperbaiki

dengan mengambil kira panduan-

panduan yang berkenaan.

Rujukan

K. S. Kannan (2000). Kecekapan tenaga.

Dalam Kamarulazizi Ibrahim &

Zul Azhar Zahid Jamal (eds.)

Tenaga diperbaharui dan

kecekapan tenaga. CETREE.

DOE’s office of codes and standards:

Why buy energy efficient

appliances. Maklumat diperoleh

daripada

www.eren.doe.gov/buildings/

consumer_information

Home electronics. Maklumat diperoleh

daripada http//search.nrel.gov/cce

/query.html

http://www.eren.doe.gov/buildings/



66

4.5 KAEDAH-KAEDAH

MEMPEROLEHI TENAGA

SURIA

Lilia Halim

4.5.1 Pendahaluan

Kita banyak menggunakan tenaga

daripada tenaga elektrik. Pernahkah kita

fikirkan apakah tenaga itu dan dari mana

datangnya? Sumber utama yang

menghasilkan tenaga elektrik ialah

minyak, gas dan arangbatu. Terdapat

jenis sumber tenaga lain yang sedang

dimajukan, antaranya tenaga nuklear

dan sumber gantian seperti matahari,

angin dan pasang surut lautan.

Walaupun begitu minyak masih

mempunyai kedudukan yang penting

dibandingkan dengan sumber tenaga

lain. Sumber minyak diperoleh di perut

bumi dan minyak yang diperoleh itu

mengambil masa ratusan juta tahun

untuk dibentuk. Dunia sedang

menggunakan minyak yang banyak

hingga satu hari nanti, kita tidak dapat

mengeluarkan minyak secepat ia

digunakan. Dan satu hari nanti minyak

akan kekeringan.

Pelbagai usaha telah dijalankan untuk

mengurangkan jumlah minyak yang

mereka gunakan di samping meneroka

sumber gantian yang lain. Satu daripada

sumber tenaga yang berpotensi adalah

matahari..

4.5.2 Matahari

Cahaya matahari merupakan sumber

tenaga yang asas kepada tumbuhan,

binatang dan manusia. Tumbuhan

menggunakan cahaya matahari untuk

membuat makanan. Tumbuhan pula

menjadi makanan kepada binatang.

Tumbuhan dan binatang yang sudah

reput untuk berjuta-juta tahun pula

menghasilkan arang batu, gas dan

minyak yang kita gunakan hari ini.

Selain itu, kita juga menggunakan

cahaya matahari dan haba daripada

matahati untuk mengeringkan ampaian

basuhan kita.

4.5.3 Spektrum Cahaya

Tenaga suria dipindahkan kepada bumi

sebagai cahaya atau gelombang

elektromagnet. Gelombang

elektromagnet yang dihasilkan oleh

matahari merangkumi cahaya nampak

dan juga gelombang ultra ungu dan infra

merah. Keamatan cahaya matahari

meningkat daripada gelombang unltra

ungu kepada gelombang infra merah.

4.5.4 Kaedah memperolehi tenaga

suria

Terdapat dua kaedah yang sering

digunakan untuk memperolehi tenaga

suria: sistem terma suria dan sistem

fotovolta.

▪ Sistem terma suria

Sistem terma suria menukarkan tenaga

suria kepada haba dan menggunakan

haba tersebut untuk melakukan kerja.

Sistem terma suria ini digunakan antara

lain untuk pemanasan bangunan, air dan

juga penjanaan kuasa elektrik.

Terdapat dua jenis sistem pemanasan

bangunan: pasif dan aktif. Bagi sistem

pasif, bangunan atau rumah itu direka

agar jumlah cahaya matahari yang

masuk ke dalam rumah adalah banyak.

Cahaya matahari yang terperangkap

dalam rumah itu akan menghasilkan

haba. Bagi sistem aktif pula, alat khas

seperti pengumpul suria digunakan

untuk mengumpul dan mengagihkan

tenaga suria.

Satu cara adalah dengan menggunakan

satu keping logam yang diberi nama

pengumpul plat datar. Pengumpul

diletakkan di atas bumbung, mengadap

arah kejatuhan matahari yang

maksimum. Paip yang membawa cecair

dipasangkan dibawa pengumpul. Sinar

matahari akan memanas pengumpul dan



67

seterusnya memanas cecair. Tenaga

yang diperoleh perlu disimpan. Cecair

akan mengalir melalui paip ke dalam

tangki. Haba akan mengalir dari cecair

khas ke dalam air. Air yang panas itu

disimpan dalam tangki untuk kegunaan

pada sebelah malam atau pagi. Cecair

yang sejuk akan mengalir semula ke

dalam pengumpul suria, dan menyerap

haba lagi.

Rajah 4.5.1 Pengumpul suria plat datar

untuk pemanasan air

▪ Sel Suria

Cahaya matahari juga boleh digunakan

untuk menghasilkan kuasa elektrik.

Alat yang menukar cahaya matahari

kepada elektrik diberi nama sel fotovolta

(suria). Apabila cahaya menyinar ke

atas sel, arus elektrik akan terhasil. Jika

cahaya matahari digunakan sel itu diberi

nama sel suria. Beberapa sel disambung

untuk membuat satu modul suria, satu

alat yang sangat berguna untuk

membekal tenaga elektrik dalam kapal

angkasa lepas.

Rajah 4.5.2: Telstar II, satelit komunikasi

yang dilancarkan dalam tahun 1963.

Bahagian luarnya terdiri daripada 3,600

sel suria. Sel suria menukar tenaga

cahaya kepada arus elektrik digunakan

untuk berkomunikasi dangan Bumi.


Dalam topik ini, pelajar diharap:

▪ dapat menamakan dua cara

memperoleh tenaga suria

▪ menghasilkan satu cara mengumpul

dan menyimpan tenaga suria

▪ menerangkan cara kerja dan

pembinaan satu pengumpul suria

▪ membahaskan kebaikan dan

kelemahan menggunakan tenaga

suria.

4.5.6 Konsep Utama

▪ Tenaga suria boleh diserap,

dipantulkan dan dipancarkan.

▪ Apabila cahaya diserap oleh sesuatu

objek, objek menjadi lebih panas.

▪ Haba daripada cahaya matahari

boleh digunakan untuk memanas air



68

yang mengalir melalui paip yang

berada di atas bumbung sesebuah

bangunan.

▪ Pengumpul tenaga suria: satu alat

pengumpul tenaga suria dengan

memerangkap cahaya matahari

untuk menghasil tenaga haba. Biasa

alat ini terdiri daripada satu penutup

yang lutsinar yang membenar tenaga

suria masuk, satu pengumpul gelap

yang berlekuk, bahan penebat untuk

menghalang haba bebas keluar dan

beberapa paip yang membawa udara

atau cecair dari dalam pengumpul

ke tempat yang boleh digunakan.

▪ Sel suria: sel yang mengumpul dan

mengubah tenaga suria kepada

tenaga elektrik

4.5.7 Aktiviti pelajar

Terdapat beberapa aktiviti yang boleh

dijalankan untuk mengumpul tenaga

suria. Langkah-langkah pengawasan

perlu ditingkatkan, khususnya, pelajar

dinasihati tidak melihat terus matahari

dan elak menyinar cahaya kepada orang

lain semasa menjalankan aktiviti

tersebut.

▪ Aktiviti 1

Mengumpul tenaga haba pada

permukaan kepingan yang pelbagai

warna

▪ Aktiviti 2

Membina alat pengumpul untuk

mengumpul tenaga suria

▪ Aktiviti 3

Membuat satu projek membina satu

unit pemanasan air

▪ Aktiviti 4

Mengumpul tenaga suria secara

terus menggunakan cermin

lengkung atau kanta untuk

pembakaran

▪ Aktiviti 5

Menguji sama ada sudut di anatara

cahaya matahari yang mengena sel

suria mempengaruhi arus eletrik

yang dihasilkan.

4.5.8 Bahan

4 kepingan aluminium yang nipis (yang

dikilat dan diwarna gelap, merah dan

puteh) atau botol berisi air yang

diwarnakan di bahagian luar dengan

warna hitam, puteh, merah dan kuning.

4 jangkasuhu (0 – 100o), sel suria, meter

DC, jangkasudut, tiub kuprum, kertas

aluminium, penyangkut baju, kotak

kosong, kadbod, kertas hitam, kertas

lutsinar, tape, skru, sumber cahaya

100W.


▪ Aktiviti 1

Tujuan aktiviti ini adalah untuk

menunjukkan tenaga suria boleh

dikumpulkan dalam bentuk tenaga

haba. Tenaga haba yang

dikumpulkan bergantung pada

beberapa faktor seperti:

o Warna kepingan (warna botol)

o keadaan udara sekeliling

Langkah untuk aktiviti tersebut adalah

seperti berikut:

1. Sediakan beberapa kepingan (atau

botol berisi air) yang diwarnakan

permukaan (atau dinding botol)

dengan warna hitam, hijau, merah

dan puteh.

2. Letakkan kepingan tersebut supaya

permukaannya terdedah ke

matahari.

3. Sediakan jangkasuhu di belakang

kepingan untuk membaca suhu di

sekelilingnya.

4. Ambil suhu pada awal ujikaji dan

beberapa minit (setengah jam)

selepas itu, bergantung kepada

keadaan cuaca.



69

5. Ulang ujikaji di atas dengan

menggunakan kepingan yang

berwarna hitam tetapi keadaan udara

di sekeliling kepingan berbeza.

6. Satu kepingan disandarkan dalam

kotak supaya udara di sekelilingnya

tidak bebas bergerak dan satu lagi

kedudukan menghadapi matahari

tetapi udara di kelilingnya bebas

bergerak.

7. Dapatkan suhu keliling kotak

tersebut.

8. Pelajar diminta membuat rumusan

daripada hasil yang diperoleh serta

implikasi pengumpulan tenaga suria.

▪ Aktiviti 2

Tujuan aktiviti ini adalah untuk

membina dua jenis pengumpul suria

yang mudah dan membandingkan

fungsinya sebagai pengumpul.

Pengumpul Aluminium

1. Ukur suhu udara

2. Ambil sehelai kertas aluminium

sepanjang 50 cm dan buatkan

satu corong.

3. Letakkan satu jangakasuhu

dalam lubang dihujung corong

aluminium dan rekodkan suhu

untuk beberapa minit di bawah

sumber cahaya.

4. Rekodkan data dalam Jadual 4.1

Jadual 4.1

Masa (minit) Suhu (o Celsius)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Selepas anda mengambil ukuran yang

terakhir, cuba letakkan jari anda

dihujung bawah corong tadi. Adakah

anda merasa sebarang haba (tenaga)?

▪ Soalan refleksi

1. Adakah terdapat perubahan suhu?

2. Apakah bacaan suhu yang paling

rendah?

3. Apakah bacaan suhu yang paling

tinggi?

4. Bagaimanakah keputusan anda

jika anda memegang corong

tersebut?

Pelajar boleh melihat, jika kesempatan

jenis-jenis dan kedudukan pengumpul

suria di rumah-rumah awam yang

disebutkan (pemanas air suria).

▪ Pengumpul kotak

1. Tutupkan bahagian dalam kotak

kosong anda dengan sekeping kertas

hitam?

2. Letakkan sebatang jangkasuhu

dalam kotak tersebut.

3. Tutupkan bahagian terbuka kotak

dengan sekeping plastik yang

lutsinar. Tampalkan bahagian tepi

plastik pada kotak.

4. Letakkan kotak tersebut dengan satu

lagi jangkasuhu di bawah sumber

cahaya.

5. Selepas 5 minit, bacakan suhu pada

kedua-dua jangkasuhu

6. Ulang ujikaji untuk 5 minit lagi,

bacakan suhu pada kedua-dua

jangkasuhu.

▪ Soalan refleksi

1. Jangkasuhu yang manakah

mempunyai bacaan suhu yang lebih

tinggi selepas 5 minit pertama?

2. Apakah kegunaan kertas hitam?

Apakah yang telah dilakukan oleh

kertas hitam itu?

3. Perbandingan antara pengumpul

aluminium dengan pengumpul kotak



70

Bandingkan suhu jangkasuhu untuk

kedua-dua pengumpul pada masa 5

minit?

Adakah terdapat perbezaan bacaan

dalam suhu bagi jangkasuhu-

jangkasuhu tersebut?

Dapatkah anda buat kesimpulan

bahawa satu jenis pengumpul adalah

lebih baik daripada jenis yang lagi

satu?

▪ Aktiviti 3

Tujuan aktiviti ini ialah meminta

pelajar menjalankan satu projek

bagaimana membina satu unit

pemanas air suria.

1. Guru meminta pelajar menggunakan

pusat sumber atau mencari

maklumat melalui internet,

bagaimana membina satu pemanas

(air) suria yang mudah.

2. Satu contoh membentuk satu

pemanas air adalah seperti berikut:

▪ Sediakan satu tiub kuprum yang

dibengkokkan secara berhati-

hati dalam bentuk `S’ supaya

tiada bahagian yang kemek.

▪ Letakkan tiub kuprum itu ke

atas satu keping logam,

`galvanized’ dan paterikannya

ke atas kepingan itu.

▪ Sembur logam dan tiub itu

dengan cat hitam (lihat Rajah

4.5.3a)

Rajah 4. 5.3a. Penyediaan pengumpul

pemanas air

▪ Dapatkan satu kotak untuk

memuatkan kepingan logam

bersama tiub kuprum (pengumpul).

▪ Masukkan pengumpul ke dalamnya.

▪ Tebukkan lubang untuk

mengeluarkan bahagian hujung

kedua tiub.

▪ Letakkan bahan penebat di bahagian

bawah kotak, sebelum meletakkan

pengumpul.

▪ Gunakan tape untuk melekatkan

pengumpul dengan padat ke dalam

kotak.

▪ Letakkan satu keping plastik lutsinar

untuk menutup bahagian atas kotak.

Gunakan tape supaya penutup

mudah ditutup dengan ketat dan

juga dikeluarkan.

▪ Sediakan satu sistem aliran air

melalui tiub dan letakkan

pengumpul menghadap matahari.

(lihat Rajah 4.5.3b)

Rajah 4.5.3b: Pemanas suria air dan

bahagian-bahagiannya.



71

▪ Sediakan satu jadual untuk merekod

data seperti berikut:-

Suhu air sebelum: ______________

Suhu air

selepas 30 minit: ______________

Suhu air

selepas 1 jam: ______________

▪ Aktiviti 4

Tujuan aktiviti adalah untuk

menunjukkan tenaga suria boleh

dikumpul dengan satu alat

pengumpul berbentuk parabola.

1. Sediakan satu tepian (trough)

berbentuk parabola dengan

menggunakan satu kadbod seperti

dalam Rajah 4.5.4a.

Rajah 4.5.4a: Tepian berbentuk parabola

2. Letakkan satu kepingan nipis

aluminium (aluminium foil) ke atas

board poster.

3. Bengkokkan board poster dan

lekatkan kepada kedua-dua hujung

yang bengkok itu.

4. Letakkan board itu ke rangka kotak

menggunakan `nuts dan bolts’.

Pastikan board boleh bergerak tetapi

dapat kekal pada sesuatu

kedudukan.

5. Buat lubang pada kedua hujung titik

fokus board itu.

6. Gunakan satu penyangkut baju dan

bengkokkan sedikit di satu hujung

sebagai pemegang dan lalukan

dawai menerusi satu titik fokus

board. Boleh cucukkan karipap ke

atas dawai. (lihat Rajah 4.5.4b)

Rajah 4.5.4b: Mengumpul tenaga suria

untuk memasak makanan

7. Halakan pemasak suria agar

permukaan parabola itu menghadapi

matahari

8. Laraskan parabola itu sehingga

permukaan aluminium itu memokus

tenaga suria ke atas karipap.

9. Tunggu sehingga karipap itu masak

10. Cuba lihat beberapa lama karipap

itu masak. Adakah anda perlu

menggerakkan pemanas itu untuk

mempastikan tenaga suria terfokus

ke atas karipap itu?

▪ Aktiviti 5

Tujuan aktiviti adalah untuk

menunjukkan sudut di antara cahaya

matahari dengan sel suria

mempengaruhi nilai arus elektrik yang

dihasilkan.

1. Soalan eksperimen: Adakah sudut di

antara cahaya matahari dengan sel



72

suria mempengaruhi nilai arus

elektrik yang dihasilkan.

Hipotesis: Saya rasa ________________

________________________________

2. Sambungkan meter (dc) kepada sel

Suria.

3. Andaikan aras tanah sebagai dasar,

condongkan sel suria menghadap

matahari.

4. Rekodkan bacaan pada meter.

5. Ulangi langkah 2-3 untuk lima sudut

yang berlainan.

6. Rekodkan bacaan anda pada Jadual

4.2

Jadual 4.2

Sudut Bacaan Meter

▪ Soalan refleksi

1. Bacaan sudut manakah yang

menghasilkan bacaan meter yang

tertinggi?

2. Hipotesis saya adalah: Benar atau

Salah kerana

________________________________

________________________________


Perbincangan dimulakan dengan melihat

mengapa tenaga suria dikelaskan

sebagai sumber tenaga boleh

diperbaharui. Di Malaysia contohnya,

setiap hari kita akan menerima cahaya

matahari (dari 7.00 pagi hingga 7.00

petang). Perbandingan boleh dibuat

dengan sumber tenaga yang tidak boleh

diperbaharui dan sumber tenaga yang

boleh diperbaharui untuk tujuan

pengelasan. Kebaikan tenaga suria

adalah tenaga ini tidak menghasilkan

pencemaran air mahupun udara. Pada

masa yang sama, bekalan tenaga suria

juga tidak terhadnya.

Pelajar boleh digalakkan berfikir

mengenai bagaiamana tenaga suria

dapat mengurangkan kos penggunaan

tenaga khususnya untuk penggunaan

pemanasan air di rumah kediaman dan

hotel. Sebagai contoh, hotel boleh

menjimatkan separuh daripada

penggunaan tenaga elektrik, jika tenaga

suria dapat digunakan untuk

memanaskan air. Selain itu, tenaga

suria juga digunakan untuk menjana

elektrik untuk kegunaan papan tanda

untuk makluman kepada penggunaan

lebuhraya yang panjang seperti

sepanjang jalan raya utara selatan.

Pelajar juga boleh diminta memikirkan

mengapa penggunaan sel suria lebih

praktikal untuk menjana tenaga elektrik

daripada tenaga suria?

Tenaga matahari tidak dapat

dikumpulkan sepanjang 24 jam (satu

hari) dan keamatan tenaga suria yang

dikumpul bergantung kepada kedudukan

matahari dan pengumpul selain daripada

kecekapan alat pengumpul tenaga suria

(contoh alat pengubah tenaga).

Bincangkan bagaimana dan usaha yang

perlu dijalankan untuk mengatasi

masalah ini.

Pelajar digalakkan berfikir bagaimana

dengan penggunaan tenaga suria dan

pembekalan tenaga elektrik dapat

membantu tempat terpencil dan

pendalaman menikmati kualiti

kehidupan rakyat tempatan dan sejagat.

Bincang “bagaimana pelajar dan saintis

dapat meneroka sumber suria untuk

keamanan dunia?”



73

4.6 TEKNOLOGI TENAGA YANG

DIPERBAHARUI

4.6.1 Pendahaluan

Isu pencemaran alam sekitar seperti

hujan asid, pemanasan global, dan

pembocoran radioaktif yang dihasilkan

oleh aktiviti manusia didalam menjana

tenaga daripada sumber-sumber

konvensional seperti arang batu,

petroleum dan nuklear telah mendorong

penduduk dunia mencari alternatif

kepada sumber-sumber tenaga yang

baru. Alternatif kepada sumber tenaga

konvensional adalah dengan

membangunkan teknologi tenaga

diperbaharui. Tenaga diperbaharui

adalah sumber tenaga yang boleh diganti

segera atau sumber tenaga yang tidak

mungkin habis digunakan, contohnya

tenaga suria, kuasa hidro, angin, ombak,

geoterma, dan biojisim. Manakala

tenaga yang tidak diperbaharui

merupakan sumber tenaga yang boleh

mengalami kesan penyusutan jika ianya

digunakan secara berterusan contohnya,

sumber daripada petroleum, arang batu,

dan gas asli.

Tenaga diperbaharui dikategorikan

sebagai sumber tenaga primer iaitu

daripada kesemua sumber-sumber

tenaga berkenaan boleh menghasilkan

tenaga sekunder yang paling penting

iaitu tenaga elektrik.

4.6.2 Sumber tenaga diperbaharui:

Fakta-fakta asas, kebaikan

dan kelemahan

▪ Tenaga suria

Bermula daripada matahari, dalam

bentuk tenaga sinaran yang dipancarkan

ke bumi dengan kelajuan cahaya (3.0 x

10-8 ms-1). Tenaga sinaran daripada

matahari diserap di permukaan bumi

bagi menghasilkan tenaga yang

dikehendaki misalnya tenaga haba dan

tenaga elektrik. Kawasan keamatan

penerimaan sinaran matahari berbeza

mengikut benua, ia bergantung pada

faktor jumlah hari siang, jenis musim,

keadaan awan, dan kedudukan dari

khatulistiwa. Dua penggunaan utama

tenaga suria ialah penghasilan sistem

pemanas di rumah. Dua jenis sistem

pemanas suria iaitu sistem aktif dan

pasif. Di dalam sistem aktif alat

pengumpul suria digunakan sebagai alat

untuk mengumpul dan mengagih tenaga

suria, mana kala sistem pasif pula tenaga

haba dihasilkan melalui pengumpulan

sinaran matahari secara terus dan

diperangkap oleh panel suria.

Penggunaan utama seterusnya

ialah penghasilan elekrik dari tenaga

suria. Sel fotovolta digunakan dalam

penghasilan tenaga elektrik pada

peralatan seperti permainan, kalkulator,

talipon, dan lain-lain. Cara lain

penghasilan tenaga elektrik melalui

sistem terma suria, di mana sinaran suria

ditumpu kepada alat penerima supaya

dapat memanaskan secara melampau

cecair bagi menghasilkan stim dan

seterusnya stim berkenaan dapat

menjalankan penjana elektrik.

▪ Kebaikan Tenaga Suria:

o Sumber yang tak terhingga.

o Tidak menghasilkan

pencemaran air dan udara.

▪ Kelemahan Tenaga Suria:

o Tidak effektif dalam kos

perbelanjaan.

o Memerlukan sistem

penyimpanan dan “backup”

o Bergantung kepada keadaan

cuaca

▪ Kuasa Hidro

Kuasa hidro dihasilkan melalui daya

yang dihasilkan oleh gerakan air. Kuasa

hidro dikatakan sumber tenaga yang

diperbaharui kerana sumber air sentiasa

berterusan secara tetap melaui proses

kitaran penghasilan air. Tujuan dibuat

empangan ialah supaya dapat



74

menghasilkan tenaga keupayaan yang

tinggi pada air dan seterusnya ditukar

kepada tenaga kinetik yang tinggi bagi

menggerakkan turbin yang dibina pada

aliran sempit di sesuatu empangan

elektrik hidro. Aliran air akan melalui

turbin atau roda air bagi menukarkan

tenaga kinetik air kepada tenaga

mekanikal. Pergerakan secara mekanikal

daripada turbin digunakan bagi

menjalankan penjana yang dapat

menjana tenaga elektrik.

▪ Kebaikan Kuasa Hidro:

o Bersih, selamat, dan tidak

terhad.

o Mudah disimpan di dalam

empangan takungan.

o Murah berbanding petroleum.

o Wujud kawasan rekreasi.

▪ Kelemahan Kuasa Hidro:

o Terpaksa menenggelamkan

sesuatu kawasan.

o Bergantung sepenuhnya pada

sumber air

o Empangan yang bermutu dan

selamat perlu dibina.

▪ Tenaga Angin

Tenaga angin dihasilkan oleh aliran

angin disebabkan terdapat perbezaan

suhu pada sesuatu kawasan di

permukaan bumi. Aliran angin yang

kuat akan memusingkan kipas bagi

menggerakan penjana bagi menjana

tenaga elektrik. Dua jenis struktur kipas

yang digunakan iaitu struktur kipas

mendatar; seperti kipas kapal terbang.

Struktur ke dua ialah struktur kipas

menegak; seperti bentuk alat pemukul

telur. Bentuk kipas menegak lebih

mudah diselenggarakan kerana ia dapat

berpusing tanpa bergantung kepada arah

angin dan ini berbeza dengan struktur

kipas mendatar yang hanya akan

berputar jika arah angin dari arah

bertentangan. Namun demikian struktur

kipas mendatar mampu menjana lebih

tenaga elektrik berbanding struktur

kipas menegak.

▪ Kebaikan Tenaga Angin:

o Sumber tenaga yang percuma.

o Tidak menghasilkan

pencemaran.

o Kawasan disekitar kipas boleh

diusahakan.

▪ Kelemahan Tenaga Angin:

o Memerlukan sejumlah angin

yang konsisten.

o Memerlukan kawasan terbuka

yang luas.

o Pencemaran bunyi dan

menggangu permandangan.

▪ Tenaga Geoterma

Tenaga Geoterma dihasilkan daripada

tenaga haba yang tersimpan di dalam

perut bumi. Tenaga geoterma yang

kerap digunakan ialah tenaga



75

hidroterma. Tenaga hidroterma

mengandungi dua bahan asas: air dan

haba. Air didasar bumi bersentuhan

dengan batu yang panas lalu

menghasilkan stim. Stim yang

memancut keluar dari perut bumi dapat

menjalankan turbin untuk menjana

tenaga elektrik.

▪ Kebaikan Tenaga Geoterma:

o Sumber tenaga yang tak

terhingga.

o Tiada pencemaran air dan udara.

▪ Kelemahan Tenaga Geoterma:

o Kos perbelanjaan yang tinggi.

o Kos penyelenggaraan yang

tinggi akibat hakisan oleh haba

dari stim.

o Berunsur setempat.

▪ Biojisim

Biojisim merujuk pada bahan organik

yang boleh ditukar kepada tenaga.

Biojisim dikatakan sumber tenaga yang

diperbaharui kerana bekalan asas

biojisim boleh disediakan dalam masa

yang singkat dari hasil pertanian dan

penternakan. Semua sumber biojisim

adalah dari tenaga suria. Tenaga yang

disimpan dari sumber biojisim adalah

menerusi dari proses fotosintesis

tumbuh-tumbuhan. Bahan biojisim

mengandungi elemen karbon dan

hidrogen yang dihasilkan dari bahan

organik daripada kayu dan produk

pertanian, buangan perpejal, gas

terpendam, dan alkohol. Biojisim boleh

digunakan untuk menghasilkan metana

secara pemanasan atau penghadaman

anerobik selain dari itu gabungan gas

karbon monoksida dan hidrogen juga

boleh dihasilkan daripada bahan

biojisim. Penghasilan biojisim adalah

lebih kepada mencari alternatif kepada

bahan bakar konvensional seperti

petroleum kerana suber biojisim tidak

praktikal dari segi kos di dalam

penghasilan tenaga elektrik.

▪ Kelebihan Biojisim:

o Menggalakan kitar semula dari

bahan pertanian dan ternakan.

o Menghalang dari menjalankan

aktiviti pembakaran secara

terbuka.

▪ Kelemahan Biojisim:

o Kesan sampingan daripada

bahan biojisim mewujudkan

pencemaran udara.

o Tidak kos effektif bagi

menghasilkan tenaga elektrik

yang besar.


Pada akhir pengajaran diharapkan

pelajar akan dapat:

▪ Menyatakan secara definisi maksud

Tenaga Diperbaharui.

▪ Menyenaraikan sumber tenaga

diperbaharui.

▪ Menerangkan secara ringkas

penghasilan tenaga elektrik daripada


▪ Menyatakan kebaikan dan

kelemahan penghasilan penghasilan



76

tenaga daripada sumber tenaga

diperbaharui.

▪ Menghasilkan satu model penjana

elektrik daripada kuasa angin /hidro.

▪ Menghasilkan gas daripada bahan

biojisim.

4.6.4 Konsep Utama

Konsep utama yang terlibat dalam topik

ini ialah konsep pengabadian tenaga

iaitu tenaga tidak boleh dihapuskan

tetapi ia boleh ditukar kepada bentuk-

bentuk tenaga yang lain. Sumber tenaga

yang diperbaharui boleh dikategorikan

sebagai sumber tenaga primer atau

tenaga input bagi menghasilkan tenaga

sekunder sebagai produk akhir (tenaga

elektrik, haba dan lain-lain) .

▪ Aktiviti Pengajaran

o Aktiviti 1: Pameran poster

penghasilan tenaga daripada

sumber tenaga diperbaharui di

kawasan dinding makmal.

o Aktiviti 2: Membina penjana

berkuasa angin/hidro yang

mudah bagi menghasilkan

tenaga elektrik.

o Aktiviti 3: Penghasilan dan

pengumpulan gas dari bahan

biojisim.

4.6.5 Bahan-Bahan

▪ Aktiviti 1: (Untuk setiap kumpulan)

o Bahan-bahan bacaan untuk

rujukan.

o Laman web dari internet.

o Kertas manila atau kertas

majong.

o Alat-alat tulis


o 1 gulung dawai berpenebat #28

o 2 kadbod tebal atau fly wood.

o gam kayu.

o 2 paku 1”

o 1 magnet 1”

o ½” x 4 potongan logam

o 1 diod jenis N34A

o 8 cawan kertas.

o dawai penyambung

o 1 galvanometer


o Beberapa bahan biojisim yang

dibawa oleh pelajar.

o 1 kelalang kon.

o 1 tiub penyambung kaca

o 1 tabung uji

o kapas

o 1 gabus penutup kelalang


▪ Aktiviti 1: Pameran

o Bahagikan pelajar kepada 5

kumpulan mengikut sumber

tenaga yang diperbaharui.

o Guru memberikan panduan format

pameran yang akan dijalankan.

o Pelajar berbincang tentang

pencarian bahan dan guru sebagai

fasilitator.

o Wakil kumpulan akan

menerangkan penghasilan tenaga,

kebaikan dan kelemahan

berdasarkan bahan pameran

kumpulan mereka.

o Pelajar daripada kumpulan lain

dan guru memberikan komen.

o Biarkan bahan pameran di dinding

makmal sehingga tamat topik

tenaga.

▪ Aktiviti 2: Penghasilan penjana

kuasa angin/hidro.

o Sediakan alat radas seperti rajah di

bawah.



77

o Guru perlu menerangkan

bagaimana menghasilkan

gelungan solinoid dari gulungan

dawai berpenebat kepada

pelajar.

o Guru perlu membantu pelajar

memateri diod pada radas.

o Apabila binaan radas telah

lengkap arahkan pelajar supaya

menggerakkan turbin dengan

menggunakan air atau angin.

Minta pelajar menguji

kewujudan arus elektrik dengan

menggunakan galvanometer.

o Soalan-soalan yang perlu

dikemukakan kepada pelajar:

Nyatakan peranan bahagian alat

radas di dalam penjana?

Bagaimana kamu tahu tenaga

elektrik telah dijanakan?

Apakah jenis arus elektrik yang

dihasilkan oleh penjana?

Apakah jenis arus elektrik yang

dikesan oleh galvanometer?

▪ Aktiviti 3: Penghasilan dan

pengumpulan gas dari bahan

biojisim.

o Guru mengagihkan kumpulan

mengikut bahan biojisim yang

mereka bawa (cth: hampas

kelapa sawit, tahi lembu, daun

kering, sisa makanan, dan tahi

ayam).

o Bahan biojisim yang dibawa

oleh mereka dicampurkan

dengan air dan dimasukan ke

dalam kelalang kon.

o Susunan alat radas adalah

seperti rajah di bawah.

o Selepas seminggu minta pelajar

catatkan pemerhatian

penghasilan dan penggumpulan

gas yang dihasilkan secara

biojisim.

o Minta pelajar nyatakan ciri-ciri

gas yang terkumpul.

o Buat ujian penyalaan bagi gas

yang telah dihasilkan.

o Minta pelajar buat cadangan

tentang keberkesanan

penghasilan gas daripada bahan

biojisim mereka contohnya

memasukkan bahan pemangkin

tertentu supaya mencepatkan

penghasilan gas.


Kesedaran terhadap alam sekitar amat

penting dalam kalangan masyarakat bagi

mewujudkan susana kehidupan yang

bersih dan selesa. Pencemaran alam

sekitar disebabkan oleh penghasilan

sumber tenaga berasaskan petroleum,

arang batu telah membawa kegelisahan

kepada penduduk dunia terhadap impak

yang mereka akan hadapi pada masa

akan datang.

Polisi penggunaan tenaga di sesuatu

negara berkait rapat dengan implikasi

ekonomi sesebuah negara. Pada masa

kini penggunaan tenaga yang

berteknologi tenaga diperbaharui lebih

giat diusahakan oleh negara-negara

maju, manakala negara-negara miskin

air Campuran

Biojisim dan air

Penutup kelalang

Tiub penyambung

kaca

Gas yang terkumpul



78

dan sedang membangun masih

mengamalkan penghasilan tenaga dari

sumber yang konvensional. Tujuan

utama penggunaan tenaga diperbaharui

adalah untuk mencari alternatif kepada

sumber tenaga yang konvensional yang

semakin kehabisan dan sering

mengalami krisis penurunan dan

kenaikan harga.

Objektif akhir daripada pembelajaran ini

adalah diharapkan pelajar dapat

menjelaskan kepada masyarakat umum

khasnya keluarga mereka tentang

kepentingan amalan kitar semula,

penjimatan sumber tenaga, dan

merangsang minda pelajar dalam

mencari alternatif kepada penggunaan

tenaga selain bahan petroluem .

4.7 PRINSIP SEL SURIA

4.7.1 Pendahuluan

Sel suria berfungsi untuk menukar

cahaya matahari kepada kuasa elektrik

secara langsung. Sebelum kita melihat

bagaimana sel suria berfungsi mengubah

cahaya matahari kepada kuasa elektrik,

adalah wajar kita melihat bahagian-

bahagian penting sel suria dan

fungsinya. Bahagian yang paling asas

pada sel suria ialah ia terdiri daripada

lapisan semikonduktor jenis p dan n.

Bahagian atas (depan) sel suria terdiri

daripada sentuh aluminium bertujuan

untuk mengumpul elektron daripada

semikonduktor dan mengalirkan

elektron sebagai arus elektrik kepada

beban. Untuk melengkapkan litar,

terdapat sentuh aluminium dibahagian

belakang lapisan semikonduktor. Sel

suria juga diselaputi dengan

antipantulan salutan agar cahaya tidak

dipantul di permukaan sel. Untuk

mengelakkan sel itu daripada hakisan air

dan angin, bahagian atasnya ditutup

dengan kaca atau sebarang penutup yang

lutsinar. Bahagian-bahagian ini

ditunjukkan pada Rajah 4.7.1.

Rajah 4.7.1: Bahagian-bahagian penting

sel suria.

Cahaya matahari terdiri daripada foton.

Bila foton menghentam sel suria, foton

mungkin dipantul, diserap atau menerusi

sel suria. Hanya foton yang diserap

menghasilkan arus elektrik. Foton yang

diserap memindahkan tenaga kepada

elektron yang berada pada jalur valens.

Elektron yang menerima tenaga ini akan

teruja kepada paras tenaga baru iaitu

pada jalur konduksi. Pada masa yang

sama, elektron yang meninggalkan

posisi awalnya pada jalur valens

menghasilkan lohong.

Elektron bebas yang terkumpul pada

bahagian depan sel suria akan

menghasilkan ketidakseimbangan

elektron di antara permukaan depan dan

belakang lapisan semikonduktor.

Apabila kedua-dua lapisan disambung

dengan wayar penyambung, arus

elektrik mengalir dari bahagian negatif

kepada positif.(lihat Rajah 4.7.2).



79

Rajah 4.7.2: Apabila foton diserap oleh

sel suria, pasangan elektron dan lohong

tebentuk, elektron bergerak ke arah

semikonduktor jenis n manakala lohong

bergerak ke semikonduktor jenis p.

Sel suria biasanya berupa bentuk bulat

atau kepingan empat segi yang

ketebalannya ialah 1/50 daripada 1 inci.

Secara praktis, beberapa kepingan sel

suria disambung di antara satu sama lain

untuk membentuk modul bagi

menghasilkan kuasa yang lebih tinggi.

Modul merupakan blok asas kepada

sesuatu sistem sistem sel suria. Untuk

menghasilkan kuasa yang beberapa

kilowatt, beberapa modul digabungkan

untuk membentuk susunatur.

Sistem sel suria yang paling kecil boleh

diperhatikan pada kalkulator sel suria

dan juga jam tangan. Sistem kuasa

elektrik suria yang lebih besar

digunakan untuk mengepam air bagi

tujuan pengairan, lampu rumah,

telekomunikasi dan sebagai sumber

kuasa satelit.

Kebaikan teknologi sel suria adalah:

Tenaga elektrik yang dihasilkan oleh sel

suria tidak menghasilkan gas rumah

hijau. Pada masa yang sama, teknologi

sel suria mempunyai sedikit sahaja

bahagian yang bergerak maka teknologi

ini tidak memerlukan kos pengendalian

yang tinggi. Penjanaan tenaga elektrik

adalah sangat unggul bagi kawasan-

kawasan pedalaman.

Walau bagaimanapun, penjanaan tenaga

elektrik dari sel suria pada mulanya

akan melibatkan kos tinggi. Pada masa

yang sama, teknologi ini memerlukan

kawasan lapang yang agak besar.


▪ Pelajar dapat menerangkan prinsip

sel suria.

▪ Pelajar dapat mengenalpasti kesan

amuan cahaya matahari terhadap sel

suria.

▪ Pelajar dapat mengenalpasti kesan

jarak gelombang cahaya ke atas sel

suria

▪ Pelajar dapat melaporkan pelbagai

sistem sel suria yang diaplikasikan

dalam kehidupan seharian.

4.7.3 Konsep utama

▪ Sel suria menukar cahaya matahari

kepada arus elektrik secara terus.

Apabila cahaya matahari

menghentam sel suria, terdapat

elektron dibebaskan dari petala

orbitnya. Elektron yang bebas ini

bergerak melalui semikonduktor dan

seterusnya mengalir keluar ke litar

sebagai arus elektrik.

▪ Semikonduktor- bahan yang

mempunyai sifat kekonduksian

antara konduktor dengan penebat.

Pada suhu yang tinggi, ia bersifat

sebagai konduktor manakala pada

suhu yang rendah ia bertindak

sebagai penebat.

▪ Semikonduktor jenis n- Bahan ini

telah didopkan dengan bendasing.

Hasil pendopan, semikondutkor

jenis n mempunyai elektron yang

berlebihan. Elektron berlebihan ini

memainkan peranan dalam

pengaliran elektrik.

▪ Semikonduktor jenis p- Hasil

pendopan, menyebabkan bahan ini



80

kekurangan elektron. Kekurangan

elektron ini dikenali sebagai lohong.

▪ Foton-foton ialah zarah-zarah

tenaga suria.

▪ Kecekapan sel suria- kekadaran

cahaya matahari yang mampu

ditukarkan kepada tenaga elektrik.

▪ Jalur valens diisi oleh elektron

valens bertenaga rendah.

▪ Jalur konduksi terdiri daripada

elektron konduksi yang bebas

bertenaga tinggi.


▪ Aktiviti 1

Tayangan video mengenai animasi

prinsip sel suria. Pelajar menyusun

semula ayat tentang prinsip sel

suria.

▪ Aktiviti 2

Melakukan eksperimen untuk

melihat kesan jumlah cahaya

matahari terhadap sel suria.

▪ Aktiviti 3

Melakukan eksperimen untuk

melihat kesan jarak gelombang

cahaya terhadap sel suria.

▪ Aktiviti 4

Megumpulkan maklumat tentang

pelbagai sistem sel suria yang

diaplikasikan pada kehidupan

seharian.

4.7.5 Bahan

Teks tentang prinsip sel suria, sel atau

kepingan sel suria, ammeter,

penyambung wayar elektrik, kepingan

kadbod hitam dan penapis bewarna.


▪ Aktiviti 1

1. Pelajar menonton video tentang

cara-cara sel suria berfungsi. Video

animasi sel suria ini boleh

diperolehi pada alamat web:

http://www.eren.doe.gov/pv/video.h

tml atau http://www.txu.com

2. Pelajar diberikan teks tentang

prinsip sel suria. Ayat pada teks

dicampuradukkan.

Sebagai contoh :

Elektron yang menerima tenaga ini akan

teruja kepada paras tenaga baru iaitu

pada jalur konduksi.

Arus ini mengalir kepada sentuh

aluminium yang berada pada bahagian

atas sel suria terus ke beban yang

berada di litar luar dan balik semula ke

lapisan semikonduktor jenis p.

Foton yang diserap memindahkan

tenaga kepada elektron yang berada

pada jalur valens.

3. Pelajar dikehendaki menyusun

semula ayat itu megikut urutan yang

sesuai.

▪ Aktiviti 2: Eksperimen tentang

kesan amaun cahaya matahari ke

atas sel suria.

1. Sambungkan sel suria kepada

ammeter seperti yang ditunjukkan

pada Rajah 4.7.3.

Rajah 4.7.3: Menentukan kesan amaun

cahaya ke atas sel suria

2. Tutup sebahagian sel suria dengan

kadbod berwarna hitam.



81

3. Ukur keluasan bahagian yang

ditutup.

4. Sinarkan sel suria dengan sumber

cahaya atau sinar suria.

5. Rekodkan bacaan pada ammeter.

6. Ulang eksperimen, dengan

meningkatkan keluasan bahagian

yang sel suria yang ditutup

7. Ulang eksperimen dengan menutup

ditempat-tempat yang berlainan

pada sel suria.

Contoh: Jadual untuk merekodkan data:

Keluasan yang ditutup berlainan.

Keluasan Bacaan ammeter

8 x 8 cm

10x10 cm

12x 12 cm

Bahagian sel suria yang ditutup

Bahagaian yang

ditutup

Bacaan ammeter

Hampir dengan

penyambung wayar

Hanya bahagian

tengah sel

Hanya bahagian tepi

sel

▪ Soalan Refleksi

1. Bagaimanakah bacaan ammeter

berubah dengan keluasan sel yang

ditutup?

2. Bagaimanakah bacaan ammeter

berubah dengan kawasan sel yang

ditutup?

▪ Aktiviti 3: Eksperimen tentang

kesan jarak gelombang cahaya

terhadap sel suria.

1. Sambungkan sel suria kepada

ammeter.

2. Rekodkan bacaan pada ammeter.

3. Tutupkan sel suria dengan sekeping

transparensi berwarna seperti yang


4. Sinarkan sel suria dan rekodkan

bacaan pada ammeter.

5. Ulang eksperimen dengan

tranparensi berwarna yang lain.

Rajah 4.7.4: Kesan jarak gelombang

cahaya berlainan terhadap sel suria.

Jadual Merekodkan Data

Warna Bacaan Ammeter

Cahaya matahari

Merah

Kuning

Biru

Hijau

Hitam

▪ Soalan Refleksi

1. Warna apakah yang memberikan

bacaan ammeter yang paling besar?

2. Warna apakah yang memberikan

bacaan ammeter yang paling kecil?

▪ Aktiviti 4: Mengumpul maklumat

tentang aplikasi sel suria dalam

kehidupan seharian.

1. Pelajar dibahagikan kepada

kumpulan dengan 4 ahli dalam satu

kumpulan.

2. Setiap kumpulan diberikan topik

tertentu.

3. Topik-topik tentang sistem sel suria

boleh terdiri daripada:

Sistem sel suria mudah

Sistem sel suria untuk kawasan

terpencil

Sistem sel suria untuk industri

teknologi yang tinggi

4. Pelajar dikehendaki mengestrak

maklumat daripada bahan bacaan

berkaitan dengan topik mereka.



82

5. Soalan bimbingan untuk setiap

kumpulan ialah:

Memerihalkan sistem sel suria yang

berkenaan dalam menjana arus

elektrik.

Kegunaan sistem berkenaan dalam

kehidupan seharian

Kebaikan dan kelemahan sistem.

6. Bahan bacaan boleh diperoleh dari

sumber internet seperti

http://www.eren.doe.gov/pv/applicat

ions.html atau

http://solstice.crest.org/renewable/re

…olar/pv/applications/remote/index

.sht

7. Setiap kumpulan dikehendaki

mempersembahkan dapatan mereka

dalam bentuk poster.

8. Setiap kumpulan juga dikehendaki

mempersembahkan dapatan mereka

secara lisan.


Salah satu aplikasi utama sel suria ialah

ia digunakan untuk menjana tenaga

elektrik di kawasan pedalaman atau

kawasan yang kos menggunakan kabel

penghantaraan elektrik adalah terlalu

mahal. Di Malaysia, kawasan

pedalaman seperti di Sarawak yang

perhubungan merupakan satu masalah

besar, sudah tentu dapat memanafaatkan

teknologi suria ini. Sebagai contoh,

pelajar di sekolah berasrama di Sabah

dan Sarawak yang pada dahulunya tidak

berupaya untuk belajar pada waktu

malam dapat meneruskan aktiviti

tersebut pada waktu malam pula.

Selain daripada itu, teknologi sel suria

ini digunakan pada rumah api dan

pelampung untuk membantu

pengemudian kapal. Maka teknologi

suria ini amat sesuai digunakan untuk

kawasan yang tidak dapat dilalui atau

dicapai.

Sel suria merupakan sumber tenaga bagi

satelit serta kapal angkasa lepas.

Melalui kemajuan teknologi ini,

manusia mampu menerokai lagi alam

semulajadi untuk dimanafaatkan oleh

manusia. Kewujudan satelit juga telah

membantu manusia merancang

kehidupan mereka dengan lebih selesa.

Sebagai contoh, dengan bantuan satelit

sekurang-kurangnya manusia dapat

menjangkakan malapetaka yang

mungkin terjadi seperti taufan, lalu

mengambil langkah-langkah berjaga.

Namun demikian, kos untuk

menyediakan serta mengendali sistem

sel suria masih tingi jika dibandingkan

dengan penggunaan sumber tenaga lain

seperti gas. Lebih murah untuk

pengguna bekalan elektrik memperoleh

elektrik daripada kabel elektrik. Mereka

hanya perlu tahu memetik suis. Bagi

mereka yang menggunakan tenaga

elektrik melalui tenaga suria secara

persendirian, mereka perlu membeli sel

sel suria. Kos permulaan ini adalah

agak tinggi untuk mereka yang tinggal

di kawasan terpencil yang mana

pendapatan mereka kemungkinan lebih

rendah daripada yang tinggal di bandar.

4.8 MENGANALISIS OUTPUT

SEL SURIA

4.8.1 Pendahuluan

Sel suria boleh dibayangkan sebagai

satu bateri yang dibekali dengan tenaga

suria. Sebagai satu bateri, ia adalah

sumber tenaga dalam sesuatu litar

elektrik. Bagi bateri biasa, ia

menyimpan tenaga dalam bentuk kimia

dan apabila bateri disambungkan kepada

suatu alat elektrik, tenaga kimia tadi

ditukarkan kepada tenaga elektrik.

Bagi sel suria pula, tenaga suria yang

diperoleh ditukar secara langsung

kepada tenaga elektrik. Tenaga elektrik

itu boleh digunakan untuk melakukan

kerja seperti menggerakkan motor atau

menyalakan lampu. Kadar tenaga

elektrik yang ditukarkan kepada bentuk

tenaga lain seperti tenaga cahaya, tenaga

http://www.eren.doe.gov/pv/applications.html

http://www.eren.doe.gov/pv/applications.html



83

haba dan tenaga mekanikal dikenali

sebagai kuasa elektrik.

Kuasa elektrik bersamaan dengan

hasildarab antara arus dan beza

keupayaan.

Kuasa=Arus x Beza Keupayaan

P = I x V

Unit untuk kuasa elektrik adalah watt

(W) atau joule per saat ( Js-1 ).

Output kuasa sel suria bergantung pada

keamatan sinaran suria yang diperoleh.

Output kuasa sel suria berubah apabila

keamatan cahaya berubah. Sudut

matahari dan kehadiran awan boleh

menyebabkan perubahan yang

signifikan pada output kuasa sel suria.

Oleh itu pengguna teknologi sel suria

sentiasa mahukan sel suria memperoleh

keamatan sinaran yang maksima. Salah

satu kaedah ialah dengan memastikan

permukaan sel suria diletakkan secara

bersudut tepat dengan sinaran cahaya

matahari. Kedudukan yang sedemikian

antara sinaran cahaya matahari dan

permukaan sel suria akan menerima

sinaran yang maksima.

Satu lagi keadah adalah dengan

menggunakan alat menjejaki laluan

cahaya matahari (traker). Kedudukan

matahari berubah sepanjang hari maka

alat menjejaki laluan matahri digunakan

agar panel suria sentiasa memperolehi

keamatan sinaran cahaya matahari yang

maksima dari pagi hinggalah ke petang

(lihat Rajah 4.8.1)

Rajah 4.8.1 : Kedudukan susunatur sel

suria relatif kepada sinaran cahaya

matahari dan di atas alat menjejaki

laluan matahari .


▪ Pelajar dapat mengenalpasti

perhubungan antara kedudukan sel

suria yang menghadap matahari

dengan tenaga elektrik yang dapat

dihasilkan oleh sel suria.

▪ Pelajar dapat menganalisis

bagaimana kuasa output sel suria

berubah dengan keamatan sinaran

suria.

▪ Pelajar dapat membuat pemerhatian

bagaimana sel suria digunakan

untuk membekali kuasa bagi

mengoperasikan alat elektrik.

4.8.3 Konsep Utama

▪ Cahaya matahari mempunyai

tenaga. Amaun tenaga bergantung

pada amaun cahaya matahari.

▪ Kuasa output sel suria dapat dikira

dalam unit watt. Kuasa = Arus x

Beza keupayaan.

▪ Kuasa output sel suria berubah

mengikut keamatan cahaya yang

diterima.


▪ Aktiviti 1

Menjalani eksperimen untuk melihat

kesan kedudukan sinaran matahari

terhadap kuasa output sel suria.

▪ Aktiviti 2

Menjalankan eksperimen untuk

melihat kesan keamatan cahaya

terhadap kuasa output sel suria.

▪ Aktiviti 3

Membuat lawatan sambil belajar

sama ada ke:

o kilang yang membuat sel

suria.

o rumah yang menggunakan

sel suria untuk penjanaan

elektrik.

o universiti yang menjalankan

kajian mengenai sel suria



84

4.8.5 Bahan

Panel suria, ammeter (d.c.), voltmeter

(d.c.), kaki retot, dawai penyambung,

suis, pembaris meter, mentol lampu

berkuasa 25, 40, 60, 75 dan 100W, soket

lampu, pengukur sudut, brosur sel suria


▪ Aktiviti 1

Dalam eksperimen ini pelajar akan

mengenalpasti kuasa output sel suria

dengan mengubah kedudukan sel suria

relatif kepada sumber cahaya.

1. Sediakan radas seperti yang


Rajah 4.8. 2

2. Gunakan mentol berkuasa 100W

dan letakkannya sejauh 50m di atas

panel suria.

3. Tutupkan lampu bilik dan hidupkan

mentol 100W. Tutupkan suis dan

dapatkan bacaan pada voltmeter dan

ammeter.

4. Rekodkan data pada Jadual 8.1.

5. Miringkan panel suria supaya sudut

di antara panel dan sinaran cahaya

ialah 45 darjah seperti yang


Rajah 4.8.3: Sudut antara sinaran cahaya

matahari dan panel suria diubah.

6. Ulang langkah eksperimen 3-4.

7. Ulang eksperimen untuk beberapa

sudut yang lain seperti 75, 60 dan 25

darjah.

8. Kirakan kuasa output untuk setiap

sudut.

Jadual 8.1

Sudut

(darjah)

Arus

(I)

Beza

Keupayaan

(V)

Output

Kuasa

P=IV

90

75

60

45

25

▪ Soalan refleksi

Bagaimanakah kuasa output sel

suria berubah dengan kedudukan sel

suria terhadap matahari

▪ Aktiviti 2

Dalam eksperimen ini pelajar akan

mengenalpasti kuasa output sel suria

mengikut keamatan cahaya yang

berlainan.

1. Sediakan radas seperti yang

ditunjukkan pada Rajah8. 2.

2. Kali ini gunakan mentol berkuasa

25W dan letakkannya sejauh 50m di

atas panel suria

3. Tutupkan lampu bilik dan hidupkan

mentol 25W. Tutupkan suis dan

dapatkan bacaan pada voltmeter dan

ammeter.

4. Rekodkan data pada Jadual 8.2.

5. Ulang eksperimen untuk beberapa

mentol yang lain 60W, 75W dan

100W

6. Kirakan kuasa output sel suria



85

Jadual 8.2

Kuasa

Mentol

(W)

Arus

(I)

Beza

Keupayaan

(V)

Kuasa

output

sel

suria

P=IV

25

40

60

75

100

▪ Soalan refleksi

1. Mentol lampu yang mana satukah

menghasilkan kuasa output sel suria

yang paling besar?

2. Bagaimanakah perhubungan antara

kuasa output sel suria dengan kuasa

mentol

▪ Aktiviti 3

1. Pelajar dibawa melawat ke kilang

yang membuat sel suria atau

universiti tempatan yang menjalani

penyelidikan dalam tenaga suria.

2. Sila dapatkan maklumat tentang

soalan-soalan berikut:

Sel suria diperbuat daripada bahan

apa?

Bagaimanakah sel suria digunakan

di rumah atau dalam penyelidikan?

Apakah kos yang terlibat

menggunakan sel suria di rumah

atau dalam penyelidikan?

3. Pelajar dikehendaki membuat

lapuran bertulis secara berkumpulan.


Tenaga suria ialah satu sumber tenaga

yang bersih iaitu ia tidak mencemarkan

persekitaran. Lagipun, sumber tenaga

suria ialah sumber yang tiada

kesudahannya. Bagi negara yang

kedudukannya berhampiran dengan

kawasan panas seperti Malaysia perlu

bersyukur kerana menerima sinaran

cahaya matahari dalam satu hari

melebihi daripada negara-negara lain.

Seharusnya, negara-negara ini

mengambil kesempatan untuk

memperolehi limpahan sinar suria yang

diterima untuk tujuan penjanaan

elektrik.

Namun demikian, sel suria pada masa

kini hanya mampu menukarkan 15%

daripada tenaga suria yang diperoleh

menjadi tenaga elektrik. Maka

penyelidikan dalam mencipta bahan sel

suria yang lebih cekap giat dijalankan.

Secara tidak langsung, proses kimia

yang terbaru ini pula mungkin

membawa pencemaran dalam bentuk

yang lain. Pada masa yang sama,

aktiviti penyelidikan pula mewujukan

pekerjaan dan menjana kewangan yang

memberi impak yang positif terhadap

ekonomi sesuatu negara itu.

Keberkesanan penggunaan sumber

tenaga suria di dalam penghasilan

tenaga bergantung kepada faktor semula

jadi sesuatu kawasan seperti jumlah jam

sinaran cahaya matahari dalam satu hari,

keadaan cuaca, dan musim. Di samping

itu faktor kecekapan alat untuk

menukarkan tenaga suria kepada bentuk

tenaga lain memainkan peranan yang

besar.

4.9 MENILAI PROSPEK

TEKNOLOGI TENAGA SURIA

4.9.1 Pendahuluan

Adakah teknologi tenaga suria

mempunyai masa hadapan? Apakah

halangan dan cabaran yang dihadapi

dalam proses menjadi satu sumber

tenaga yang diterima ramai? Sebelum

kita mengupas isu-isu ini, lebih baik kita

lihat kepada persoalan berikut

“Kenapakah tenaga diperbaharui adalah

penting?”



86

4.9.2 Kepentingan Tenaga yang

Diperbaharui

Tenaga yang diperbaharui memberikan

faedah kepada masyarakat dari aspek:

penjagaan alam sekitar, kualiti hidup

generasi akan datang, sumber pekerjaan

dan ekonomi serta keselamatan.

Alam Persekitaran Teknologi tenaga diperbaharui

mengamalkan sumber tenaga yang

bersih. Maka hasil teknologi ini

memberikan impak yang rendah

terhadap pencemaran alam sekitar jika

dibandingkan dengan hasil teknologi

yang menggunakan sumber biasa seperti

minyak dan arang batu.

Generasi akan datang Penggunaan tenaga elektrik diandaikan

akan meningkat kepada 5 juta

megawatts dalam tahun 2020 di seluruh

dunia. Manakala, sumber arang batu

dan minyak akan susut daripada tahun

2020 kepada 2060. Satu cara untuk

memenuhi kehendak penggunaan tenaga

elektrik adalah dengan menggunakan

teknologi tenaga diperbaharui yang

tidak akan susut.

Pekerjaan dan Ekonomi Pelaburan dalam pembuatan teknologi

tenaga dieprbaharui akan

mengwujudkan pekerjaan dan

membangunkan ekonomi sesuatu negara

itu.

Keselamatan Pergantungan pada sumber tenaga

seperti arang batu dan minyak boleh

membawa masalah kepada ekonomi

negara. Kenaikan harga minyak akan

melibatkan kos perbelanjaan yang tinggi

pada masyarakat.

4.9.3 Jenis Teknologi Tenaga Suria

Dan Kegunaanya

Teknologi tenaga suria boleh

dibahagikan kepada dua jenis: a)

Teknologi yang menggunakan sel suria

dan b) Teknologi yang menggunakan

terma suria.

▪ Teknologi sel suria

Teknologi ini menggunakan sel suria

untuk menjana tenaga elektrik dengan

menukar tenaga cahaya kepada arus

elektrik secara langsung tanpa bunyi,

pencemaran dan sebarang pergerakan

mekanikal. Teknologi ini merupakan

sumber utama untuk satelit dan telah

digunakan sejak 40 tahun dulu.

Teknologi ini merupakan sumber tenaga

yang boleh dipercayai dan paling

konsisten jika dibandingkan dengan

teknologi tenaga suria yang lain.

Penyelidikan terus dijalankan untuk

mencari bahan semikonduktor yang

dapat menghasilkan sel suria yang lebih

cekap dan murah.

▪ Teknologi suria secara terma

Teknologi ini menggunakan haba dalam

tenaga suria untuk menjana tenaga

elektrik, pemanasan air dan rumah serta

pemasakan. Untuk menjana tenaga

elektrik, dua jenis teknologi digunakan

iaitu ‘Menara kuasa terma suria’ dan

‘Palung kuasa terma’. Kedua-dua

teknologi ini menggunakan cermin

untuk mengumpul haba daripada tenaga

suria kepada suatu takungan yang

mengandungi cecair yang dapat

memindahkan haba.

Haba dipindakah kepada air dan

ditukarkan kepada stim. Stim

digunakan untuk memutar turbin yang

disambung kepada penjana untuk

menghasilkan arus elektrik. Kuasa

output yang lazim dikeluarkan oleh

teknologi ini adalah di antara 10-50kW.



87

Namun, terknologi ini masih perlu

pembaikan dari segi teknikal dan kos.

Teknologi terma suria biasanya

digunakan untuk memanaskan air.

Teknologi ini adalah yang paling

matang dan boleh diperolehi secara

komersial dengan senang. Teknologi ini

digunakan secara meluas di negara barat

untuk kegunaan di rumah dan hotel.

Selain pemanasan air, teknologi terma

suria diguankan juga untuk pemasakan

iaitu dengan menggunakan ketuhar

suria. Ketuhar ini menyerap sinaran

suria dan ditukarkan menjadi tenaga

haba. Tenaga haba digunakan untuk

memasak makanan yang diletakkan di

dalam ketuhar tersebut. Negara China

dan India ialah pengguna utama

teknologi ini.

Teknologi terma suria juga digunakan

untuk mengeringkan bahan makanan.

Teknologi ini sesuai untuk digunakan

untuk mengering bahan pertanian seperti

teh, cili merah, bunga dan buah-buahan.

Teknologi ini juga sesuai untuk industri

pemprosesan makanan, bahan kima dan

farmasi.

Akhir sekali, teknologi terma suria juga

digunakan untuk membina ‘bangunan

suria’. Bangunan ini direka yang

ketinggiannya serta orientasi bangunan

itu membenarkan pengunaan cahaya

suria dengan maksima pada waktu

siang. Saiz dan kedudukan tingkap juga

direka agar dapat membenarkan amaun

cahaya matahari yang tertentu sahaja

yang memasuki bangunan.

Halangan Walaupun, perkembangan dan

penggunaan teknologi tenaga suria telah

berlaku sejak suku abad lalu, ia masih

menemui halangan untuk maju.

Halangan yang dihadapi adalah dari

aspek ciri sumber tenaga, teknikal,

infrastruktur, kewangan, sumber tenaga

manusia dan kesedaran awam.

Tenaga suria boleh diandaikan sebagai

tenaga yang berlaku secara sela. Hal ini

demikian kerana ciri cahaya suria yang

terserak yang memerlukan ruang yang

banyak untuk mengumpulkan cahaya

tersebut. Kos permulaan untuk

menggunakan teknologi tenaga suria

adalah amat besar dan merupakan

halangan utama dalam penggunaan

teknologi suria. Kekurangan kebolehan

mengeluarkan teknologi tenaga suria di

kawasan tempatan juga menghalang

penggunaan teknologi tersebut.

Memandangkan teknologi ini

ditempatkan di kawasan terpencil, ia

memerlukan orang tempatan

menyelenggarakan alat tersebut dari segi

pemasangan dan pembaikan. Secara

langsung, perlu wujudkan juru teknik

yang berkebolehan untuk melakukan

kerja penyelengaraan tersebut. Setakat

ini, kekurangan sumber tenaga manusia

dalam bidang ini menghalang teknologi

ini digunakan secara meluas.

Satu lagi halangan ialah kesedaran orang

awam mengenai teknologi tenaga suria.

Masyarakat maju dan membangun

secara amnya kurang pengetahuan

tentang aplikasi teknologi tenaga suria

dan jenis-jenisnya. Secara tidak

langsung, masyarakat tidak akan

memberikan kerjasama dalam penjagaan

teknologi ini dan seterusnya

menyalahgunakan teknologi tersebut.

Penerimaan teknologi tenaga suria

dalam kalangan masyarakat menjadi

lebih rumit jika terdapat kesilapan

teknikal pada teknologi dari awal lagi

dan penyelengaraan yang tidak

memuaskan lalu menyebabkan teknologi

tidak berfungsi dengan betul. Situasi ini

menyebabkan masyarakat merasa

kurang yakin dengan teknologi baru dan

mahal, ini menghalang mereka melabur

dalam teknologi tersebut.


▪ Pelajar dapat menilai faedah dan

limitasi setiap jenis teknologi tenaga

suria.

▪ Pelajar dapat menilai prospek

sesuatu teknologi tenaga suria



88

▪ Pelajar dapat mengenalpasti

halangan serta langkah-langkah

untuk mengatasi halangan

penggunaan teknologi tenaga suria.

4.9.5 Konsep Utama

▪ Teknologi tenaga suria dibahagikan

kepada dua jenis: teknologi sel suria

dan teknologi terma suria.

▪ Teknologi sel suria menukar cahaya

matahari kepada tenaga elektrik

secara langsung. Teknologi terma

suria menggunakan haba dalam

tenaga suria untuk menjana arus

elektrik, pemanasan air dan rumah

serta pemasakan.

▪ Halangan yang dihadapi oleh

teknologi tenaga suria adalah

kekurangan infrastruktur untuk

membuat sel suria, sumber tenaga

manusia dalam teknologi ini, kos

permulaan yang diperlukan adalah

besar, dan kesedaran awam tentang

teknologi adalah pada tahap yang

rendah.


▪ Aktiviti 1

Membuat laporan tentang faedah

penggunaan teknologi tenaga suria

dan limitasi yang dihadapi.

▪ Aktiviti 2

Menulis rencana akhbar dengan

tujuan untuk mengalakkan

pengunaan teknologi tenaga suria.

▪ Aktiviti 3

Mengadakan main peranan iaitu

pelajar perlu membincangkan dan

membahaskan kebaikan sesuatu

teknologi tenaga suria dalam satu

mesyuarat dalam kalangan

masyarakat tempatan bagi suatu

perkampungan.

▪ Aktiviti 4

Menemuduga para saintis tempatan

dan saintis luar mengenai kos serta

kecekapan sel suria lalu prospeknya

pada masa hadapan.

4.9.7 Bahan

Bahan bacaan mengenai teknologi

tenaga suria secara teks atau melalui

Internet


▪ Aktiviti 1 1. Pelajar dibahagikan kepada kumpulan

dengan 4-5 ahli dalam satu

kumpulan.

2. Setiap kumpulan diperlukan membuat

penyelidikan tentang satu jenis

teknologi tenaga suria.

3. Sebagai satu kumpulan, pelajar

dikehendaki menulis satu laporan

tentang teknologi tenaga suria.

4. Berikut ialah isu-isu yang perlu

dimasukkan dalam penulisan laporan:

Bagaimanakah teknologi itu

berfungsi?

Berikan contoh-contoh yang

menggunakan teknologi tersebut?

Apakah kesan teknologi ini terhadap

isu sosial dan ekonomi?

Adakah teknologi ini diterima? Jika

ya, kenapa? Jika tidak, kenapa?

5. Pelajar juga dikehendaki membuat

pembentangan laporan di kelas

▪ Aktiviti 2

1. Berdasarkan aktiviti pertama, setiap

pelajar dikehendaki menulis satu

rencana akhbar tentang salah stau

teknologi tenaga suira.

2. Pelajar perlu memastikan bahawa

penulisan itu bertujuan untuk

menyakinkan para pembaca akhbar

menggunakan teknologi tersebut.

3. Pelajar perlu menggunakan

maklumat yang diperoleh daripada

aktiviti pertama dalam menulis

rencana tersebut.

▪ Aktiviti 3

1. Guru memilih beberapa pelajar

untuk memainkan peranan sebagai



89

pakar dalam beberapa jenis

teknologi tenaga suria.

2. Sebagai pakar, pelajar dikehendaki

membahaskan serta membincangkan

tentang teknologi tenaga suria dari

aspek sosial, ekonomi dan kos.

3. Selepas perdebatan, pelajar lain

dikehendaki membuat undian untuk

memilih satu jenis teknologi tenaga

suria yang dirasakan sesuai untuk

kegunaan kawasan perkampungan

atau bandar mereka.

▪ Aktiviti 4

1. Pelajar boleh mengemukakan

beberapa soalan pada para saintis di

luar atau dalam negara melalui e-

mel mengenai penggunaan sel suria

dari aspek:

Kecekepan sel suria yang sedia ada

Kos mengeluarkan sel suria

Propsek penggunaan teknologi sel

suria pada masa hadapan

2. Jadualkan data tentang kecekapan

sel suria dan kos untuk

mengeluarkannya

3. Pelajar dikehendaki

membandingkan data mengenai

kecekapan sel suria dengan kos

pengeluarannya

4. Pelajar dikehendaki membuat

keputusan mengenai jenis sel suria

yang paling efektif dari segi kos dan

kecekapan.


Pendebatan mengenai penggunaan

teknologi tenaga suria pada masa

hadapan ialah satu amaran kepada

semua mengenai status sumber tenaga

fosil yang sedia ada serta keadaan alam

sekitar.

Pertama, kita tidak boleh lagi

bergantung pada sumber tenaga yang

tidak boleh diperbaharui seperti minyak,

gas asli dan arang batu. Ini adalah

kerana bahan-bahan berkenaan

berkemungkinan akan habis dalam

jangka masa tertentu.

Amaran kedua ialah walaupun terdapat

langkah-langkah berjaga dan

membaikpulih mengenai pencemaran

alam sekitar hasilan penggunaan sumber

asli, pencemaran udara dan air tetap

berlaku.

Oleh itu, kita sebagai pengguna tenaga

perlu lebih peka tentang peranan kita

dalam menjimatkan penggunaan tenaga.

Kita boleh menanam pokok di sekeliling

rumah kita. Pokok boleh membuatkan

rumah merasa lebih sejuk dan ini akan

mengurangkan penggunaan pendingin

hawa sejuk.

Kita juga boleh menasihati ibubapa dan

rakan kita menggunakan alat elektrik

dengan lebih cekap. Sebagai contoh,

mesin pembasuh digunakan apabila ia

dipenuhi dengan muatan yang penuh

pakaian kotor.

Antara kebaikan yang diperoleh

daripada penggunaan teknologi tenaga

suria ini selain mengurangkan

pencemaran udara ialah teknologi ini

mampu mewujudkan pekerjaan serta

meningkatkan ekonomi negara.

Teknologi ini memerlukan tenaga buruh

yang banyak. Pekerjaan yang terlibat

adalah dari aspek pengilangan, mereka

teknologi, kerja pemasangan, kerja

penyelengaraan produk teknologi tenaga

suria.

Teknologi ini dikenali dengan bantuan

yang diberi kepada kawasan terpencil

terutama dari aspek membekalkan

tenaga elektrik. Bagi mereka yang jauh

di pedalaman, sekurang-kurangnya

mereka dapat menikmati keperluan asas

iaitu mempunyai tenaga elektrik untuk

menghidupkan lampu.

Bagi mereka yang terlibat dalam industri

kecil seperti pengeringan bahan

makanan dan pembuatan kain batik yang

memerlukan proses pengeringan yang

rapi, teknologi terma suria dapat

membantu proses pengeringan itu

dengan hasilan yang lebih berkualiti.

Secara tidak langsung, industri kecil luar

Bandar boleh menjadi lebih mantap dan

mengukuhkan lagi ekonomi masyarakat.

Kimia Untuk Tingkatan 4


90


Zurida Ismail

5.1 PETROLEUM SEBAGAI

SUMBER BAHAN ASLI

ORGANIK

5.1.1 Pendahuluan

Minyak atau petroleum merupakan salah

satu sumber asli organik. Petroleum

terbentuk daripada sisa haiwan dan

tumbuhan laut yang hidup berjuta-juta tahun

dahulu. Haiwan dan tumbuhan yang mati

ini kemudian tertanam dalam lapisan batu-

batan. Haba dan tekanan tinggi dari lapisan

batu-batan mengakibatkan bahan-bahan

organik ini bertukar menjadi minyak di

bawah tanah atau dasar laut. Petroleum

boleh dijumpai dalam batu-batuan enapan

saperti batu pasir, syal, batu kapur dan

konglomorat. Kebanyakan batu enapan

mempunyai liang-liang di antara bijian

batunya. Peteroleum akan terperangkap

dalam liang-liang terutamanya bagi syal.

Petroleum dihalang daripada sampai ke

permukaan bumi oleh lapisan batu tak poros

yang berada di atasnya. Lapisan-lapisan

batu ini dinamakan perangkap.

Petroleum asli yang dikenali juga sebagai

minyak mentah terdiri daripada sebatian

beberapa jenis hidrokarbon. Minyak mentah

berupa cecair likat berwarna perang

kekuningan atau separuh pepejal likat

berwarna hitam. Minyak mentah dalam

keadaan asalnya tidak banyak kegunaannya.

Oleh yang demikian ia perlu diproses untuk

mengasingkan komponen-komponen

hidrokarbonnya. Minyak mentah diasingkan

melalui proses penyulingan berperingkat.

Sekiranya petroleum dipanaskan, setiap

pecahan petroleum akan mendidih pada

suhu yang tertentu dan wapnya disejukkan

untuk menjadi cecair.

Melalui kaedah penyulingan berperingkat,

pecahan petroleum yang mempunyai takat

didih rendah tersuling dahulu. Pecahan

petroleum yang terhasil pada peringkat ini

berupa cecair kuning pucat yang tidak likat.

Pecahan ini terbakar dengan mudah dan

menghasilkan nyala api yang tidak

mengeluarkan banyak asap atau jelaga.

Pecahan dengan takat didih lebih tinggi

tersuling kemudian. Bahan yang terhasil

pada peringkat ini mempunyai warna

semakin gelap dan kelikatan semakin

bertambah. Pecahan-pecahan ini terbakar

dengan lebih sukar dan menghasilkan nyala

api yang mengeluarkan asap yang banyak

atau jelaga.

Sebahagian besar hasil sulingan petroleum

digunakan sebagai bahanapi dalam sektor

pengangkutan dan industri. Pecahan yang

paling banyak digunakan ialah petrol. Petrol

dan diesel digunakan sebagai bahanapi

untuk kenderaan seperti kereta, lori dan bas,

dan kerosin untuk jet. Walaupun kegunaan

utama petroleum ialah sebagai bahanapi,

namun petroleum mempunyai banyak

kegunaan lain dalam kehidupan kita.

Petroleum boleh digunakan untuk menjana

elektrik. Hasil sulingan petroleum juga

digunakan sebagai bahan mentah dalam

pembuatan pelbagai jenis barangan. Semua

barangan plastik adalah daripada petroleum

dan kita sedia maklum plastik digunakan

secara meluas dalam kehidupan. Contoh-

contoh bahan lain berasaskan petroleum

termasuklah ubat-ubatan, bahan kosmetik,

plastik, detergen, getah sintetik, cat, baja,

herbisid, dan insektisid dalam industri

petrokimia.

Terdapat beberapa masalah berbangkit

daripada penggunaan petroleum. Dalam

mengangkut minyak, risiko kemalangan

berlaku memang ada. Kita pernah membaca

atau mendengar berita tentang tumpahan



91

minyak sama ada di jalan raya atau di laut

seperti tumpah minyak Exxon Valdez di

Alaska beberapa tahun lalu. Kita juga

pernah melihat minyak dibuang dalam

longkang atau parit sebagai jalan mudah.

Bahan plastik dibuang merata-rata. Semua

tindakan ini mengakibatkan pencemaran.

Kita juga sedia maklum bahan plastik tidak

akan reput dengan mudah. Bagaimanakah

bahan berasakan peteroleum ini patut

dimanfaatkan dalam kehidupan kita sehari-

hari agar tidak memberi mudarat dan

menjejas kualiti hidup kita?

Sebagai manusia yang bertanggung jawab

mengurus alam ini kita seharusnya sedar dan

prihatin tentang kerosakan dan pencemaran

akibat kelalaian dan kecuaian kita sendiri.

Pengetahuan merupakan langkah awal ke

arah membangkit kesedaran dan membina

iltizam dan komitmen ke arah

menyempurnakan tanggung jawab menjaga

bumi ini.


Pengajaran topik ini membolehkan guru dan

pelajar menerokai pelbagai aspek berkaitan

dengan minyak petroleum dari awal

pembentukan hingga ke penghasilan

petroleum kepada pecahan atau komponen-

komponennya. Pelajar seharusnya boleh

memahami bahawa petroleum bukan sahaja

digunakan sebagai bahanapi tetapi bahan-

bahan lain yang kita gunakan dalam

kehidupan kita sehari-hari. Pelajar juga

harus sedar bahawa bekalan petroleum

adalah terhad dan mereka perlu menjadi

pengguna yang bijak. Mereka juga perlu

faham bahawa penggunaan petroleum

memberikan kesan sampingan seperti

pencemaran dan gas-gas yang dibebaskan

daripada pembakaran bahanapi petroleum

akan turut menyumbang ke arah kesan

rumah hijau. Antara objektif pengajaran

topik ini adalah untuk:

▪ Menerangkan pelbagai kegunaan

petroleum dalam kehidupan sehari-hari

terutama sebagai bahanapi.

▪ Menghargai petroleum sebagai sumber

semula jadi yang tidak boleh

diperbaharui.

5.1.3 Konsep Utama

▪ Penggunaan petroleum sebagai bahanapi

dan dalam industri petrokimia.

▪ Penyulingan berperingkat.

▪ Bahan berasaskan petroleum seperti

plastik dan Styrofoam.

▪ Komponen-komponen hasil penyulingan

berperingkat:

o Gas-gas petroleum (di bawah 30 oC)

o Bahanapi penerbangan (30 - 80 oC)

o Petrol (30 – 80 oC)

o Kerosin (160 – 230 oC)

o Minyak gas (160 – 230 oC)

o Minyak diesel (200 – 320 oC)

o Pelincir (300 – 450 oC)

o Minyak bahanapi (300– 450 oC)


▪ Mencari/mengumpul maklumat

o Layari laman web berikut untuk

mendapatkan maklumat lanjut

tentang petroleum dan pelbagai

maklumat yang menarik.

http://www.chevroncars.com/know/

index.html

Antara topik yang boleh dibaca ialah:

The ABC's of Oil

The Oil Challenge

A History of the Gas Station

An Historic Oil Discovery

What is crude oil?

What is a refinery?

What's in a Service Station?

Apakah yang boleh dihasilkan dari satu tong

minyak petroleum?

http://www.chevroncars.com/know/%20index.html

http://www.chevroncars.com/know/%20index.html



92

Rujuk laman web berikut untuk

mendapatkan jawapannya

http://www.api.org/edu/factsoil.htm

http://www.exxon.com/exxon_productdata/l

ube_encyclopedia/welcome.html

Laman web ini menyediakan maklumat asas

tentang bahan berasaskan petroleum dan

definisi istilah-istilah berkaitan.

Aktiviti ini dapat dilakukan sebelum atau

selepas pengajaran topik dilakukan.

▪ Debat

Adakah kita akan kehabisan minyak

mentah? Simpanan petroleum Malaysia

yang ada sekarang dijangka habis dalam

masa lebih kurang 15 tahun (tidak

mengambil kira takungan baru di

Dulang, Terengganu).

o Layari laman web berikut dan baca

artikel yang dinyatakan di bawah

http://www.api.org/edu/

Oil Supplies: Are We Really

Running Out of Oil?

o Bahagikan pelajar kepada dua

kumpulan untuk membahaskan

sama ada mereka setuju atau tidak

dengan pandangan yang diutarakan.

▪ Perbincangan

Antara perkara yang dapat dibincangkan

ialah:

o Pelbagai kegunaan produk

petroleum dalam kehidupan sehari-

hari. Pastikan pelajar dapat melihat

dan memahami betapa luasnya

penggunaan produk petroleum ini.

Antara produk yang digunakan

setiap hari ialah gasolin, bahan

plastik, lilin, detergen, bahan

bungkusan, cat, baju hujan, payung

dan banyak lagi. Pelajar seharusnya

faham tentang keperlbagaian produk

petroleum dalam kehidupan kita

sehari-hari.

o Pencemaran yang berkaitan dengan

penggunaan petroleum. Bimbing

pelajar untuk menyedari bahwa

penggunaan petroleum memberi

kesan kepada persekitaran. Apakah

langkah-langkah yang boleh pelajar

ambil untuk mengurangkan kesan

ini? Bagaimana untuk menangani

masalah penceraman yang

disebabkan oleh petroleum?

o Minta pelajar bayangkan keadaan

kehidupan mereka andainya tiada

langsung produk petroleum yang

boleh mereka gunakan. Hasilannya

boleh dalam bentuk esei, lukisan,

cerita, ilustrai, sajak dll.

Bandingkan jawapan dengan rakan

lain. Bolehkah kita menjadi

pengguna petroleum yang bijak?

Hasil perbincangan boleh dibentangkan

secara lisan atau bertulis.

▪ Lawatan

Pelajar boleh juga merancang untuk

melawat loji penapis minyak petroleum

seperti di Kertih atau atau Petrosains

untuk melihat sendiri proses

penyulingan petroleum dan aktiviti-

aktiviti lain yang berkaitan dengan

petroleum. Jika keadaan tidak

mengizinkan pelajar boleh melawat

muzium maya yang banyak terdapat di

internet.

Contoh laman yang boleh dilawati

adalah seperti berikut;

o Arkansas Oil & Brine Museum

www.yournet.com/brine.html

o Caddo-Pine Island Oil Museum

http://members.aol.com?CaddoPine/

index

o California Oil Museum

http://www.oilmuseum.net/

http://www.api.org/edu/factsoil.htm

http://www.exxon.com/exxon_productdata/lube_encyclopedia/welcome.html

http://www.exxon.com/exxon_productdata/lube_encyclopedia/welcome.html

http://www.api.org/edu/

http://www.yournet.com/brine.html

http://members.aol.com/?CaddoPine/index

http://members.aol.com/?CaddoPine/index

http://www.oilmuseum.net/



93

o Chicago Museum of Science and

Industry

http://www.msichicago.org/exhibit/

petroleum/petro.index.html

o Kansas Oil Museum

http://www.skyways.org/museums/

kom

▪ Eksperimen (dipetik dari Kimia

Tingkatan 4 oleh Norbani Abdullah &

Rusli Abdul Ghani)

o Penyulingan berperingkat

petroleum

Radas dan bahan:

Tabung didih, termometer (0 oC – 360 oC),

tabung uji, bikar, kaki retor, piring kaca,

penunu Bunsen, penyepit logam, petroleum ,

kapas, wul kaca dan kertas turas.

Langkah-langkah:

1. Masukkan 5-6 cm3 petroleum dan

sedikit wul kaca ke dalam tabung

pendidihan.

2. Panaskan tabung pendidihan dengan

perlahan-lahan. Kumpulkan cecair

tersuling mengikut julat suhu berikut:

a. Suhu bilik – 150oC

b. 150 oC – 230 oC

c. 230 oC – 250 oC

d. 250 oC - 300 oC

3. Tuangkan pecahan petroleum yang

tertinggal di dalam tabung pedidikan

ke dalam tabung uji yang bersih.


Sumber asli hidrokarbon terutamanya

petroleum dan gas asli telah memainkan

peranan yang penting dalam mengubah

corak hidup rakyat Malaysia dari segi sosial

dan ekonomi. Petroleum merupakan sumber

pendapatan penting kepada negara kita.

Perkembangan dan pertumbuhan industri

petroleum telah membawa pembangunan

yang pesat serta meningkatkan taraf hidup

penduduknya. Pendapatan negara daripada

sektor petroleum telah digunakan oleh

kerajaan untuk melaksanakan pelbagai

projek pembangunan dan pemodenan

negara.

Rezab minyak mentah negara meningkat

kira-kira 41 peratus daripada 2.9 bilion tong

kepada 4.1 bilion tong. Peningkatan ini

disebabkan terutamanya oleh kejayaan

kegiatan carigali yang berterusan di luar

pantai negara serta prestasi pengeluaran

yang lebih baik dari lapangan/telaga minyak

sedia ada. Pengeluaran juga dihadkan

selaras dengan Dasar Susutan Negara yang

bertujuan melanjutkan jangka hayat bekalan

rezab minyak mentah. Minyak mentah

tempatan adalah berkualiti tinggi kerana

kandungan sulfurnya yang rendah. Dengan

peningkatan kapasiti penapisan minyak

mentah dalam negeri, negara bergerak ke

arah pengeluaran barangan petroleum seperti

minyak bahan bakar, diesel dan petrol yang

mencukupi untuk kegunaan sendiri.

Keadaan sekarang melihat pada penggunaan

minyak mengatasi bekalan sedia ada.

Petroleum digunakan dengan banyak dan

pada kadar yang membimbangkan,

terutamanya sebagai bahanapi. Proses

pembentukan petroleum yang dianggarkan

mengambil masa 500 juta tahun tidak dapat

menggantikan simpanan petroleum yang

tinggal sedikit sahaja.

Justeru, kita sebagai pengguna perlu lebih

berhati-hati dan bijak dalam memanfaatkan

bekalan sedia ada supaya tidak menimbul

masalah kekurangan tenaga pada hari muka.

Kita juga digalakkan untuk memikirkan

bahanapi alternatif kepada petrol andainya

bekalan sedia ada pupus.

Pengeluaran, pengangkutan dan penggunaan

bahanapi fossil semuanya memberikan

kesan ke atas persekitaran. Penggerudian

minyak yang dijalankan dari pelantar gerudi

http://www.msichicago.org/exhibit/

http://www.skyways.org/museums/



94

serta pengangkutan petroleum dengan kapal

tangki kadangkala menyebabkan insiden

pertumpahan minyak yang boleh mencemar

kehidupan laut serta merosakkan pantai dan

membunuh hidupan liar. Tumpahan minyak

juga boleh berlaku di sekitar premis

kediaman: minyak terpakai dari engin

kadang-kadang dibuang begitu sahaja ke

dalam longkang atau sungai. Sisa pepejal

seperti plastik juga dibuang merata tempat.

Plastik tidak akan reput dengan mudah.

Pelajar seharusnya memikirkan bagaimana

cara untuk mengguna bahan buatan

petroleum dengan lebih bijak dalam

kehidupan sehari-hari.

Pemasangan paip bawah tanah untuk

mengangkut minyak juga akan mengubah

persekitaran. Bahanapi pengangkutan ialah

sumber utama pencemaran udara.

Pembakaran gasolin yang digunakan sebagai

bahanapi kenderaan menghasilkan bahan-

bahan yang boleh mencemar alam sekitar.

Antaranya termasuklah:

▪ karbon dioksida, karbon monoksida

dan air

▪ hidrokarbon yang tidak terbakar

▪ nitrogen oksida (79% udara adalah

nitrogen – komponen dalam hujan

asid)

▪ sulfur oksida ( juga komponen hujan

asid)

▪ plumbum

Justeru, kita perlu memikirkan bahanapi

alternatif yang boleh membantu kita

menjaga alam sekitar agar bebas daripada

sebarang pencemaran yang akhirnya akan

menjejas kualiti hidup kita. Pelajar-pelajar

seharusnya diingatkan tentang tanggung

jawab untuk menguruskan dan menjaga

alam ini.

Segala nikmat yang dikurnia Allah sama ada

di bumi, lautan malah udara hendaklah

dijaga dan digunakan dengan sempurna agar

tidak merosakkan struktur kehidupan

manusia sendiri.

Rujukan

Norbani Abdullah & Rusli Abdul Ghani

(1991). Kimia Tingkatan 4. Petaling Jaya:

Amiza Publishing Sdn. Bhd.



95


Zurida Ismail

6.1 PENGGUNAAN ALKOHOL

SEBAGAI SATU SUMBER

TENAGA

6.1.1 Pendahuluan

Alkohol boleh digunakan sebagai bahan api

kerana nilai haba pembakarannya tinggi.

Bahan api alkohol dihasilkan daripada

sumber boleh diperbaharui seperti tumbuhan

dan bahan buangan seperti kertas, rumput

dan pohon kayu. Pada masa dulu, alkohol

yang dicampurkan dengan gasolin dikenali

sebagai ‘gasohol.’ Apabila etanol digunakan

untuk meningkatkan nombor oktana, nama

‘gasohol’ digantikan dengan ‘tanpa

plumbum lebih’(unleaded plus) atau ‘tanpa

plumbum super’ (super unleaded) bagi

mencerminkan peningkatan kandungan

oktana dalam gasolin. Antara kelebihan

yang terdapat pada bahan api alkohol:

▪ Membakar dengan ‘bersih’ daripada

gasolin dengan menghasilkan karbon

dioksida dan air sahaja. Bahan-bahan

ini tidak menyebabkan pencemaran

udara.

▪ Kurang membebaskan karbon

monoksida.

▪ Mempunyai bilangan oktana yang lebih

tinggi.

Metanol dan etanol ialah dua jenis bahan api

alkohol yang digunakan dalam kenderaan

seperti kereta. Etanol biasanya dihasilkan

daripada jagung (grain) tetapi boleh juga

dihasilkan daripada biojisim atau bahan

organik, termasuklah hasil pertanian dan sisa

buangannya seperti jerami, pohon

kayu/pokok dan bahan buangannya seperti

selulos (kertas). Brazil, pengeluar utama

etanol di dunia, menghasilkannya daripada

tebu. Etanol juga boleh dihasilkan

daripada kertas atau habuk kayu. Etanol

cecair boleh digunakan sebagai bahan api

apabila dicampurkan dengan gasolin. Ia

juga boleh digunakan sebagai bahan mentah

dalam pelbagai proses industri.

Etanol ialah bahan api untuk teknologi enjin

lama dan baru. Campuran etanol boleh

digunakan dalam semua jenis enjin tanpa

membuat banyak pindaan mekanikal atau

menukar enjin. Etanol adalah bahan

campuran yang digunakan untuk meningkat

tahap kandungan oktana, mengurangkan

pembebasan karbon monoksida dari enjin,

dan berguna untuk memanjangkan hayat

bekalan gasolin. Penggunaan etanol dalam

campuran yang betul didapati membantu

mengurangkan jerebu. Kajian lain juga

menunjukkan penggunaan etanol dapat

melambatkan pemanasan global.

Etanol mengandungi 84,000 BTU/gelen.

Terdapat tiga cara etanol digunakan sebagai

bahan api kenderaan:

▪ Campuran 10% etanol dan 90% gasolin

(E-10)

▪ ETBE (ethyl tertiary butyl ether)

▪ Sebagai E-85, campuran 85% etanol

dengan 15 % (atau lebih) gasolin.

Antara kelebihan etanol sebagai bahan api

ialah:

▪ Etanol mempunyai kandungan

oksigen yang tinggi, menjadikannya

berkesan untuk mengurangkan

pencemaran lapisan ozon.



96

▪ Etanol lebih selamat jika

dibandingkan dengan benzene,

touluene dan zylene.

▪ Etanol mengurangkan pengeluaran

gas rumah hijau kerana etanol

dihasilkan daripada bahan pertanian

yang boleh diperbaharui.

▪ Peningkatan nombor octana dalam

gasolin mengurangkan ketukan

enjin. Ia juga menyerap lembapan

(moisture) dan membersihkan

sistem bahanapi.

Metanol ialah alkohol yang paling ringkas

dan mengandungi satu atom karbon. Ia

dapat dihasilkan daripada sumber boleh

diperbaharui, namun buat masa kini, sumber

utama metanol adalah daripada gas semula

jadi. Metanol boleh juga dihasilkan

daripada bahan mentah seperti kayu atau

tebu. Metanol juga dikenali sebagai

‘alcohol kayu’ (wood alcohol).

Metanol merupakan bahanapi kenderaan

yang sangat baik dan diguna dalam kereta-

kereta lumba Indiana 500. Metanol

digunakan juga untuk menjana elektrik,

pemanasan umum dan sebagai bahan

campuran untuk meningkatkan kandungan

oktana. Kandungan oktana dalam metanol

memberikan lebih kuasa. Metanol lebih

selamat daripada gasolin kerana

pembakarannya lebih sejuk dan tidak mudah

terbakar berbanding gasolin. Satu masalah

dengan metanol ialah nyalaannya agak sukar

dilihat dalam cahaya terang matahari.

Justeru, kebakaran metanol sukar dikesan.

Pelajar-pelajar diingatkan bahawa bahanapi

alkohol agak merbahaya kerana ia boleh

meresap masuk ke dalam sistem badan kita

melalui kulit atau luka, dan boleh disedut

daripada gas-gas yang dibebaskan. Kesan-

kesan dari bahanapi alkohol adalah

kumulatif dan jika amaun terkumpul

mencukupi ianya akan teroksida kepada

formaldehyde yang boleh menyebabkan buta

dan juga gila. Andainya percikan terkena

mata, rawatan perubatan perlu disegerakan.

Penggunaan sarung tangan getah, mengelak

daripada tumpah dsbnya, yakni berhati-hati

semasa menggendalinya boleh

mengurangkan risiko kejadian yang tidak

diingini.

6.1.2 Objektif Pengajaran Konsep

Pengajaran topik ini membolehkan pelajar

memahami sumbangan alkohol terutama

etanol dan metanol sebagai sumber tenaga

alternatif yang bersih dan sebagai bahan

campuran yang lebih baik berbanding

plumbum tetraetil atau plumbum tetrametil

untuk meningkatkan nombor oktana dalam

gasolin dan mengurangkan ketukan.

Objektif pengajaran bagi topik ini adalah

untuk membolehkan pelajar:

▪ Memahami bahawa alkohol boleh

digunakan sebagai sumber bahanapi.

▪ Memahami kelebihan alkohol sebagai

sumber bahanapi.

▪ Menyedari kesan-kesan sampingan yang

timbul akibat pembakaran bahan api

alkohol.

6.1.3 Konsep Utama

▪ Alkohol sebagai sumber alternatif

bahanapi.

▪ Penghasilan etanol dan metanol.

▪ Kelebihan kegunaan etanol dan metanol

sebagai bahanapi.

▪ Kesan - kesan sampingan dari

penggunaan bahanapi alkohol.


▪ Menulis esei penyelidikan

Contoh isu yang boleh dibincangkan ialah:



97

o Kesan penggunaan meluas etanol

sebagai bahan api.

o Kesan penggunaan campuran etanol

dalam kenderaan.

o Kesan peningkatan penggunaan

etanol ke atas ekonomi,

▪ Mengumpul maklumat

Pihak kerajaan seharusnya mengambil

langkah-langkah untuk menggalakkan

penggunaan campuran etanol dalam

kenderaan bermotor.

Bahagikan pelajar dalam kumpulan 5-6

orang untuk mencari maklumat sama ada

menyokong atau membangkang isu di atas.

Pelajar kemudian akan berkumpul dan

membentangkan maklumat yang mereka

kumpul.

Cari dan kumpulkan maklumat lanjut

tentang metanol dari lawan-laman web

berikut:

http://www.metanol.org/

http://www.methanex.com/metanol/metanoli

nourlives.htm

http://www.toshiba.co.jp/product/fc/fce/met

anol.htm

▪ Kempen

Cadangkan satu kempen untuk

mempromosikan penggunaan etanol

dan/atau metanol. Hasilkan bentuk iklan

untuk dipamerkan, ‘bumper sticker,’ poster,

‘jingle,’ lagu, poster, mascot dan

sebagainya.

▪ Eksperimen

Untuk menentukan kandungan alkohol

dalam gasolin (water extraction method)

o Bahan-bahan:

Silinder penyukat dan gasoline

1. Masukkan 100mL sampel gasolin dalam

silinder penyukat.

2. Tambahkan 10 mL air.

3. Tutup dan goncang.

4. Biarkan selama 2 minit.

Jika tiada alkohol, 10 mL air akan berada di

lapisan bahagian bawah.

Jika terdapat alcohol, alkohol akan

bercampur dengan air dan lapisan bahagian

bawah akan melebihi 10 mL.

Tolak 10 ml. daripada jumlah isipadu

lapisan bahagian bawah dan bakinya adalah

peratus alkohol dalam gasolin.

Eksperimen (dipetik dari buku Kimia

Tingkatan 5 oleh Norbani Abdullah & Loh

Wai Leng)

Menyediakan etanol melalui proses

penapaian dan mendapatkan hasil melalui

proses penyulingan

o Bahan-bahan:

Botol plastik, gabus, salur penghantar,

tabung uji, kelalang dasar bulat, turus

penyulingan, penunu Bunsen, kasa dawai,

tungku kaki tiga, kaki retort, kain nipis,

termometer, kondenser Liebig, buah-buahan

(nenas), yis, air kapur.

o Kaedah:

Proses penapaian

1. Hancurkan sebahagian daripada sebiji

buah nenas dalam botol plastik besar.

Tambahkan lebih kurang 300 cm3 air

kepada nenas yang telah dihancurkan.

2. Masukkan kira-kira 5g. yis ke dalam

bikar kecil yang berisi sedikit air suam.

Kacau campuran ini. Gaulkan supaya

bercampur rata.

3. Tutupkan botol plastik dengan gabus

yang mempunyai salur penghantar.

Pastikan hujung salur penghantar

dicelup ke dalam tabung uji yang

mengandungi air kapur.

http://www.methanol.org/

http://www.methanex.com/methanol/methanolinourlives.htm

http://www.methanex.com/methanol/methanolinourlives.htm



98

4. Biarkan campuran dalam botol selama

tiga hari. Catatkan sebarang

pemerhatian.

5. Selepas tiga hari, turas hasil penapaian

dengan menggunakan kain nipis.

Kumpulkan hasil turasan ke dalam

bikar.

Penyulingan etanol

1. Masukkan hasil turasan ke dalam

kelalang dasar bulat. Tambah beberapa

serpihan porselin.

2. Sulingkan hasil turasan.

3. Kumpulkan cecair yang tersuling keluar

pada kira-kira 75o-85o

Pembakaran etanol

o Bahan-bahan:

Penunu Bunsen, mangkuk penyejat, corong

turas, tabung uji, tiub getah, salur

penghantar, etanol, dan air kapur.

o Langkah-langkah:

1. Tuangkan 1 cm3 etanol ke dalam

mangkuk penyejat. Nyalakan etanol

dengan menggunakan mancis. Catatkan

warna nyalaan.

2. Isikan air sejuk ke dalam bikar kecil.

Pegang bikar tersebut di atas nyala api.

Catatkan sebarang pemerhatian pada

dasar bikar.

3. Sambungkan salur penghantar ke corong

turas. Rendamkan hujung satu lagi salur

penghantar ke dalam air kapur dalam

tabung uji. Pegang corong turas tersebut

di atas nyala api. Catatkan sebarang

pemerhatian.

Menentukan haba pembakaran metanol

dan etanol

o Bahan dan radas:

Tin, termometer, pelita, kaki retort,

pengapit, silinder penyukat, pengadang

angin, neraca, metanol dan etanol

o Langkah-langkah:

1. Sukat 250 cm3 air ke dalam tin kuprum

dengan menggunakan silinder penyukat.

Catatkan suhu air.

2. Masukkan lebih kurang 100 cm3

metanol ke dalam pelita. Timbang

pelita yang mengandungi metanol.

3. Nyalakan pelita dan panaskan air dalam

tin kuprum sehingga suhunya menngkat

sebanyak lebih kurang 30o. Pastikan api

pelita mencecah hampir kepada dasar tin

kuprum.

4. Padamkan pelita dan timbang dengan

segera.

5. Teruskan mengacau air dalam tin

kuprum dan catatkan suhu tertinggi yang

tercapai.

6. Ulang untuk etanol.

7. Catatkan keputusan dalam satu jadual.

8. Tentukan haba pembakaran etanol dan

metanol.

6.1.5 Implikasi Sosial Topik

Antara cabaran yang kita hadapi pada masa

kini adalah berkaitan dengan alam sekitar.

Kita semua sedia maklum tentang tanggung

jawab menjaga dan menguruskan alam

untuk kesempurnaan hidup. Kesan/impak

pembebasan gas rumah hijau terhadap iklim

seharusnya diberikan tumpuan apabila

mencari alternatif kepada bahanapi

berasaskan petrol seperti gasolin dan diesel.

Kita juga perlu renung tentang keperluan

lain untuk kehidupan yang sihat seperti

udara yang bersih, air yang bersih, bahanapi

bersih dan boleh diperbaharui serta

‘biodegradable.’

Dengan bertambahnya bilangan penduduk

dan mutu kehidupan yang semakin baik,

semakin bertambah kebimbangan kita

tentang kemungkinan kekurangan bekalan

tenaga yang diperlukan untuk kegunaan

manusia. Kemajuan teknologi

membolehkan perkembangan dan penemuan

baru untuk mendapatkan sumber tenaga

alternatif. Sumber tenaga alternatif yang



99

boleh diperbaharui, bersih dan boleh

diharapkan (reliable) berbanding sumber

tenaga tradisi. Alkohol merupakan tenaga

alternatif yang popular sejak beberapa tahun

lalu. Henry Ford merupakan orang pertama

menggunakan alkohol sebagai bahan api.

Etanol dan metanol ialah dua jenis alkohol

yang digunakan sebagai bahanapi kenderaan

pengangkutan dan dijangka memainkan

peranan penting pada masa akan datang.

Etanol dan metanol merupakan sumber

tenaga alternatif jenis alkohol yang

dihasilkan melalui proses penapaian jagung

atau bahan-bahan berkanji seperti sorgum,

kentang dan tebu. Metanol (dikenali juga

sebagai ‘wood alcohol’) boleh dihasilkan

daripada pelbagai sumber biojisim seperti

kayu dan arang batu. Metanol memang

telah lama diakui mempunyai pelbagai

kegunaan sebagai bahan api dan mempunyai

kelebihan dari segi persekitaran, ekonomi

dan kepada pengguna. Kenderaan bermotor

seperti kereta, lori dan bas yang mengguna

metanol menunjukkan metanol dapat

mengambil alih tempat gasolin dan diesel

sebagai bahan api. Metanol agak sama

dengan gasolin dan boleh menggunakan

infrastruktur gasolin sedia ada. Tambahan

lagi bahanapi metanol akan dapat

mengurangkan pembebasan karbon dioksida

dari kenderaan dan mengurangkan jerebu

serta pencemaran udara.

RUJUKAN

Norbani Abdullah & Loh Wai Leng (1992).

Kimia Tingkatan 5. Petaling Jaya: Amiza

Publishing Sdn. Bhd.

United Nations (1993). Energy efficiency

in transportation. Alternatives for the

future. New York: United Nations

Publications.

Methanol production.

http://www.metanol.org/fuelcell/fact/climate

.html

Biologi Untuk Tingkatan 4


100

7. BIOLOGI UNTUK TINGKATAN 4

Sharifah Norhaidah Syed Idros

7.1 PENGGUNAAN MIKRO-

ORGANISMA DALAM

PENGHASILAN TENAGA

BIOJISIM

7.1.1 Pendahuluan

Dalam proses fotosintesis, tumbuhan

memerangkap tenaga cahaya

daripadapada matahari dan menukarnya

kepada bentuk tenaga kimia. Tenaga

terikat ini kemudiannya boleh ditukar

kepada bentuk elektrik, haba atau

bahanapi cecair menerusi penggunaan

pelbagai proses pengubahan. Bahan

organik yang boleh digunakan untuk

penghasilan tenaga begini dipanggil

biojisim, maka tenaga yang dihasilkan

disebut sebagai tenaga biojisim.

Biojisim merupakan satu sumber tenaga

yang sangat versatile. Contoh bahanapi

biojisim ialah kayu, serpihan kayu, saki-

baki hasil pertanian dan tanaman yang

ditumbuh khas untuk mendapatkan

tenaga. Tambahan juga, bahan buangan

pepejal perbandaran dan daripadapada

ternakan boleh ditukar kepada bahanapi

untuk digunakan dalam perindustrian,

pengangkutan dan juga penggunaan

domestik. Sistem-sistem biojisim terdiri

daripadapada dapur kecil yang

digunakan di rumah untuk pemanasan

dan memasak sehinggalah ke janakuasa

yang besar untuk penghasilan elektrik.

Mikro-organisme seperti bakteria, kulat

dan juga protozoa ialah seni dan hanya

boleh dilihat melalui penggunaan

mikroskop. Bidang bioteknologi

melibat penggunaan mikro-organisme

untuk menghasilkan bahan-bahan yang

berguna untuk manusia terutama sekali

dalam bidang perubatan, pertanian,

penghasilan bahan makanan,

pembuangan sisa dan industri-industri

lain. Bakterium lactobacillus akan

menukar susu kepada dadih manakala

ada sesetengah kulat dan bakteria dibiak

dalam alat penapai supaya rembesan

enzim daripadanya seperti amilase

digunakan untuk penghasilan coklat, jus

buah-buahan dan sirap dan protease

untuk melembutkan daging serta

dicampur bersama serbuk pembasuh

untuk mengeluarkan kotoran organik.

Sebagai alternatif terhadap penggunaan

bahanapi fosil, bidang bioteknologi telah

meneroka pelbagai cara untuk

mendapatkan tenaga biojisim secara

berkesan. Satu cara menggunakan

prinsip respirasi anerob ataupun

penapaian. Mikro-organisme anerob

diguna untuk menukarkan hasil

pertanian yang kaya dengan karbohidrat

seperti tebu, jagung, gandum, ubi

kentang ataupun sisa kertas kepada

etanol seperti yang ditunjukkan dalam

persamaan berikut. Walaupun tenaga

telah dibebaskan (ATP) tetapi

sebahagian besarnya (lebih kurang 93%)

masih lagi tersimpan dalam etanol.

C6 H12 O6 + 2 ADP + 2P1


Penggunaan etanol sebagai bahanapi-bio

atau gasohol telah diguna secara meluas

di Brazil yang memiliki bekalan minyak

terhad. Di Stockholm, Sweden

pengangkutan awamnya yang terdiri

daripadapada bas yang menggunakan

etanol sebagai ganti kepada petrol.

Biogas ataupun gas organik seperti

metana telah dihasilkan secara berkesan

melalui proses penapaian bahan

buangan ternakan, bahan buangan

manusia bahan kayu-kayan dan juga

tumbuhan kekacang seperti kacang soya

oleh mikro-organisme anerobik. Biogas

adalah campuran gas metana, karbon



101

dioksida dan kesan-kesan gas lain

seperti hidrogen sulfida.

Biogas boleh digunakan dalam

pembakaran injin dalaman untuk

menghasilkan elektrik dan sebagai

bahanapi untuk memasak dan memanas.

Gambarajah di bawah menunjukkan

rangka konsep satu sistem ringkas yang

menghasilkan biogas daripada bahan

buangan ternakan.

Metana juga telah diekstrak dengan

jayanya daripada kawasan pembuangan

sampah pepejal. Hasil respirasi anerob

oleh mikro-organisme gas yang

mengandungi komposisi metana yang

agak tinggi iaitu biasanya melebihi 50%

telah diperoleh.

Bidang bioteknologi juga telah

meneroka peluang untuk mendapatkan

bahanapi daripada hidrogen. Hidrogen

dapat dihasilkan daripada proses

fotolisis air dan cara ini adalah

berdasarkan gabungan sistem foto

tumbuhan bersama enzim hidrogenase

yang diterbit daripada bakteria dan

cahaya. Hidrogen sebagai bahanapi

merupakan sumber tenaga yang ideal

kerana adalah bersih dan tidak

mencemar.

7.1.2 Objektif Pengajaran Unit

▪ Memperkenalkan penggunaan

istilah biojisim, tenaga biojisim,

bioteknologi, gasohol dan biogas.


biojisim.

▪ Menerangkan aktiviti-aktiviti

bioteknologi dan kegunaannya

kepada manusia.

▪ Menerangkan peranan mikro-

organisme dalam penghasilan

tenaga biojisim.

▪ Menerangkan proses penapaian

dalam penghasilan tenaga biojisim.


tenaga biojisim dan kegunaannya.

▪ Meningkatkan kesedaran bahawa

sudah ada usaha yang pelbagai bagi

mencari alternatif kepada

penggunaan bahanapi fosil yang

kian menyusut.

7.1.3 Konsep-Konsep Utama

▪ Tenaga terikat dalam biojisim

Tenaga matahari yang diperangkap

melalui proses fotosintesis oleh

tumbuhan dan ditukar kepada tenaga

kimia dalamnya. Maka biojisim

merujuk kepada bahan yang

mengandungi sebahagian besarnya

daripada elemen-elemen karbon dan

hidrogen.

▪ Penggunaan mikro-organisme

secara baik.

Walaupun mikro-organisme boleh

membawa penyakit kepada manusia

namun ia juga boleh

dimanipulasikan dengan

Bahan

buangan

mentah

Tangki

pengumpul

Pencerna

BIOGAS



102

penggunaan bioteknologi untuk

dimanfaatkan dalam pelbagai cara

seperti dalam industri pemakanan,

perubatan dan rawatan bahan

kumbahan.

▪ Proses Penapaian

Respirasi anerob (tanpa oksigen) yang

dijalankan oleh mikro-organisme

untuk mendapatkan tenaga daripada

bahan organik. Selain daripada

tenaga (ATP) proses ini juga

menghasilkan etanol, karbon

dioksida dan haba. Etanol masih

mengandungi banyak tenaga yang

tidak dapat dibebaskan dalam proses

penapaian.

C6 H12 O6 + 2 ADP + 2P1


▪ Tenaga biojisim

Tenaga yang tersimpan dalam

elemen-elemen karbon dan hidrogen

pada bahan organik (biojisim).

Penggunaan pelbagai teknologi

boleh membebaskan tenaga

daripada elemen-elemen tersebut.

Tenaga yang dihasilkan dipanggil

tenaga biojisim. Etanol dan gas

metana adalah contoh tenaga

biojisim.

▪ Tenaga daripada bahan buangan

Bahan sisa pertanian, penternakan

dan bahan kumbahan manusia

mengandungi bahan organik yang

tinggi dan biasanya dibuang begitu

sahaja. Proses bioteknologi boleh

dieksploitasikan untuk mendapatkan

tenaga (tenaga biojisim) daripada

sumber-sumber begini dan sekaligus

mengurangkan kesan negatif

pembuangan sisa kepada alam

sekitar.



biojisim melalui aktiviti ‘Word

Search”

▪ Pengukuhan kefahaman istilah-

istilah melalui (a) melengkapkan

ayat dan (b) permainan silang kata.

▪ Mengimbas dan mengumpul


berkenaan usaha-usaha yang telah

dijalankan untuk mendapat tenaga

biojisim. Aktiviti ini perlu di

jalankan dalam kumpulan kecil.

▪ Mereka bentuk satu sistem ringkas

bagi mendapatkan tenaga biojisim

(contoh: mendapatkan gas metana)

daripada bahan buangan disekililing

sekolah. Aktiviti ini perlu dijalankan

dalam kumpulan kecil.


▪ Handout dalam bentuk ‘Word

Search’ dan silang kata.

▪ Kertas mahjong

▪ Sedikit ‘double-sided’ tape

▪ Pen marker

▪ Komputer yang ada capaian

kepada Internet



▪ Edarkan handout aktiviti yang

mengandungi ‘Word Search’

berkenaan contoh-contoh biojisim

yang telah disediakan terlebih

dahulu kepada setiap pelajar.

Aktiviti ini boleh dilakukan sebagai

pertandingan antara mereka.

▪ Aktiviti silang kata dan mengisi

tempat kosong boleh dilakukan

secara kumpulan kecil dan adakan

pertandingan antara kumpulan-

kumpulan tersebut. Pernyataan yang

mengandungi ruang kosong untuk

diisi oleh pelajar mestilah

disediakan terlebih dahulu. Bahan

ini adalah berkenaan dengan



103

pengukuhan penggunaan istilah-

istilah yang baru dipelajari.

▪ Pengumpulan maklumat daripada

Internet



o Setiap kumpulan dibekali


marker, sedikit ‘double-sided’

tape dan juga buku nota/buku

log.

o Pelajar-pelajar mestilah dibekali

dengan komputer yang ada

capaian kepada Internet. Pelajar

diminta untuk mencari,

mengumpul serta menyusun

maklumat yang mereka dapat ke

dalam buku nota. Pencarian

maklumat ini boleh dilakukan

selama 1-2 minggu.

o ** Ingatkan pelajar bahawa

mereka perlu juga mencari idea

untuk membuat aktiviti

pencarian Internet.

o Ringkasan daripada dapatan

mereka akan dipindahkan ke

kertas mahjong untuk

pembentangan di kelas.

o Perkara-perkara penting yang

harus diketengahkan adalah:

* jenis usaha yang sedang

dijalankan

* impak usaha tersebut terhadap

alam sekitar

* impak usaha tersebut terhadap

aktiviti masyarakat berkenaan

* pros dan cons usaha tersebut

daripada pandangan pelajar

o Mereka bentuk sistem

penghasilan tenaga biojisim





marker, sedikit ‘double-sided’

tape dan juga buku nota/buku

log.

o Pelajar-pelajar diminta

berbincang sesama mereka

berdasarkan dapatan pencarian


tentang mereka bentuk satu

sistem penghasilan tenaga

biojisim yang ringkas.

o Reka bentuk sistem tersebut

dilakar semula pada kertas

mahjong untuk dibentang di

depan kelas oleh setiap

kumpulan kecil.

o Hasil daripada perbincangan

kelas, pelajar boleh memilih

reka bentuk yang paling sesuai

untuk dijadikan satu projek

sekolah.


Bahanapi fosil seperti minyak, arang

dan gas asli merupakan sumber tenaga

utama bagi kegunaan manusia. Walau

bagaimanapun, bekalan sumber tenaga

ini menyusut iaitu tidak boleh

diperbaharui. Penggunaan bahanapi fosil

juga telah dikenalpasti sebagai

penyumbang utama terhadap gas-gas

yang menyebabkan pemanasan global

dan krisis alam sekitar yang lain.

Memandangkan bahawa keseimbangan

alam mungkin terjejas dengan teruknya

jika amalan begini diteruskan usaha-

usaha telah dijalankan untuk mencari

bahanapi alternatif yang lebih mesra

alam.

Bidang bioteknologi telah meneroka

pelbagai cara untuk mencari sumber

tenaga yang boleh diperbaharui tetapi

unit pengajaran ini mengehadkan

perbincangan terhadap usaha-usaha

yang melibatkan peranan mikro-



104

organisme dalam penghasilan tenaga

biojisim.

Langkah-langkah yang telah

dibincangkan seperti penapaian bagi

penghasilan etanol, pengekstrakan

metana dan seterusnya daripada biojisim

merupakan jalan yang telah

disingkatkan oleh kemudahan

bioteknologi yang kalau tidaknya akan

mengambil masa yang sangat lama

untuk ditukarkan kepada bahanapi fosil.

Walau bagaimanapun perkembangan

dalam bioteknologi sangat bergantung

kepada kuasa pasaran sedunia dan

teknologi-teknologi saingan.

Tekanan masyarakat yang lebih peka

terhadap mahu akan alam sekitar yang

bersih dan seimbang akan memainkan

peranan yang kuat dalam menentukan

arah usaha sebegini.

Biojisim menyerap karbon dioksida

semasa pertumbuhan dan

membebaskannya semula semasa

pembakaran. Maka boleh dikatakan

bahawa telah berlaku pengitaran semula

karbon di atmosfera dan cara ini tidak

menyumbang kesan rumah hijau

(pemanasan global). Tetapi usaha untuk

menanam pokok-pokok untuk tujuan

menjadi sumber biojisim telah

dipersoalkan.

Hal ini adalah kerana penebangan

pokok-pokok telah dikaitkan pula

dengan pembebasan gas karbon dioksida

setinggi 15-20% dan daripada

pengubahan penggunaan tanah.

Pengurusan tanah untuk tujuan ini pun

perlu diberi pertimbangan yang rapi.

Penukaran kepada penggunaan tenaga

biojisim ada potensi untuk banyak

membawa peluang pekerjaan kepada

negara/komuniti yang terlibat tetapi

sebaliknya ia juga bermakna bahawa

pekerjaan mereka yang terlibat dalam

penggalian bahanapi fosil terjejas.

Fizik Untuk Tingkatan 5


8. FIZIK UNTUK TINGKATAN 5

Ahmad Nurulazam bin Md. Zain

8.1 PENGGUNAAN TENAGA

ELEKTRIK SECARA CEKAP

8.1.1 Pendahuluan

Penjanaan tenaga elektrik memerlukan

penggunaan sumber-sumber bahan api yang

semakin berkurangan dan bagi penggunaan

tenaga hidro ia melibatkan kos yang tinggi.

Hal ini bermakna, sebagai pengguna kita

seharusnya prihatin terhadap isu-isu yang

berkaitan dengan penggunaan tenaga elektrik

secara cekap. Perlu dijelaskan di sini yang

penjimatan tenaga tidak semestinya

bermaksud lebih cekap dalam penggunaan

tenaga. Sebagai contoh, mengguna lampu

pinjar 60 watt berbanding lampu pinjar 100

watt untuk menerangkan suatu bilik sudah

tentu menjimatkan tenaga, tetapi lampu 60

watt masih tidak cekap.

Lebih daripada 8% tenaga elektrik yang

digunakan terbazir disebabkan oleh

rekabentuk sesuatu peralatan elektrik yang

kurang cekap. Hal ini tidak termasuk tenaga

elektrik yang terbazir disebabkan perbuatan

membiarkan peralatan beroperasi dalam

jangka masa yang panjang. Tenaga elektrik

diperolehi dengan kos penjanaan yang agak

mahal, iaitu lebih kurang 8 kali ganda harga

arang batu dan 6 kali ganda harga gas. Oleh

itu, bahan api yang mahal ini harus

digunakan dengan bijak dan cekap.

Sesuatu motor dalam peralatan elektrik

menggunakan tenaga elektrik yang agak

besar. Jika motor yang digunakan

mempunyai kecekapan yang tinggi, banyak

wang ringgit yang boleh dijimatkan

sepanjang hayat peralatan tersebut. Tenaga

elektrik juga boleh terlesap pada kabel dan

pendawaian peralatan elektrik. Peralatan

yang menggunakan kabel dan pendawaian

yang mengikut peraturan minimum

bermakna baziran yang lebih besar. Hal ini

juga melibatkan pemanasan berlebihan pada

kabel. Dengan memasang kabel yang lebih

besar dan pendawaian yang lebih baik boleh

menjimatkan tenaga walaupun

melibatkan kos yang lebih tinggi.

Perlu diberi penekanan bahawa motor

elektrik yang piawai ialah suatu peranti

yang cekap dengan kecekapan

kebanyakannya melebihi 80%. Walau

bagaimanapun, disebabkan penggunaan

tenaga elektrik yang agak tinggi,

peningkatan kecil dalam kecekapan

boleh membawa kesan yang ketara

terhadap kos penggunaannya.

Kecekapan suatu motor elektrik

bergantung kepada pemilihan bahan

yang digunakan untuk teras dan lilitan

dalam motor, susunan fizikalnya, dan

penjagaan dan penelitian tentang

pemasangan dan pengendalian motor

tersebut.

Baziran boleh dikategorikan kepada dua

kumpulan, iaitu yang tak bergantung

kepada beban (atau baziran malar) dan

yang meningkat dengan beban. Faktor

yang mempengaruhi kecekapan adalah

tersenarai di dalam jadual di bawah ini:

Faktor Baziran

Kandungan

konduktor

Bergantung

kepada beban

Keluli bermagnet Malar

Rekabentuk terma Bergantung

kepada beban

Rekabentuk

aerodinamik

Malar

Pembuatan dan

pengawalan kualiti

Malar

Peningkatan dalam kecekapan selalunya

diikuti dengan peningkatan dalam faktor

kuasa. Faktor kuasa yang lemah

berlaku apabila arus beban tidak dalam

fasa dengan bekalan voltan. Perkara ini

menyebabkan magnitud arus (kuantiti

vektor) meningkat. Meter kuasa yang

digunakan oleh Syarikat Elektrik

Daerah (Regional Electricity

Companies) adalah dalam unit kWh,



iaitu hasil pendaraban bagi bekalan voltan,

arus berfasa dan masa.

Kecekapan ialah istilah yang boleh

digunakan untuk sesuatu peralatan seperti

cerek elektrik. Dalam konteks ini,

kecekapan cerek ialah satu pengukuran

berapa banyak tenaga dipindahkan ke cerek

dan seterusnya dipindahkan untuk

memanaskan air. Jika ianya mempunyai

peratusan yang tinggi, dan sedikit tenaga

dipindahkan yang menyebabkan bunyi,

getaran atau memanaskan cerek itu sendiri

dan persekitarannya, cerek itu dikatakan

sangat cekap.

Kuasa input bagi sesuatu peralatan elektrik

boleh dikirakan dengan persamaan di bawah

ini:

atau

dimana unit yang digunakan dalam

pengiraan untuk kuasa input, kuasa output

dan pengkelasan motor ialah kW.

Kos tenaga elektrik untuk sepanjang tahun

boleh dikirakan dengan persamaan di bawah

ini:

dimana unit input (kuasa) ialah kW dan unit

masa ialah jam.

Berikut ialah beberapa panduan yang harus

diamalkan terhadap penggunaan tenaga

elektrik secara cekap dan dengannya dapat

menjimatkan elektrik.

▪ Lampu:

o Gunakan lampu pendaflour dan

bukan lampu pinjar. Lampu

pendaflour adalah lebih kurang

empat kali lebih cekap daripada

lampu pinjar. Hanya 2% tenaga

elektrik yang digunakan berubah

menjadi cahaya bagi lampu pinjar.

Baki 98% menjadi haba

menyebabkan keadaan persekitaran

menjadi panas.

o Gunakan palang pengimbang

atau ‘ballast’ yang kurang

kehilangan tenaga. Palang

pengimbang ialah satu peralatan

untuk lampu pendaflour

membolehkannya dinyalakan

dengan menyebabkan atom-

atom gas yang terdapat di dalam

lampu tersebut teruja dan

seterusnya menyala.

o Gunakan cahaya daripada

matahari seboleh-bolehnya

untuk pencahayaan.

o Padamkan lampu jikalau tidak

diperlukan.

o Bersihkan mentol sekurang-

kurangnya tiga bulan sekali.

o Pastikan lantai, dinding dan

siling dicat dengan warna cerah.

▪ Peti Sejuk:

o Pilih peti sejuk yang

menggunakan kurang tenaga

elektrik dengan saiz yang sama.

o Pilih peti sejuk yang

mempunyai lebih dari satu

pintu.

o Semasa mengambil sesuatu dari

peti sejuk, pastikan pintunya

tidak terbuka terlalu lama

kerana ini membolehkan haba

panas memasuki peti sejuk.

o Jangan masukkan makanan

yang panas ke dalam peti sejuk.

Perbuatan ini akan

menyebabkan peti sejuk itu

kecekapan

bebanmotornpengkelasainputkuasa

kecekapan

outputkuasainputkuasa

%

100

kWh

kosmasainputtahunantenagakos



terpaksa beroperasi berlebihan

daripada kebiasaannya.

▪ Penyaman Udara:

o Pilih penyaman udara yang

mempunyai kadar kecekapan

tenaga atau ‘Energy Efficiency

Ratio’ (EER) yang tinggi. EER

yang tinggi adalah lebih cekap dan

kurang menggunakan tenaga

elektrik.

o Pilih penyaman udara yang

bersesuaian dengan saiz bilik

tempat ia dipasang.

o Semasa menggunakan penyaman

udara, pastikan semua pintu dan

tingkap tertutup supaya udara sejuk

tidak keluar dari bilik dan

menyebabkan penyaman udara itu

beroperasi berlebihan daripada

sepatutnya.

o Jangan melaraskan suhu yang

diperlukan terlalu rendah. Biasanya

suhu pada tahap 25C adalah

memadai.

o Pasang tirai, langsir atau bumbung

kecil pada tingkap bagi

menghalang pancaran terus

matahari supaya suhu bilik tidak

meningkat.

o Semasa menggunakan penyaman

udara, gunakan kipas angin

bersama. Hal ini

membolehkan udara sejuk

tersebar dengan lebih

menyeluruh dan cepat dalam

bilik tanpa memerlukan

penyaman udara beroperasi

dengan berlebihan.


o Diharapkan pelajar dapat

membezakan istilah

penjimatan tenaga dan

kecekapan tenaga.


menggunakan formula kuasa

input untuk menyelesaikan

masalah yang diberi.


menggunakan formula kos

tenaga elektrik tahunan untuk

menyelesaikan masalah yang

diberi.


menyatakan dengan jelas

amalan-amalan yang

menyumbang kepada

penggunaan tenaga elektrik

secara cekap.

8.1.3 Konsep Utama

Penekanan bagi topik ini ialah terhadap

pentingnya penggunaan tenaga elektrik

secara cekap untuk memastikan risab

sumber tenaga yang ada dapat

digunakan untuk jangka masa yang

lebih panjang.


Aktiviti ini bertujuan untuk

membolehkan pelajar mengkaji amalan

penggunaan lampu, kipas angin, cerek

elektrik, televisyen, dan peti sejuk di

sekolah.

8.1.5 Bahan

Pensil dan kertas.




Berikut ialah langkah-langkah bagi

menjalankan aktiviti ini:

1. Dengan pensil dan kertas pelajar

dikehendaki berjalan di seluruh satu

bangunan sekolah dan perhatikan lokasi

alat-alat elektrik yang tersedia digunakan

sama ada bersesuaian atau pun tidak.

2. Perhatikan sama ada terdapat sawang

atau habuk pada alat-alat elektrik

tersebut.

3. Perhatikan warna yang digunakan untuk

lantai, dinding dan siling.

4. Perhatikan alat-alat seperti lampu atau

kipas angin yang sedang dipasangkan

tetapi tiada orang yang menggunakannya

atau berada di tempat tersebut.

5. Pelajar dikehendaki membincang dan

merumuskan amalan-amalan

penggunaan alat-alat elektrik di

bangunan tersebut.


Tenaga elektrik boleh dihasilkan melalui

pelbagai cara dan sumber. Di negara kita

tenaga elektrik dijanakan oleh empat jenis

loji penjanaan elektrik utama iaitu loji

penjanaan elektrik terma, hidro, diesel, dan

turbin gas. Loji penjanaan elektrik terma,

diesel dan gas menggunakan sumber fosil

seperti minyak, gas atau arang batu sebagai

bahan api. Manakala loji penjana elektrik

hidro tidak memerlukan sebarang bahan api.

Buat masa ini, tenaga elektrik yang

dihasilkan di negara kita, 71 peratus

daripadanya dijanakan dengan sumber gas

asli. Selebihnya dihasilkan dengan sumber

lain seperti minyak, arang batu dan kuasa

hidro. Jadual di bawah menunjukkan agihan

tersebut.

Sumber Penjanaan Peratus

Gas 71.4

Hidro 11.6

Minyak 8.8

Arang Batu 7.6

Lain-lain 0.6

Sumber gas asli yang ada di negara ini

dipercayai boleh menampung keperluan

untuk tempoh sehingga 50-60 tahun

sahaja lagi, sekiranya penggunaannya

dikawal dan dirancang dengan baik.

Sementara itu, sumber minyak pula

dijangka dapat menampung keperluan

bagi tempoh selama 20 – 30 tahun.

Negara kita tidak mempunyai banyak

sumber arang batu. Manakala sumber

tenaga hidro memerlukan kos

pembinaan yang amat tinggi dan

kawasan yang berpontensi terdapat di

kawasan pedalaman negeri Sabah dan

Sarawak.

Berdasarkan perbincangan di atas, jelas

sekali menunjukkan yang sumber

tenaga yang diperlukan untuk menjana

tenaga elektrik akan terus berkurangan.

Sekiranya ia berterusan dan permintaan

tenaga elektrik tidak dapat dipenuhi,

pembangunan negara pada masa

hadapan besar kemungkinan akan

terjejas. . Hal ini bermakna pelajar

sebagai rakyat negara ini haruslah sedar

betapa pentingnya mengamalkan

penggunaan tenaga elektrik secara

cekap. Sikap dan amalan yang baik ini

hendaklah dipupuk daripada bangku

sekolah lagi.

Rujukan

Callcut, V., Chapman, D., Heathcote,

M. dan Parr, R. (1997). Electrical

Energy Efficiency, Kuala Lumpur:

Copper Development Centre,

Department of Elctricity and Gas

Supply Malaysia.

Halidday, D., Resnick, R., dan Walker,

J. (1993). Fundamentals of Physics,

New York: John Wiley & Sons.

Jabatan Bekalan Elektrik dan Gas

Malaysia (2000). Statistik Industri

Bekalan Elektrik Malaysia Edisi Tahun

2000, Kuala Lumpur: Percetakan

Warni.

Kannan, K.S. (2000). Kecekapan

Tenaga, Tenaga Yang Boleh

Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga.

Kamarulazizi Ibrahim dan Zul Azhar



Zahid Jamal (Ed.), Pulau Pinang: CETREE.

Osborne, J. dan Freeman, J. (1989).

Teaching Physics, Cambridge: Cambridge

University Press.

8.2 PENGGUNAAN TENAGA

ELEKTRIK DAN ALAM SEKITAR

8.2.1 Pendahuluan

Seperti yang telah dibincangkan sebelum ini

proses penjanaan tenaga elektrik

memerlukan penggunaan bahan api seperti

minyak, gas dan arang batu atau pun tenaga

hidro. Bahan api yang digunakan ialah

bahan api fosil yang terdapat di dalam bumi

yang terbentuk kira-kira 150 hingga 300 juta

tahun dahulu.

Dalam proses penjanaan tenaga elektrik

(rujuk kepada rajah di bawah), bahan api

fosil dibakar dan akan menghasilkan gas

seperti karbon dioksida, karbon monoksida,

nitrogen oksida dan sulfur dioksida serta

partikel dan logam toksik. Kesemua hasil

pembakaran bahan api fosil boleh

menyebabkan pencemaran alam sekitar dan

menjejaskan kesihatan dan keselesaan hidup

kita jika keadaan tidak terkawal.

Karbon dioksida iaitu gas rumah hijau

yang dibebaskan ke atmosfera hasil

pembakaran bahan api fosil

menyebabkan kuantiti karbon dioksida

bertambah dengan begitu banyak

kebelakangan ini. Setiap tahun,

pembakaran bahan api fosil di seluruh

dunia menyebabkan bertambahnya

karbon dioksida lebih kurang 30 bilion

ton. Kebanyakan saintis percaya

pertambahan gas karbon dioksida di

atmosfera menyebabkan pemanasan

global dan sekiranya keadaan ini

berterusan selama tiga puluh tahun lagi,

suhu dunia akan meningkat sehingga

4.50C dan ini akan menyebabkan

kenaikan paras laut sekitar 30

sentimeter akibat pencairan glasier.

Pemanasan global juga akan

menyebabkan berlakunya perubahan

cara hidup habitat termasuk

mikroorganisme dan akibatnya ini akan

menyebabkan perubahan terhadap

sistem ekologi yang ada.

Keamatan sinaran suria yang teresap di

bumi adalah dalam julat jarak

gelombang yang agak pendek. Apabila

permukaan bumi menjadi panas, bumi

pula memainkan peranan menyinar

semula tenaga yang terserap ke

arang batu

dandang turbin generator elektrik



atmosfera. Walau bagaimanapun, bumi

menyinarkan tenaga haba pada jarak gelombang

yang lebih panjang. Karbon dioksida dan wap

air dalam atmosfera menyekat laluan sinaran

yang berjarak gelombang panjang tersebut dan

akhirnya menyebabkan fenomena ‘Kesan

Rumah Hijau’ berlaku. Kesan ini boleh

ditunjukkan dengan kereta yang diletakkan di

bawah matahari yang panas terik dengan

kesemua tingkapnya bertutup rapat. Jika berada

didalamnya, kesan ini boleh dirasai terus

menerus. Dalam contoh ini, kaca tingkap

memainkan peranan sebagai lapisan atmosfera

yang hanya membenarkan sinaran berjarak

gelombang pendek sahaja menembusinya dan

menyekat laluan sinaran terma berjarak

gelombang panjang yang terhasil dari dalam

kereta tersebut.

Satu lagi masalah yang disebabkan oleh

pembakaran bahan api fosil ialah hujan asid.

Gas sulfur dioksida yang dibebaskan ke

atmosfera akan larut di dalam air hujan dan

menjadi asid sulfurik.

22 SOOarangbatudalamS

322 22 SOOSO

4223 SOHOHSO

Asid nitrik juga terdapat dalam hujan asid. Gas

nitrogen dioksida yang dibebaskan ke atmosfera

akan larut di dalam air hujan dan menjadi asid

nitrik seperti ditunjukkan di bawah ini.

22 HNOOHNO

322 HNOOHNO

Asid nitrik dan sulfurik ini akan turun bersama-

sama dengan air hujan sebagai hujan asid dan

akan:

1. Mencemarkan sumber bekalan air,

contohnya air sungai.

2. Memusnahkan ekologi akuatik.

3. Menjejaskan keseimbangan alam.

4. Menyebabkan pertumbuhan pokok-

pokok terbantut.

5. Mengakis struktur besi dan

merosakkan dinding batu bangunan.

Penggunaan tenaga hidro untuk menjanakan

tenaga elektrik secara besar-besaran juga

mempunyai kesan yang buruk kepada alam

sekitar. Pembangunan yang dijalankan di

kawasan berkenaan boleh menyebabkan

hakisan tanah yang ketara, dan lumpur

dimendapkan ke dasar tasik empangan.

Hakisan tanah boleh menyebab tanah runtuh

yang membahayakan lebih-lebih lagi di

kawasan perumahan atau awam. Pemendapan

pula akan mencetekkan tasik berkenaan dan

menyebabkan keupayaan janakuasa

hidroelektrik berkenaan menurun dan secara

tidak langsung kos operasinya meningkat.

Pembinaan empangan yang besar bagi menjana

elektrik telah menenggelamkan beribu-ribu

hektar tanah di sebelah hulunya menyebabkan

ramai penduduk terpaksa berpindah daripada

tempat tinggal mereka, misalnya di Temenggor,

Perak dan Bakun, Sarawak. Dengan terbinanya

empangan yang besar ini, banyak kawasan-

kawasan pertanian dan hutan serta habitat

hidupan liar telah musnah untuk selama-

lamanya. Secara ringkasnya dipaparkan

kebaikan dan keburukan tenaga hidro di dalam

jadual di bawah ini.




1. Diharapkan pada akhir pelajaran pelajar

dapat menyatakan penjanaan tenaga

elektrik berdasarkan jenis bahan api yang

berlainan seperti minyak, gas, arang batu

dan sumber hidro.

2. Diharapkan pada akhir pelajaran pelajar

dapat membincangkan kesan terhadap alam

sekitar akibat penjanaan tenaga elektrik

daripada bahan api fosil dan juga hidro.

3. Diharapkan pelajar dapat mengutarakan

pandangan mereka terhadap penggunaan

bahan api fosil dan hidro untuk menjana

tenaga elektrik.

8.2.3 Konsep Utama

Penekanan bagi topik ini ialah terhadap kesan

secara langsung kepada alam sekitar akibat

penjanaan tenaga elektrik menggunakan bahan

api fosil dan tenaga hidro.


Perbincangan bertajuk “Pengguna Elektrik

Terbesar”


Berikut ialah langkah-langkah untuk


1. Bahagikan pelajar kepada beberapa

kumpulan kecil lebih kurang 4-6 orang

satu kumpulan dan minta mereka

bincang kesan terputusnya bekalan

elektrik ke tempat-tempat berikut:

▪ Hospital

▪ Panggung wayang

▪ Sekolah

▪ Balai polis

▪ Bank

▪ Kilang

▪ Persimpangan jalan

2. Minta setiap pelajar menulis satu cerita

atau esei pendek berkenaan dengan

kesan terputusnya bekalan elektrik ke

tempat yang kumpulannya bincangkan.

3. Minta pelajar bincangkan keadaan

tempat yang tidak ada bekalan elektrik

dari aspek cara hidup penduduk di situ

dan juga keadaan alam sekitar.

4. Seterusnya pelajar diminta

membincangkan satu senario yang

mereka akan membangunkan satu

kawasan baru di pedalaman untuk

dijadikan satu bandar baru. Fokus

perbincangan ini ialah untuk

menentukan sumber tenaga yang sesuai

digunakan dalam penjanaan elektrik.

5. Setelah perbincangan selesai minta

setiap kumpulan menyampaikan hasil

perbincangan masing-masing dengan

menunjukkan skematik perancangan

kawasan baru tersebut.

Kebaikan Tenaga Hidro

Keburukan Tenaga Hidro

· Banyak, bersih, dan selamat · Mempunyai impak yang signifikan

kepada environmen

· Mudah disimpan di empangan · Tidak dapat digunakan sekiranya

kekurangan air

· Cara yang tidak begitu mahal untuk

menjanakan elektrik

· Lokasi yang sesuai untuk membina

empangan sudah tiada

· Memberi tempat rekreasi untuk

memancing dan sebagainya.



6. Semua pelajar diminta membuat

keputusan bagi langkah 4 dan

memberikan cadangan lain jika

bertentangan pendapat setelah semua

kumpulan selesai menjelaskan

pendirian masing-masing.


Penjanaan tenaga elektrik memberikan kesan

yang negatif terhadap alam sekitar. Antara

kesannya ialah terhadap pencemaran dan

juga kemusnahan kepada habitat liar.

Kemusnahan ini menyebabkan kemudaratan

yang terpaksa dihadapi untuk menjalani

kehidupan dalam keadaan yang selesa.

Sudah tentu kita tidak sanggup bergelap di

waktu malam tanpa elektrik. Gambarkan

ketidakselesaan yang mungkin timbul

sekiranya ini berlaku, seperti tiada lampu,

kipas angin tidak berputar, tidak dapat

menonton televisyen, dan lain-lain lagi.

Bagaimanapun, penyelesaian untuk

mengatasi masalah pencemaran dan hujan

asid disebabkan oleh penjanaan tenaga

elektrik secara konvensyen tidak mudah

dicapai.

Satu perkara yang perlu diberikan perhatian

ialah terhadap penjimatan tenaga dan juga

kecekapan tenaga yang telah dibincangkan

sebelum ini. Kita seharusnya memberikan

penekanan terhadap penjimatan tenaga dan

kecekapannya supaya sumber tenaga yang

ada dapat dimanfaatkan dengan lebih lama

lagi. Hal ini adalah kerana sumber-sumber

ini tidak boleh diperbaharu. Ada dua cara

yang harus dilakukan iaitu:

1. Kurangkan penggunaan tenaga dengan

melibatkan semua pihak supaya tidak

membazir dalam penggunaan tenaga

elektrik, seperti menutup semua suis

lampu atau alat-alat elektrik lain yang

tidak digunakan dan melaraskan

termostat penyaman udara pada 250C.

2. Membangunkan alat-alat elektrik yang

lebih cekap. Hal ini bermaksud

membangunkan alat-alat elektrik yang

memindahkan semaksimum tenaga untuk

melakukan kerja yang dikehendaki

dengan sedikit kesan sampingan baziran

seperti pemanasan dan kebisingan.

Perkara ini boleh dilakukan dengan

berbagai-bagai cara contohnya, menebat

unit sistem dengan lebih baik.

Pelajar harus sedar yang penjanaan elektrik

dengan hidro mini, satu sumber tenaga

alternatif yang harus dipertimbangkan kerana

ia tidak memudaratkan alam sekitar dan

boleh dikatakan mesra alam. Ini

bertentangan dengan perbincangan sebelum

ini, iaitu berkaitan sumber tenaga hidro yang

besar yang memberikan kesan yang negatif

kepada alam sekitar.

Saintis dan jurutera telah dan sedang

berusaha untuk menjanakan tenaga elektrik

menggunakan tenaga diperbaharui iaitu

tenaga suria secara terma dan fotovolta,

angin, biojisim dan geoterma. Hasilnya

sudah mula digunakan di negara kita

terutamanya dengan menggunakan biojisim,

suria terma dan sel suria. Tenaga biojisim

sudahpun mula digunakan di estet-estet

kelapa sawit dimana sisa kelapa sawit

digunakan sebagai bahan api Banyak

kawasan pedalaman juga sudahpun

menggunakan tenaga sel suria fotovolta

sebagai sumber elektrik seperti telefon,

lampu, dan lain-lain. Terdapat juga sumber

tenaga hibrid yang menggunakan tenaga sel

suria dan enjin diesel. Di bandar-bandar

pula, banyak pemanas air suria telah

dipasang di bumbung rumah-rumah yang

menggunakan sinaran terus suria.

Dalam rancangan Malaysia Kelapan,

kerajaan telah mengumumkan tenaga

diperbaharui sebagai sumber tenaga kelima

negara. Bagaimanapun, penggunaan sel suria

masih sedikit dan lebih berbentuk projek

pembangunan untuk saintis dan jurutera

untuk mengkaji dengan lebih lanjut supaya

dapat menghasilkan satu sistem penjanaan

tenaga elektrik yang lebih cekap dan

ekonomik. Hal ini merupakan satu usaha

murni yang harus diberi galakan dan

sokongan dari semua pihak supaya generasi

akan datang dapat terus menikmati tenaga

elektrik tidak kira sama ada daripada sumber

tenaga konvensyen atau sumber tenaga

diperbaharui.

Rujukan

Mohd. Yusof Hj. Othman dan

Kamaruzzaman Sopian (2000). Tenaga dan



Alam Sekitar, Tenaga Yang Boleh

Diperbaharui dan Kecekapan Tenaga.

Kamarulazizi Ibrahim dan Zul Azhar Zahid

Jamal (Ed), Pulau Pinang: CETREE.

American Association for the Advancement

of Science (1993). Benchmarks for Science

Literacy. New York: Oxford University

Press.

8.3 PENYELENGGARAAN ALAT-

ALAT ELEKTRIK DAN

PENJIMATAN TENAGA

8.3.1 Pendahuluan

Topik ini merupakan kesinambungan daripada

topik sebelum ini iaitu amalan-amalan

penggunaan tenaga elektrik secara cekap.

Seperti yang telah dibincangkan sebelum ini,

terdapat perbezaan maksud penjimatan tenaga

dan kecekapan tenaga. Fokus topik ini ialah

penjimatan tenaga dengan memastikan alat-

alat elektrik diselenggara dengan baik.

Sebelum menjelaskan dengan lebih lanjut

berkenaan penyelenggaraan alat-alat elektrik

pelajar seharusnya diimbas semula dengan

pengiraan kos penggunaan tenaga elektrik

yang sudah dipelajari semasa tingkatan 3.

Adalah sesuai sekali untuk menjelaskan yang

perkakas elektrik lazimnya dilabelkan dengan

voltan olahan dan kuasanya. Unit bagi voltan

ialah volt (V) dan kuasa ialah watt (W).

Jumlah tenaga elektrik yang bertukar kepada

bentuk lain dalam satu saat oleh sesuatu alat

elektrik dinamakan kuasa alat elektrik.

Oleh itu,

Unit bagi kuasa ialah watt (W) dan unit bagi

tenaga ialah joule (J).

111 JsW

Sebagai contoh, sekiranya satu cerek elektrik

550 W digunakan untuk 20 minit, jumlah

tenaga elektrik yang digunakan boleh dikira

seperti berikut:

J

J

sMasaWKuasaElektrikTenaga

5106.6

000660

6020550

Di negara kita, Tenaga Nasional Berhad

menggunakan unit kilowattjam (kWj) untuk

mengira jumlah tenaga elektrik yang

digunakan oleh orang ramai.

Unit tenaga elektrik boleh dikira

menggunakan persamaan berikut:

jammasakWkuasaelektriktenaga

Masa

ElektrikTenagaElektrikKuasa

MasaKuasaTenaga



Jadual di bawah menunjukkan kos

menggunakan alat-alat elektrik yang digunakan

setiap hari.

ALAT

ELEKTRIK KUASA KOS

Cerek elektrik

2400 Watt 2 sen

seliter

Pemanas air

2000 Watt 0.6 sen

seminit

Penyejuk beku

330 Watt 45 sen

sehari

Sterika elektrik

1000 Watt 0.4 sen

seminit

Penyaman

udara

1.0 H.P 19 sen

sejam

Ketuhar

gelombang

mikro

1300 Watt 0.5 sen

seminit

Periuk elektrik

1000 Watt 0.38 sen

seminit

TV warna

70 cm

100 Watt 3 sen sejam

Pembersih

hampagas

550 Watt 0.25 sen

seminit

Dapur elektrik

1500 Watt 0.6 sen

seminit

Peti sejuk

550 Watt 75 sen

sehari

Kesemua alat elektrik tersebut diharapkan

berfungsi dengan baik supaya ia cekap dan

dengan itu membolehkan kita menjimatkan

tenaga elektrik. Satu perkara yang perlu

diberikan perhatian untuk memastikan alat

elektrik tersebut berada dalam keadaan yang

baik adalah dengan mengikut prosedur untuk

menyelenggarakannya.

Di sini akan dibincangkan prosedur

penyelenggaraan tiga alat elektrik yang

terdapat di rumah iaitu lampu, peti sejuk dan

penyaman udara. Untuk lampu perkara utama

yang harus dilakukan ialah memastikan ia

tidak berhabuk. Bermakna mentol lampu

yang berhabuk hendaklah dibersihkan setiap

tiga bulan sekali. Juga terendak lampu

tersebut hendaklah dibersihkan sekurang-

kurangnya tiga bulan sekali supaya kita

mendapat cahaya yang lebih terang. Dengan

melakukan ini diharapkan kita tidaklah perlu

memasang banyak lampu pada sesuatu masa

untuk menerangkan rumah atau bilik darjah.

Justeru, kita dapat menjimatkan tenaga

elektrik keseluruhan yang kita gunakan

dengan begitu mudah samada di rumah atau di

sekolah.

Satu lagi alat elektrik yang harus

diselenggarakan ialah peti sejuk. Untuk peti

sejuk disenaraikan langkah-langkah yang

harus dilakukan untuk menyelenggarakannya:

1. Bersihkan bekas ruang penyimpan

utama dan bekas sayur serta tidak lupa

bekas pembeku di dalam peti sejuk

setiap bulan.

2. Bersihkan lingkaran di belakang peti

sejuk setiap bulan. Bersihkannya

dengan berus bukan-logam.

3. Bersihkan sirip kondensasi dan plat di

dalam peti sejuk setiap bulan. Elakkan

pembentukkan ais pada bila-bila masa.

4. Setiap enam bulan dapatkan khidmat

juruteknik peti sejuk bertauliah untuk

memeriksa cas peti sejuk dan

membetulkan Kitaran Pencairan Air

Batu Automatik.

5. Pastikan gasket pintu peti sejuk anda

tidak bocor kerana gasket akan

mengeras selepas beberapa tahun

penggunaannya menyebabkan ia

kurang melekat pada permukaan pintu.



Penyaman udara merupakan satu alat

elektrik yang telah banyak digunakan di

rumah-rumah kediaman dan perpustakaan

sekolah. Bagaimanapun, ramai pengguna

tidak memberikan perhatian untuk

menyelenggarakannya seperti yang

dicadangkan. Berikut ialah langkah-

langkah yang harus dilakukan untuk

menyelenggarakanya:

1. Penapis udara unit bahagian

dalaman hendaklah dibersihkan

sebulan sekali kerana penapis udara

yang kotor akan membekukan

gelung penyejuk, mengurangkan

pengaliran udara dan kapasiti

pendinginan.

2. Mengeluarkan kotoran yang

mungkin terdapat antara kepingan

sirip hendaklah dilakukan

sekurang-kurangnya satu bulan

sekali.

3. Mendapatkan khidmat juruteknik

penyaman udara yang bertauliah

untuk memeriksa tekanan gas

setahun sekali.

4. Mendapatkan khidmat juruteknik

penyaman udara yang bertauliah

untuk membersihkan kipas dan

gelung unit dalaman dan luaran

dengan menggunakan bahan kimia

setahun sekali.


1. Diharapkan pelajar dapat

menjelaskan langkah-langkah

penyelenggaraan lampu, peti sejuk

dan penyaman udara.

2. Diharapkan pelajar dapat

menyelesaikan masalah yang

berkaitan dengan

Masa

ElektrikTenagaElektrikKuasa

3. Diharapkan pelajar dapat membuat

pengiraan terhadap kos penggunaan

tenaga elektrik berdasarkan kadar

tarif Tenaga Nasional Berhad yang

sesuai untuk perumahan atau sekolah.

8.3.3 Konsep Utama

Topik ini memberikan penekanan

terhadap:

1. Langkah-langkah penyelenggaraan

beberapa alat elektrik yang terdapat

di rumah untuk menjimatkan tenaga

elektrik.

2. Persamaan berikut:

MasaKuasaTenaga


Aktiviti ini bertujuan mengkaji

penyelenggaraan alat-alat elektrik yang

terdapat di rumah iaitu peti sejuk dan

penyaman udara.

8.3.5 Bahan

Pensil dan kertas


Berikut ialah langkah-langkah bagi


1. Pelajar dibahagikan kepada beberapa

kumpulan dan diminta berbincang tentang

kekerapan penyelenggaraan peti sejuk dan

penyaman udara yang terdapat di rumah.



2. Pelajar seterusnya diminta menulis butir-

butir berkaitan dengan kekerapan

penyelenggaraan peti sejuk tersebut di

dalam jadual yang disediakan seperti di

bawah ini.

Item Tindakan Kekerapan

Lingkaran Bersihkan

lingkaran

jika ada

habuk,

beruskan

lingkaran

tersebut

dengan

berus

bukan-

logam

Bekas

daging dan

sayur

Bersihkan

Sirip dan

plat

kondensasi

Bersihkan

dan

pastikan ais

tidak

terbentuk

Penyejuk Periksa

untuk cas

yang betul

Bekas

pembeku

Bersihkan

Gasket Periksa jika

ada

kebocoran

dan

kehausan

Kitaran

pencairan

air batu

automatik

Diselengga

rakan oleh

juruteknik

bertauliah

3. Pelajar seterusnya diminta menulis butir-

butir berkaitan dengan kekerapan

penyelenggaraan penyaman udara di dalam

jadual yang disediakan seperti di bawah ini.

Item Tindakan Kekerapan

Penapis

udara

Membersih

dan

Mencucika

nnya

Unit luar Membersih

kan dan

mencuci

habuk

Lingkaran

dalam

Membersih

kan

Sistem

aliran

udara

Memeriksa

Pendingin Periksa

tahapnya

Kipas Bersihkan

dan

letakkkan

minyak

Paip Periksa dan

baiki jika

ada

kebocoran

4. Setiap kumpulan diminta melaporkan hasil

perbincangan mereka dan

membincangkannya.

5. Pelajar kemudian diminta merumuskan

hasil perbincangan tersebut dan kaitannya

dengan penjimatan tenaga elektrik.

6. Akhir sekali pelajar diharapkan dapat

mencari hubungan dalam perbincangan

mereka dari perspektif keluarga mereka,

alam sekitar dan Tenaga Nasional Sendirian

Berhad.


Alat-alat elektrik yang digunakan di rumah dan

di pejabat merupakan alat-alat keperluan untuk

membolehkan kita menjalani kehidupan

seharian kita dengan selesa. Ramai daripada

kita tidak dapat berfungsi dengan baik tanpa

alat-alat elektrik tersebut. Hal ini dapat

diperhatikan ketika bekalan tenaga elektrik

terputus untuk beberapa jam. Pada masa itu

orang ramai yang biasa dengan alat-alat elektrik

menunjukkan rasa kurang senang mereka. Bagi

yang sedang bekerja di pejabat mereka tidak



dapat meneruskan kerja mereka kerana

pergantungan mereka kepada komputer dan

mereka merasa tidak selesa bekerja tanpa

penyaman udara yang beroperasi. Keadaan

yang sama juga dapat diperhatikan ketika

sesuatu alat elektrik rosak.

Alat-alat elektrik ada masanya rosak oleh

kerana tidak diselenggarakan dengan baik. Hal

ini merupakan satu fenomena yang berlaku di

dalam masyarakat kita iaitu sesuatu alat itu

setelah dibeli ia akan dapat digunakan selama-

lamanya tanpa diselenggarakan. Apabila alat

itu rosak barulah kita sedar yang alat itu perlu

diselenggarakan. Berkaitan dengan ini, pelajar

haruslah sedar betapa pentingnya alat-alat

elektrik ini diselenggarakan mengikut garis

panduan yang diberi supaya alat itu tahan lebih

lama lagi.

Pelajar juga harus sedar untuk

menyelenggarakan alat-alat elektrik yang kita

gunakan sepanjang masa supaya ia lebih cekap

dan dengan itu dapat menjimatkan tenaga. Ia

penting diberikan penekanan supaya pelajar

semua insaf yang sumber tenaga yang ada pada

hari ini hendaklah digunakan dengan sebaik

mungkin supaya generasi akan datang dapat

juga menikmatinya. Satu aspek yang harus

diketengahkan ialah penjimatan secara

langsung oleh pengguna iaitu berapa Ringgit

Malaysia dapat dijimatkan sekiranya alat-alat

elktrik itu diselenggarakan dengan baik. Besar

kemungkinan pelajar akan dapat merasakan

mereka dapat menjimatkan wang dan bermakna

memberikan keuntungan secara langsung

kepada mereka.

Topik ini juga memberikan penekanan supaya

pelajar tidak membazir iaitu menggunakan

sesuatu sumber itu dengan berjimat cermat.

Pembaziran memang ditegah oleh ugama dan

diharapkan pelajar semua tidak mempunyai

amalan yang negatif ini. Guru seharusnya

mengaitkan pelajaran ini dengan konsep

pembaziran dan mengapa ia ditegah oleh

agama.

Rujukan

Kannan, K. S. (2000). Kecekapan Tenaga,

Tenaga Yang Boleh Diperbaharui dan

Kecekapan Tenaga. Kamarulazizi Ibrahim dan

Zul Azhar Zahid Jamal (Ed.), Pulau Pinang:

CETREE.

8.4 TENAGA NUKLEAR,

PEMBUANGAN SISA

NUKLEAR DAN ALAM

SEKITAR

8.4.1 Pendahuluan

Penjanaan tenaga elektrik menggunakan tenaga

nuklear merupakan salah satu aplikasi sains

yang berfaedah dan menimbulkan perbincangan

yang berterusan dalam kalangan saintis dan

masyarakat umum. Memang tidak dapat

dinafikan tenaga nuklear ialah satu sumber

tenaga alternatif yang bersih iaitu ianya tidak

melibatkan pembakaran bahan api fosil. Jadi ia

tidak menghasilkan karbon dioksida, sulfur

dioksida dan nitrogen dioksida yang

menyebabkan berlakunya pencemaran udara

dan hujan asid.

Walau bagaimanapun, tenaga nuklear

menimbulkan kontroversi disebabkan

berlakunya kemalangan seperti di Chernobyl,

Russia dan Three Mile Island, Amerika

Syarikat sebelum ini. Kedua-dua kemalangan

tersebut memberikan kesan terhadap alam

sekitar iaitu tahap sinaran radioaktif yang tinggi

dan juga ramai yang terkorban.

Satu lagi isu yang selalu dibangkitkan berkaitan

dengan penggunaan tenaga nuklear adalah

berkaitan dengan pembuangan sisa nuklear

yang sehingga hari ini masih dipertikaikan

kerana sisa tersebut ialah radioaktif dan

hendaklah dipindah dan dibuang dengan

selamat. Ada antara sisa tersebut masih

radioaktif dan berbahaya untuk tempoh beribu

tahun lamanya.

Bahan asas yang digunakan untuk

menghasilkan tenaga nuklear ialah uranium.

Uranium ialah bahan yang tidak boleh

diperbaharu dan terdapat dengan banyaknya.

Dianggarkan berdasar kepada penggunaan

uranium pada masa ini, rizab uranium akan

bertahan lebih 500 tahun.

Apabila nukleus uranium mengalami proses

pembelahan banyak tenaga dapat dihasilkan.

Ianya ditemui pada tahun 1939 oleh dua orang

saintis berbangsa Jerman, Otto Hahn dan Fritz

Strassman. Proses ini dinamakan pembelahan

nukleus oleh Lise Meitner.

Pembelahan nukleus ialah proses di mana

nukleus suatu unsur berat pecah menjadi dua



nukleus baru dengan jisim yang hampir sama.

Otto Hahn dan Fritz Strassman telah membedil

satu sampel uranium dengan neutron dengan

harapan untuk menghasillkan unsur baru yang

lebih berat. Mereka terkejut apabila mendapati

barium dan kripton dihasilkan iaitu dua unsur

yang jisimnya lebih kurang separuh daripada

jisim uranium. Tindak balas tersebut boleh

ditulis seperti berikut:

tenaganKrBaUn 1

0

92

36

141

56

235

92

1

0 3

Persamaan di atas menunjukkan yang

pembelahan satu nukleus uranium dengan

bedilan satu neutron akan menghasilkan tiga

neutron tambahan. Tindak balas berantai

terjadi kerana semasa pembelahan nukleus-

nukleus ia membebaskan lebih banyak neutron,

dan menyebabkan lebih banyak pembelahan

berlaku seperti ditunjukkan dalam gambar rajah

di bawah ini.

Jika tindak balas ini berlaku tanpa kawalan,

maka pengeluaran tenaga yang besar berlaku

dalam masa yang sangat singkat iaitu 10-7 saat.

Bom yang membinasakan Hiroshima dalam

Perang Dunia Kedua, cuma mempunyai jisim

0.25g iaitu ia ditukarkan menjadi tenaga

bernilai 2.25 x 1013 Joule atau kuasa sebanyak

2.25 x 1020 Watt atau kira-kira 200 juta

megawatt. Ini adalah satu nilai kuasa yang

sangat besar.

Perlu dinyatakan di sini yang separuh hayat

bagi Uranium-238 adalah 4.5 bilion tahun.

Bermakna setiap 4.5 bilion tahun jumlah

uranium-238 akan berkurangan sebanyak

separuh dari asalnya. Hal ini sudah tentu

menimbulkan persoalan tentang kesannya

kepada alam sekitar dan juga pembuangan sisa

berkaitan dengan tenaga nuklear. Jadual di

bawah menunjukkan beberapa jenis bahan

radioaktif dengan separuh hayatnya.

Isotop Simbol Keluaran Separuh

Hayat

Uranium-238 U238

92 4.5 x 109

tahun

Torium-234 Th234

90 24 hari

Protaktinium-

234 Pa234

91 1.2 min

Uranium-234 U234

92 2.5 x 105

tahun

Torium-230 Th230

90 8.0 x 104

tahun

Radium-226 Ra226

88 1620

tahun

Radon-222 Em222

86 3.8 hari

Polonium-

218 Po218

84 3.1 min

Plambum-

214 Pb214

82 27 min

Bismut-214 Bi214

83 20 min

Polonium-

214 Po214

84 1.6 x 104

saat

Plambum-

210 Pb210

82 19 tahun

Bismut-210 Bi210

83 5 hari

Polonium-

210 Po210

84 138 hari

Plambum-

206 Pb216

82 stabil -

Satu lagi kaedah untuk mengubahkan jisim

menjadi tenaga ialah dengan membiarkan

nukleus yang kecil dicantumkan menjadi satu

nukleus yang lebih besar. Proses ini dikenali

sebagai pelakuran nukleus. Di dalam proses

ini, tenaga yang terhasil daripada kehilangan

jisim adalah lebih besar berbanding dengan



proses pembelahan nukleus. Sebagai contoh,

dua nukleus hidrogen berat iaitu deuterium dan

tritium bercantum untuk menghasilkan isotop

helium. Tindak balas tersebut boleh ditulis

seperti berikut:

tenaganHeHH 1

0

4

2

3

1

2

1

Untuk tindak balas ini berlaku (rujuk rajah di

bawah), kedua-dua nukleus yang mempunyai

cas yang sama hendaklah tidak menolak antara

satu dengan yang lain dalam proses

mendekatkan kedua-dua cas tersebut. Ia dapat

dilakukan dalam keadaan suhu yang begitu

tinggi iaitu beberapa juta darjah Celsius.

Tenaga yang dihasilkan daripada matahari

adalah dihasilkan daripada pelakuran nukleus.

Sehingga hari ini tindak balas pelakuran

nukleus yang berjaya dihasilkan oleh saintis

hanyalah dalam letupan bom hidrogen yang

tidak terkawal.

Buat masa ini saintis sedang giat menjalankan

penyelidikan untuk menghasilkan pelakuran

nukleus yang boleh dikawal. Sekiranya ini

dapat dilakukan tenaga dapat diperoleh dengan

murah dan banyak sekali. Hal ini adalah

disebabkan kira-kira 1 bahagian dalam 4000

bahagian air bumi terdiri daripada air berat

(D2O). Berdasarkan ini tenaga dapat diperolehi

selama berbilion tahun melalui pelakuran

nukleus. Salah satu kebaikan menggunakan

proses ini ialah ianya tidak menghasilkan sisa

nuklear seperti dalam pembelahan nukleus.

Kedua-dua proses pembelahan dan pelakuran

nukleus menghasilkan tenaga nuklear.

Persoalannya sekarang berapa banyakkah

tenaga yang dihasilkan melalui proses tersebut.

Untuk mengira tenaga nuklear yang

dibebaskan, Albert Einstein telah

mencadangkan menggunakan persamaan seperti

berikut:

2mcE

dimana

E ialah tenaga dalam unit joule,

m ialah kehilangan jisim dalam unit

kilogram

c ialah halaju cahaya dalam unit ms-1

Contoh pengiraan tenaga nuklear dalam

proses pembelahan nukleus:

Kirakan penyusutan jisim yang berlaku jika

2.0 x 106 J tenaga haba dibebaskan semasa

pembelahan atom Uranium-235.

Menggunakan 2mcE

2c

Em

kg

28

6

103

100.2

kg11102.2

Contoh pengiraan tenaga nuklear dalam

proses pelakuran nukleus:

Kirakan jumlah tenaga yang dibebaskan

sekiranya berlaku penyusutan jisim sebanyak

3.0 x 10-5 kg semasa pelakuran nukleus atom

Deuterium.

Menggunakan 2mcE

J285 103100.3

J12107.2

helium

deuteriu

m

tritiu

m

neutron




1. Diharapkan pada akhir pelajaran,

pelajar dapat membincangkan kesan

tenaga nuklear terhadap alam sekitar.


pelajar dapat menyatakan perbezaan

proses pembelahan nuklear dan

pelakuran nuklear.


pelajar dapat mengira tenaga nuklear

yang dibebaskan dalam proses

pembelahan nuklear dan pelakuran

nuklear.


pelajar dapat menyatakan yang tindak

balas nuklear membebaskan tenaga

tanpa melibatkan pembakaran bahan

api fosil tetapi bahan api yang

digunakan dan sisa-sisanya adalah

radioaktif dan ini menimbulkan risiko

yang besar.

8.4.3 Konsep Utama

1. Kesan penggunaan tenaga nuklear


2. Tindak balas pembelahan nuklear dan

pelakuran nuklear.

3. Pengiraan tenaga nuklear yang

dibebaskan dalam pembelahan

nuklear dan pelakuran nuklear dengan

menggunakan persamaan E = mc2.


Aktiviti ini bertujuan melibatkan pelajar

dalam perbincangan berkaitan teknologi

terkini dalam pembuangan sisa-sisa yang

dihasilkan dalam proses pembelahan nukleus

dan kesannya terhadap alam sekitar.

8.4.5 Bahan

Pelajar diberikan kemudahan untuk

menggunakan komputer yang dihubungkan

kepada Internet untuk membolehkan mereka

mendapatkan bahan-bahan yang berkaitan

dengan perbincangan. Sekiranya ini tidak

dapat dilaksanakan, guru seharusnya

menyediakan bahan-bahan tersebut dan

diedarkan sebelum perbincangan.


Berikut adalah langkah-langkah bagi


1. Pelajar dibahagikan kepada

kumpulan-kumpulan kecil.

2. Pelajar diminta mendapatkan bahan-

bahan yang diperlukan sebelum

memulakan perbincangan melalui

majalah-majalah saintifik, buku-buku

teks atau internet.

3. Seorang pelajar daripada setiap

kumpulan diminta melaporkan hasil

perbincangan tersebut di akhir waktu.

4. Guru seterusnya membimbing pelajar

merumuskan pelajaran tersebut.

5. Pelajar kemudian diminta

menjelaskan pendirian masing-

masing terhadap isu-isu berkaitan

dengan pembuangan sisa-sisa yang

dihasilkan dalam proses pembelahan

nukleus dan kesannya terhadap alam

sekitar.


Oleh sebab tindak balas nuklear menghasilkan

plutonium yang agak banyak, kesedaran

tentang bahayanya perlu ditingkatkan.

Beberapa implikasi keburukan plutonium

adalah seperti di bawah:

1. Plutonium boleh mencemarkan alam sekitar

atau populasi sejagat jika berlakunya

kemalangan dan keadaan ini boleh

berterusan selama banyak tahun. Ini

disebabkan separuh hayat bahan ini sahaja

adalah 24,000 tahun.

2. Plutonium-239 adalah sisa reaktor yang

memancarkan zarah yang amat

bertenaga. Walaupun zarah ini boleh

diberhentikan dengan sehelai kertas, ia

amat bahaya kepada tisu dalam badan



sekiranya masuk melalui penghiduan atau

pemakanan.

3. Plutonium boleh menyebabkan barah paru-

paru kerana apabila plutonim memasuki

paru-paru, ia akan melepaskan sinaran

pada satu bahagian kecil paru-paru

dengan jarah yang amat kecil. Kesan

penumpuan sinaran ini pada bahagian

yang kecil adalah lebih ketara daripada

membiarkan sinaran yang sama

disebarkan secara seragam kepada

keseluruhan paru-paru tersebut.

4. Satu lagi masalah plutonium adalah tentang

sifatnya yang beracun (toksid) dan ini

boleh menyebabkan kematian.

5. Selain implikasi plutonium terhadap alam

sekitar secara terus menerus, ia juga boleh

dieksploitasikan dalam pembuatan senjata

nuklear yang moden. Secara tidak

langsung penggunaan senjata seperti ini

akan mengakibatkan lebih banyak nyawa

hilang begitu sahaja dengan

kecanggihannya dan sudah pasti ianya

memudaratkan alam sekitar.

6. Uranium-238 yang mempunyai separuh

hayat selama 4.5 bilion tahun dan

Uranium-235 yang mempunyai separuh

hayat selama 704 juta tahun ialah sisa

buangan yang paling banyak terdapat

disimpan di stor pembuangan sisa.

7. Hal ini bermakna manusia perlu mengawasi

kawasan ini selama sepuluh billion tahun.

Adakah kita bersedia melakukan ini?

Sekiranya tidak tenaga nuklear bukanlah

tenaga alternatif yang harus digunakan.

8. Satu lagi isu berkaitan dengan pembuangan

sisa nuklear ialah mengenalpasti tapak

pembuangan sisa. Semua komuniti

masyarakat tidak mahu menerima tempat

mereka sebagai tapak pembuangan sisa

nuklear kerana kebimbangan mereka

terhadap kesannya kepada kesihatan

mereka dan alam sekitar.

Walau bagaimanapun, harus diingat yang

penyelidikan dalam bidang ini juga penting

untuk masa hadapan. Hal ini terbukti dengan

adanya Institut Penyelidikan Teknologi

Nuklear Malaysia atau lebih dikenali sebagai

MINT di negara kita yang terletak di Bangi,

Selangor. Terdapat reaktor nuklear yang

digunakan oleh saintis-saintis menjalankan

penyelidikan mereka di MINT. Orang ramai

boleh mendapatkan maklumat yang lebih

lanjut mengenai MINT di alamat laman

webnya iaitu:

http://www.mint.gov.my/mintweb1.html.

Rujukan

Hewitt, P. G. (1989). Conceptual Physics. San

Francisco: Harper Collins.

Nader, R. dan Abbotts, J. (1977). The Menace

of Atomic Energy. New York: W.W. Norton

& Company Inc.

Osborne, J. dan Freeman, J. (1989). Teaching

Physics. Cambridge: Cambridge University

Press.

Silver, L. R. (1987). Fallout from Chernobyl.

Toronto: Deneau Publishers & Company.

Williams, J.E., Trinklein, F.E., dan Metcalfe,

H. C. (1981). Modern Physics. New York:

Holt Rinehart and Winston.



8.5 TENAGA NUKLEAR SEBAGAI

SUMBER TENAGA ALTERNATIF

8.5.1 Pendahuluan

Penggunaan tenaga nuklear untuk menjanakan

elektrik telah lama diterokai sejak tahaun

1950-an lagi dan sudah pun mencapai tahap

kematangan industri. Pada penghujung tahun

1994, sebanyak 432 unit nuklear telah

disambungkan pada grid dengan magnitud

jumlah kapasiti sebanyak 340 GWe. Dalam

tahun 1994, tenaga nuklear yang dijana

seluruh dunia telah melebihi 2300 TWj, yang

membekalkan 17% jumlah penggunaan

elektrik. Prestasi purata operasi bertambah

baik secara berterusan dengan faktor tenaga

tersedia lebih 70% sejak 1980’an. Keadaan

ini menyebabkan tenaga nuklear merupakan

salah satu sumber tenaga yang boleh

dipertimbangkan penggunaannya dalam

penjanaan elektrik yang mapan.

Tenaga daripada proses tindak balas berantai

nuklear yang terlibat dengan pembelahan

nuklear boleh dimulakan dan dikawal.

Penghasilan ini boleh di jalankan di dalam

sebuah reaktor nuklear. Reaktor nuklear ialah

suatu peranti yang menghasilkan sumber

tenaga dengan cekap. Contohnya,

pembelahan 1 g nuklid yang sesuai dalam satu

hari akan menjanakan tenaga pada kadar

anggaran 1 MW berbanding dengan

pembakaran 2.6 ton arang batu dalam satu

hari untuk mendapatkan penjanaan tenaga

yang sama. Tenaga yang dibebaskan di dalam

reaktor nuklear menjadi haba dan haba ini

dipindahkan dengan menggunakan sistem

edaran cecair atau gas penyejuk. Penyejuk

yang telah menjadi panas digunakan untuk

mendidihkan air dan seterusnya menghasilkan

stim. Kemudian, stim ini disalurkan untuk

memutarkan turbin yang disambungkan

kepada dinamo dan menjanakan tenaga

elektrik.

reaktor turbin generator elektrik



Operasi sebenar sebuah reaktor bermula apabila

jumlah besar bahan terbelahkan yang

mencukupi diletakkan bersama dengan satu

moderator, yang bertindak untuk

memperlahankan halaju neutron. Hal ini adalah

disebabkan neutron yang dihasilkan dalam

pembelahan nucleus Uranium-235 ialah

berhalaju tinggi. Untuk mengawal kadar tindak

balas berantai, satu rod yang dibuat daripada

bahan kadmium atau boron dimasukkan ke

dalam teras reaktor tersebut. Rod ini

memainkan peranan dalam penyerapan neutron

yang perlahan.

Reaktor di dalam sesuatu penjana kuasa

nuklear seharusnya dalam keadaan tindak

balas berantai secara berterusan. Tindak balas

berantai ini bergantung pada beberapa faktor

yang boleh diungkapkan dengan persamaan

berikut:

LA

Pk

Di sini k ialah faktor pendaraban, P ialah

kadar penghasilan neutron di dalam reaktor, A

ialah kadar penyerapan dan L ialah kadar

kebocoran. Apabila k = 1, reaktor dikatakan

dalam keadaan kritikal dan tindak balasnya

adalah mapan kendiri.

Pengeluaran kuasa bagi sebuah reaktor

nuklear kebanyakannya bergantung pada

kadar penghasilan neutron. Seterusnya,

penghasilan neutron mengurangkan jumlah

bahan terbelahkan di dalam reaktor. Oleh itu,

untuk memastikan reaktor berkeadaan kritikal,

perlu dikurangkan kadar penyerapan A atau

ditambah penghasilan neutron P. Untuk

mengurangkan kadar penyerapan A, ianya

boleh dilakukan dengan mengeluarkan rod

kawalan secara beransur-ansur. Untuk

menambahkan penghasilan neutron P, ianya

memerlukan penambahan bahan terbelahkan.

Satu perkara yang perlu diberikan perhatian

adalah berkaitan dengan rekabentuk reaktor

nuklear yang sesuai bagi mendapatkan tenaga

belahan untuk menghasilkan kuasa yang boleh

digunakan dalam bentuk elektrik.

Kebanyakan tenaga yang dibebaskan dalam

pembelahan menjadi serpihan belahan yang

agak berat. Serpihan ini kehilangan tenaga

kinetiknya dalam perlanggaran dengan atom-

atom sumber nuklear yang digunakan.

Tenaga ini merupakan haba yang diperoleh

sebagai sumber untuk memutarkan generator

elektrik.

Pada masa ini terdapat sekurang-kurangnya

tiga sistem untuk memperolehi tenaga belahan

daripada teras reaktor nuklear. Antaranya

ialah:

1. Reaktor Pendidihan Air

Seperti dalam rajah di bawah, air

diedarkan melalui bahagian teras

reaktor. Haba akan menukarkan air

air

stim

Teras

reaktor

turbin

kondenser Haba ekzos

generator

Kuasa elektrik



kepada stim dan seterusnya

digunakan untuk menjana elektrik.

Kelemahan sistem ini ialah air

menjadi radioaktif dan sekiranya

berlaku pecahan paip berdekatan

dengan turbin, boleh menyebabkan

satu kemalangan yang serius.

2. Reaktor Air Tertekan

Bagi sistem ini, seperti di dalam

rajah di bawah, haba diperoleh dalam

proses dua-langkah. Air beredar

melalui teras reaktor dalam tekanan

yang tinggi untuk mengelakkan

daripada bertukar kepada stim. Air

yang panas ini kemudiannya

memanaskan sistem air kedua, yang

digunakan untuk menghantar stim ke

turbin. Oleh kerana stim tidak masuk

ke dalam teras reaktor, ia tidak

radioaktif. Hal ini bermakna tiada

bahan radioaktif dalam persekitaran

turbin.

3. Reaktor Cecair-Logam

Kelemahan menggunakan air ialah ia

mempunyai kapasiti haba yang kecil

dan ini tidak merupakan satu media

yang cekap untuk mendapatkan

tenaga daripada teras reaktor. Media

logam ialah media yang lebih baik

untuk pemindahan haba. Cecair

natrium misalnya boleh menggantikan

air tertekan oleh kerana takat didih

natrium lebih tinggi daripada suhu

operasi. Hal ini bermakna tekanan

tinggi tidak diperlukan untuk

memastikan penyejuk dalam bentuk

cecair.


1. Diharapkan pada akhir pelajaran

pelajar dapat menilai kebaikan dan

keburukan penggunaan tenaga

nuklear sebagai sumber tenaga

alternatif.

2. Diharapkan pada akhir pelajaran

pelajar dapat membincangkan

faktor-faktor yang mempengaruhi

reaktor menjadi kritikal

berdasarkan persamaan berikut:

LA

Pk

air

stim

Teras

reaktor

turbin

kondenser Haba ekzos

generator

Kuasa elektrik

air

air

Penukar

haba



8.5.3 Konsep Utama

1. Penjanaan tenaga elektrik dengan

menggunakan tindakbalas nuklear.

2. Kebaikan dan keburukan penggunaan

tenaga nuklear sebagai sumber tenaga

alternatif.

3. Faktor-faktor yang menyebabkan

sesuatu reaktor nuklear menjadi kritikal.


Tujuan aktiviti ini adalah supaya pelajar

mempnyai pengalaman mengendali sebuah

reaktor nuklear.

8.5.6 Bahan

Komputer yang dihubungkan kepada Internet.


1. Pelajar dibahagikan kepada kumpulan

kecil.

2. Setiap kumpulan diberikan petikan

kemalangan reaktor nuklear di Chernobyl

seperti berikut:

Anda sedang memerhatikan panel

kawalan bagi reaktor kedua. Pada masa

ini anda merasakan betapa mudahnya

kerja anda. Setiap hari anda cuma perlu

memerhatikan yang kesemuanya berjalan

mengikut prosedur yang telah ditetapkan.

Sebenarnya anda tidak perlu melihatnya

kerana semuanya dikawal oleh komputer

secara automatik. Alangkah indahnya

hidup ini. Tiba-tiba semua siren berbunyi

dan semua meter di panel kawalan

berpusing tidak tentu arah. Gegaran

bumi dirasakan bersama dengan bunyi

yang kuat. Tanpa diketahui, pam

penyejuk reaktor gagal menyejukkan teras

reaktor dan dalam 3 saat suhunya naik

daripada 280 darjah Celsius kepada

4,000 darjah Celsius. Air di dalam

reaktor menjadi stim dan ini

menyebabkan tekanan yang sangat tinggi

di dalam teras reaktor. Di sebelah atas

teras reaktor terdapat plat pulmbum

setebal 1.5 meter dan di atasnya ialah

lantai setebal 1 meter dibuat daripada

besi, barium, serpentin, konkrit, dan batu.

Stim yang meletup menyebabkan lantai

berkecai. Seterusnya plat plumbum

melayang ke atas sehingga mencapai

ketinggian 60 meter. Pada saat ini anda

dengar pelbagai bunyi suatu mesin yang

besar berkecai. Letupan yang berlaku

memecahkan kesemua paip di dalam

bangunan itu dan bagunan itu pecah

kepada beberapa bahagian. Anda dapati

badan anda menjadi panas dan tangan

anda kelihatan berbeza. Tanpa anda

sedari bilangan neutron yang amat tinggi

menghemtam sel-sel anda dan

memberikan kesan kepada kulit anda.

Tiba-tiba semuanya menjadi gelap.

3. Pelajar secara bergilir-gilir mencuba satu

simulasi reaktor nuklear yang terdapat di

dalam internet iaitu di alamat berikut:

http://www.ida.liu.se/~her/npp/demo.html

4. Pelajar kemudian diminta berbincang

tentang kebaikan dan keburukan

penggunaan tenaga nuklear sebagai

tenaga alternatif.

5. Akhir sekali pelajar diminta mengundi

sama ada bersetuju atau tidak penggunaan

tenaga nuklear sebagai tenaga alternatif.


1. Kegagalan dalam sistem penyejukan boleh

mengakibatkan bahan radioaktif ter

terbebas Sekiranya ini berlaku ia akan

mencemarkan persekitaran yang

membahayakan manusia.

2. Terlalu banyak kemalangan sentiasa

berlaku walaupun kecil. Hal ini boleh

menyebabkan keraguan antara penduduk,

industri dan agensi kerajaan yang

sepatutnya mengawal keadaan.

3. Dalam tahun 1986, satu kemalangan besar

berlaku yang memusnahkan satu reaktor

1000 MW di Chernobyl, telah

menyebabkan pencemaran radioaktif yang

serius pada atmosfera dan negara lain

yang dibawa oleh angin. Tanah dan harta

benda yang dicemari tidak dapat

digunakan berpulu-puluh tahun lamanya.

4. Pencemaran radioaktif yang agak banyak

boleh menyebabkan penyakit seperti

barah dan kecacatan pada bayi yang baru



dilahirkan akan meningkat dengan banyak

bagi masa hadapan.

5. Bahan buangan reaktor nuklear yang masih

beradioaktif tinggi tidak ada tempat yang

hendak dibuang dengan selamat tanpa

memudaratkan manusia. Sesetengah

penyelesaian yang boleh diterima,

contohnya dengan menyimpan bahan

buangan ini di dalam bekas kaca

borosilikat (seperti pyrex) merupakan satu

penyelesaian sementara.

6. Reaktor nuklear ialah satu sumber tenaga

alternatif yang agak murah dan selamat.

Walau bagaimanapun pihak yang

bertanggungjawap hendaklah memastikan

tidak berlakunya kemalangan dan

pencemaran bahan radioaktif daripada

sisa buangan. Mungkin ramai yang tidak

yakin perkara ini dapat dilakukan dan ini

menimbulkan persoalan sama ada tenaga

nuklear boleh menggantikan tenaga fosil

yang digunakan dengan meluas pada

masa ini.

Rujukan

Hewitt, P. G. (1989). Conceptual Physics. San

Francisco: Harper Collins

Nader, R. dan Abbotts, J. (1977). The Menace

of Atomic Energy. New York: W.W. Norton

& Company Inc.

Osborne, J. dan Freeman, J. (1989). Teaching

Physics. Cambridge: Cambridge University

Press.

The New York Times. (29 Mei 2001). Hard

Questions on Nuclear Power.

Williams, J.E., Trinklein, F.E., dan Metcalfe,

H. C. (1981). Modern Physics. New York:

Holt Rinehart and Winston.

BIODATA RINGKAS PENGARANG

Nordin b. Razak ialah seorang pensyarah di Pusat Pengajian Ilmu

Pendidikan, Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.

E-mail beliau ialah [email protected]

Dr. Zurida bt. Ismail ialah seorang Profesor Madya di Pusat

Pengajian Ilmu Pendidikan, Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.


Sharifah Norhaidah bt. Syed Idros ialah seorang pensyarah di Pusat

Pengajian Ilmu Pendidikan, Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.


Dr. Lilia bt. Halim ialah seorang pensyarah di Fakulti Pendidikan,

Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Selangor.


Dr. Ahmad Nurulazam b. Md. Zain ialah seorang Profesor Madya di

Pusat Pengajian Ilmu Pendidikan, Universiti Sains Malaysia, Pulau

Pinang.


mailto:[email protected]





BUKU PANDUAN GURU - cetree.usm.my

Documents

Transcript of BUKU PANDUAN GURU - cetree.usm.my