radiasi matahari

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Bila berbicara mengenai Radiasi Matahari, terdapat satu bagian didalamnya yang disebut Cahaya Tampak. Berbicara mengrnai pengukuran, pengukuran radiasi matahari dengan cahaya tampak (penerangan) satu dengan lain saling membatasi diri (terpisah) meskipun bersumbar sama. Ini disebabkan daerah panjang gelobang yang diamati berbeda.

Oleh karena radiasi matahari dan cahaya tampak bersumber sama. Sangat beralasan bahwa bila radiasi matahari diketahui maka penerangan alami siang hari dapat pula diketahui. Disadari atau tidak, pemanfatanRadiasi Matahari sangat luas dalam kebidupan sehari-hari. Bila ditinjau dari pengelompokan energi, energi radiasi matahari termasuk kepada energi terbarukan (renewable energy).

Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di matahari. Energi radiasi matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Spektrum radiasi matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x, sinar gamma, sinar ultra violet, sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah.

Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4 (empat) faktor. Jarak matahari, Intensitas radiasi matahari, yaitu besar kecilnya sudut datang sinar matahari pada permukaan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut datang. Sinar dengan sudut datang yang miring kurang memberikan energi pada permukaan bumi disebabkan karena energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar tersebut harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan sudut datang yang tegak lurus, Panjang hari (sun duration), yaitu jarak dan lamanya antara matahari terbit dan matahari terbenam, Pengaruh atmosfer. Sinar yang melalui atmosfer sebagian akan diadsorbsi oleh gas-gas, debu dan uap air, dipantulkan kembali, dipancarkan dan sisanya diteruskan ke permukaan bumi.

Radiasi matahari merupakan salah satu komponen iklim yang cukup berpengaruh dalam menentukan pertumbuhan tanaman ataupun keseluruhan aktivitas  mahluk hidup yang ada diatas permukaan bumi. Radiasi matahari membantu tanaman untuk melakukan fotosintesis. Adapun radiasi yang digunakan untuk proses fotosintesis dikenal dengan sebutan PAR (Photosynthetic Acid Radiation).

Cahaya matahari membantu tanaman untuk melakukan fotosintesis. Yang mana fotosintesis adalah suatu proses pembentukan energi oleh tanaman tersebut. Besar kecilnya radiasi matahari sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman. Hal ini dikarenakan proses fotosintesis merupakn proses pembentukan makanan yang dapat digunakan untuk menunjang pertumbuhan dan juga perkembangan tanaman.

B. Tujuan

1. Mahasiswa mengetahui cara menentukan besaran / nilai radiasi matahari suatu wilayah

2. Mahasiswa mengetahui cara penggunaan alat pengukur radiasi matahari

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kamus Besar Bahasa Indonesia Edisi Kedua menyatakan bahwa radiasi adalah pemancaran dan perambatan gelombang yang membawa tenaga melalui ruang atau antara, misal pemancaran dan perambatan gelombang elektromagnetik, gelombang bunyi; gelombang lenting; penyinaran. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa radiasi bukan hanya radiasi nuklir, tetapi juga radiasi lain seperti gelombang radio, gelombang televisi, pancaran sinar matahari, dll. Banyak orang beranggapan bahwa radiasi hanya terkait dengan reaktor nuklir atau bom nuklir.

Yang tidak banyak diketahui sesungguhnya adalah bahwa alam ini juga merupakan pemancar radiasi, bahkan merupakan sumber radiasi satu-satunya bagi orang yang tidak bekerja dengan reaktor nuklir, atau tidak terkena radiasi dari tindakan medis. Dalam hal radiasi nuklir, ketidakstabilan atom atau inti atomlah yang menyebabkan terjadinya pancaran radiasinya.

Radiasi yang dipancarkan alam dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu radiasi kosmis, radiasi terestrial, dan radiasi internal. Radiasi kosmik beradal dari sumber radiasi yang berada pada benda langit dalam tata surya dalam bentuk partikel berenergi tinggi (sinar kosmis) dan sumber radiasi yang berasal dari unsur radioaktif di dalam kerak bumi yang terbentuk sejak terjadinya bumi.Radiasi internal adalah radiasi yang diterima oleh manusia dari dalam tubuh manusia sendiri, dalam hal ini sumber radiasi masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan, minuman atau udara.

Radiasi kosmis

Sinar kosmis yang berupa partikel akan bereaksi dengan atmosfir bumi menghasilkan tritium, berilium dan carbon yang radioaktif. Tak seorangpun luput dari guyuran radiasi ini meskipun jumlahnya berbeda-beda berdasarkan lokasi dan ketinggian. Karena medan magnet bumi mempengaruhi radiasi ini, maka orang di kutub menerima lebih banyak daripada yang ada di katulistiwa. Selain itu orang yang berada di lokasi yang lebih tinggi akan menerima radiasi yang lebih besar karena semakin sedikit lapisan udara yang dapat bertindak sebagai penahan radiasi. Jadi, orang yang berada di puncak gunung akan menerima radiasi yang lebih banyak daripada yang di permukaan laut. Orang yang bepergian dengan pesawat terbang juga menerima lebih banyak radiasi.

Radiasi terestrial

Bahan radioaktif utama yang ada dalam kerak bumi adalah Kalium-40, Rubidium-87, unsur turunan dari Uranium-238 dan turunan Thorium-232. Besarnya radiasi dari kerak bumi ini berbeda-beda karena konsentrasi unsur-unsur di tiap lokasi berbeda, tetapi biasanya tidak terlalu berbeda jauh.

Radiasi internal

Manusia juga menerima pancaran radiasi dari dalam tubuhnya sendiri. Unsur radioaktif ini kebanyakan berasal dari sumber kerak bumi yang masuk melalui udara yang dihirup, air yang diminum ataupun makanan. Unsur yang meradiasi manusia dari dalam ini kebanyakan berupa tritium, Carbon-14, Kalium-40, Timah Hitam (Pb-210) dan Polonium-210. Radiasi internal ini umumnya merupakan 11% total radiasi yang diterima seseorang.

Penduduk di tempat paling utara di bumi menerima radiasi internal dari Polonium-210 kira-kira 35 kali nilai rata-rata dari daging kijang yang mereka makan. Penduduk di daerah Australia Barat yang kaya dengan uranium menerima radiasi internal kira-kira 75 kali nilai rata-rata dari daging domba, kangguru dan offal yang mereka konsumsi.

Komponen Radiasi Matahari

Radiasi matahari yang sampai dipermukaan bumi terdiri dari tiga komponen, yaitu langsung, baur dan Global. Radiasi global merupakan gabungan langsung dan baur. Radiasi langsung dapat pula dibagi dua bentuk yaitu radiasi langsung normal dan horizontal. Radiasi langsung normal dan horizontal digunakan bila memperkirakan radiasi pada permukaan datar, miring dan tegak. Permukaan miring meliputi lereng bukit/gunung (pertanian dan perkebunan), plat penadah miring (pengeringan, rumah kaca, pemanas air surya, panel sel surya, atap rumah dll.). Radisi pada permukaan tegak bangunan (dinding). Radiasi pada permukaan datar di pertanian dan perikanan (penguapan di hamparan sawah, bentangan kolam dan bendungan dll). Untuk memperkirakan radiasi pada permukaan miring dan tegak, sudut kemiringan dan orientasi permukaan merupakan factor penentu.

Pemanfaatan

Pemanfaatan Radiasi matahari dalam hidup dan kehidupan sangat luas. Bila berbicara mutu, maka itu berbicara mengenai Spektral radiasi matahari. Bila spektral radiasi matahari buruk intensitas radiasi matahari berkurang dipermukaan bumi, mutu kehidupan di bumi dipastikan turun.Pada radiasi matahari yang dimanfaatkan adalah energi panas, sedangkan cahaya tampak adalah penerangan. Pemanfaatan radiasi matahari dan cahaya tampak yang sangat dekat dengan hidup dan kehidupan adalah pada sistem bangunan (Danugondho dan Aldy).Diantara sekian banyak kemanfaatan energi panas radiasi matahari baik berupa radiasi langsung normal dan horizontal, radiasi baur, pantul maupun global, yang paling dekat disekitar lingkungan tinggal diantaranya: pengeringan, penguapan dan penghematan energi pada bangunan.

Pengeringan. Pengeringan hasil pertanian dan perikanan dengan radiasi matahari telah dikenal sejak lama dalam kehidupan sehari-hari. Bila diketahui ketersediaan energi radiasi (jumlah dan lama) maka dapat diperkirakan lama pengeringan dan ketebalan optimal sesuatu bahan, bila tak mencukupi digunakan energi kovensional, jangan terbalik. Penetapan penggunaan pengeringan dari radiasi matahari, menghemat pemakaian energi konfensional (listrik atau BBM), istilah sekarang disebut hemat (efisiensi). Bila pengeringan menggunakan plat penadah energi matahari, maka untuk mendapatkan energi panas yang optimal pada plat penadah tersebut, permukaannya dimiringkan.

Penguapan. Penguapan akibat dari radiasi matahari adalah pada pembuatan garam. Bila diketahui ketersediaan radiasi (jumlah dan lama) dapat ditentukan kedalaman air yang optimal pada kolam garam sehingga diperoleh penguapan yang optimal. Pada kolam ikan, ketersediaan radiasi menghangatkan air dan mengakibatkan penuapan. Aliran masukan air dan kehangatan air pada kedalaman tertentu akan menghasilkan produksi kolam optimal. Pada pengairan pertanian, bila diketahui ketersediaan radiasi matahari akan diperoleh laju penguapan dan kebutuhan air untuk kedalaman tertentu. Perhitungan kedalaman air, menghasilkan pembagian air merata, jangan terjadi air disuatu tempat melebih kedalaman tertentu ditempat lain kekeringan. Hasil perhitungan ini akan diperoleh sistem pengairan yang optimal. Pada bendungan, laju penguapan air akibat radiasi matahari diperlukan dalam menentukan persediaan dan distribusi air dimusim kemarau. Dan lain-lain.

Bahan. Penetapan jenis, luas bahan, ketebalan untuk keperluan tertentu yang optimal berdasarkan ketersediaan radiasi matahari (panas). Perhitungan ini akan terjadi efisiensi penggunaan bahan.

Bangunan. Ketersediaan radiasi matahari pada bidang tegak lurus dan miring, untuk keperluan konservasi energi (tataudara (AC) dan tatacahaya) dalam bangunan. Berikut terjadi penghematan energi listrik.

Energi Listrik. Energi matahari dapat pula diubah menjadi energi listrik, menggunakan sel surya (solar cel). Ketersediaan radiasi matahari dapat digunakan untuk memperkirakan luas dan kemiringan yang optimal panel cel surya untuk mengasilkan energi listrik. Panel cel surya sangat bermanfaat untuk daerah terpencil. berarti menghemat BBM. Persoalan sekarang, adakah sel surya buatan para pakar Indonesia. Bila ada meskipun efisiensi panel sel surya rendah tidak masalah, kerena dibuat sendiri. Bila dibuat sendiri, dapat dikembangkan sehingga diperoleh efisiensi yang lebih baik setiap waktu.

Perkiraan radiasi matahari dipermukaan bumi untuk diubah kebentuk energi lain, dapat digunakan model matematis (sederhana).

BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

A. Waktu

Pelaksanaan praktikum Agroklimatologi mengenai Radisin Matahari dilaksanakan di Balai Penelitian Agro Techno Park (ATP) di daerah Glumbang kabupaten Muara Enim pada tanggal 27 – 28 Maret 2011.

B. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum tentang radisi surya adalah sebagai berikut:

1. Anemometer

2. Tabel hasil pengamatan

C. Cara Kerja

Adapun cara kerja dari pengukuran angin menggunakan anemometer adalah sebagai berikut:

1. Siapkan alat anemometer, kemudian bukalah penutupny

2. Atur posisi alat sedemikian rupa

3. Lihat pada nilai m/s, didalamnya terdapat tanda merah.

4. Lihat perubahan letak pada jarum atau tanda merah tersebut ketika alat digunakan

    untuk mengukur angin

5. Kemudian catat besaran atau nilai angin pada tabel hasil pengamatan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Adapun hasil dari pengamatan tentang kecepatan angin dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

No	Jam / Waktu (WIB)	Intensitas Radiasi  (lux)
1	17. 00	2872 lux
2	17. 30	816 lux
3	18. 00	230 lux
4	06. 00	451 lux
5	06. 30	451 lux
6	07. 00	1369 x 10 lux
7	07. 30	429 x 100 lux
8	08. 00	437 x  100 lux
9	08. 30	917 x 100 lux
10	09. 00	3033 x 10 lux
11	09. 30	631 x 100 lux
12	10. 00	302 x 100 lux
13	10. 30	336 x 100 lux
14	11. 00	241 x 100 lux
15	11. 30	1079 x 100 lux
16	12.00	124, 8 x 100 lux

B. Pembahasan

Radiasi surya merupakan unsur iklim/cuaca utama yang akan mempengaruhi keadaan unsur iklim/cuaca lainnya. Perbedaan penerimaan radiasi surya antar tempat di permukaan bumi akan menciptakan pola angin yang selanjutnya akan berpengaruh terhadap kondisi curah hujan, suhu udara, kelembaban nisbi udara, dan lain-lain.

Pengendali iklim suatu wilayah berbeda dari pengendali iklim di bumi secara menyeluruh. Pengendali iklim bumi yang dikenal sebagai komponen iklim terdiri dari lingkungan atmosfer, hidrosfer, litester, kriosfer, dan biosfer. Dalam hal ini akan terjadi hubungan interaksi dua arah di antara ke lima jenis lingkungan tersebut dengan unsur iklim/cuaca. Kondisi iklim/cuaca akan mempengaruhi proses-proses fisika, kimia, biologi, ekofisiologi, dan kesesuaian ekologi dari komponen lingkungan yang ada.

Intensitas radiasi matahari yaitu besar kecilnya sudut datang sinar matahari pada permukaan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut datang. Sinar dengan sudut datang yang miring kurang memberikan energi pada permukaan bumi disebabkan karena energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar tersebut harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan sudut datang yang tegak lurus.

Radiasi matahari yang sampai dipermukaan bumi terdiri dari tiga komponen, yaitu langsung, baur dan Global. Radiasi global merupakan gabungan langsung dan baur. Radiasi langsung dapat pula dibagi dua bentuk yaitu radiasi langsung normal dan horizontal. Radiasi langsung normal dan horizontal digunakan bila memperkirakan radiasi pada permukaan datar, miring dan tegak. Permukaan miring meliputi lereng bukit/gunung (pertanian dan perkebunan), plat penadah miring (pengeringan, rumah kaca, pemanas air surya, panel sel surya, atap rumah dll.).

Radisi pada permukaan tegak bangunan (dinding). Radiasi pada permukaan datar di pertanian dan perikanan (penguapan di hamparan sawah, bentangan kolam dan bendungan dll). Untuk memperkirakan radiasi pada permukaan miring dan tegak, sudut kemiringan dan orientasi permukaan merupakan factor penentu.

Pada radiasi matahari yang dimanfaatkan adalah energi panas, sedangkan cahaya tampak adalah penerangan. Pemanfaatan radiasi matahari dan cahaya tampak yang sangat dekat dengan hidup dan kehidupan adalah pada sistem bangunan (Danugondho dan Aldy).Diantara sekian banyak kemanfaatan energi panas radiasi matahari baik berupa radiasi langsung normal dan horizontal, radiasi baur, pantul maupun global, yang paling dekat disekitar lingkungan tinggal diantaranya: pengeringan, penguapan dan penghematan energi pada bangunan.

Dari hasil prkatikum atau pengamatan tentang radiasi matahari yang ada pada daerah Agro Techno Park. Maka kita dapat mengetahui bahwasanya radiasi matahri pada siang hari memiliki ingtensitas yang lebih besar bila dibandingkan pada saat pagi hari ataupun sore hari.

Pada pengamatan yang kita lakukan menggunakan alat luxmeter atau light meter. Alat ini dipergunakan dengan cara menggunakan sebuah sensor penangkap radiasi cahaya matahari. Sensor tersebut diarahkan pada sumber cahaya, sehingga akan terhitung secara otomatis nilai atau besaran intensitas radiasi matahari yang tengah terpancar.

Radiasi adalah energi yang dipancarkan dalam bentuk sinar, gelombang, ataupun partikel. Sumber bentuk radiasi ini dapat berupa cahaya, panas dan juga suara. Radiasi yang dipancarkan matahari disebut dengan partikel foton. Partikel foton (radisi matahari) yang dipancarkan kebumi dipengaruhi oleh besarnya suhu dari permukaan matahari.

Suhu permukaan matahari yaitu sebesar 6000˚K. Dengan nilai suhu sedemikian, maka matahari dapat memancarkan radiasi sebesar 73,5 juta watt/m2. Selain suhu, ada faktor lain yang juga memiliki pengaruh pada radiasi matahari yang dipancarkan ke bumi yaitu jarak antara bumi dan matahari

Perkiraan ketersediaan radiasi matahari dapat dilakukan dengan berbagai cara, satu diantaranya dengan model atmosfir. Model atmosfir pun banyak dirancang para pakar (Hoesin), diantaranya Moon, Schuepp dan Rao dan Sesadri.
Pada paparan ini model yang dipakai adalah model Rao dan Sesadri. Model ini didasarkan pada data langit biru bersih di daerah tropis (India) keadaan atmosfir teoritis dan radiasi matahari normal (ICN). Keadaan baku tersebut atmosfir berisikan: 300 partikel debu, 2.5 mm Ozone dan 15 mm uap air dengan tekanan 760 mmHg.Berdasarkan model atmosfir Rao dan Sesadri dirumuskan model matematis ketersediaan radiasi matahari dalam beberapa komponen (Hoesin).

Radiasi surya merupakan unsur iklim/cuaca utama yang akan mempengaruhi keadaan unsur iklim/cuaca lainnya. Perbedaan penerimaan radiasi surya antar tempat di permukaan bumi akan menciptakan pola angin yang selanjutnya akan berpengaruh terhadap kondisi curah hujan, suhu udara, kelembaban nisbi udara, dan lain-lain.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan maka kita dapat menarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Radiasi matahari pada siang hari lebih besar bila dibandingkan pada sore atau pagi

    hari.

2. Alat pengukur radiasi yang digunakan yaitu lux meter atau light meter

3. Prinsip Kerja alat ini yaitu terdapat sensor yang digunakan untuk menagkap radiasi

    matahari.

4. Radiasi cahaya matahari terbesar atau maksimum yaitu pada pukul 11. 30 dengan

    nilai 1079 x 100 lux.

5. Radiasi cahaya matahari minimum pada pukul 18. 00 yaitu 230 lux

B. Saran

Dalam pengamatan radiasi matahari menggunakan lux meter atau light meter perlu diperhatikan posisi sensor penangkap radiasi matahari. Apabila sensor tersebut tidak menghadap matahari maka kita tidak dapat menentukan nilai radiasi matahari pada waktu yang ditentukan.

DAFTAR PUSTAKA

Google.com,2009. agroklimatologi. Pengaruh iklim terhadap pertanian.Badung

Handoko ahmad, 1994.Penerimaan radiasi surya di permukaan bumi sangat

bervariasi menurut tempat dan waktu. Jakarta: balai pustaka.

Subarjo M.Buku Ajar Meteorologi Dan Klimatologi.Universitas Lampung:Bandar

Lampung

http://infokito.net/index.php/pengukur-radiasi-matahari-online sabtu, 2 juni 2011

pukul 20.09

http://aws-online.bmg.go.id/arg.php/ sabtu, 2 juni 2011 pukul 20.25