a. Energi
Dengan energi kita mampu bekerja. Dalam pemompaan energi diperlukan untuk mengangkat air dengan debit tertentu. Energi air dipasok oleh suatu pompa yang bergerak dengan tenaga manusia atau motor dengan menggunakan tenaga matahari, angin atau bahan bakar. Energi biasanya diukur dalam satuan Watt-jam atau Watt-hour (Wh atau Wjam). Karena nilai 1 Wh ini sangat kecil maka satuan yang biasanya digunakan adalah kilowatt-jam (kWh) dimana 1 kWh = 1.000 Wh.
Beberapa gambaran umum nilai energi yang digunakan untuk pekerjaan tertentu adalah:
- Seorang petani bekerja di sawah menggunakan energi sekitar 0,2 – 0,3 kWh setiap hari
- Kipas angin di atas meja menggunakan energi 0,3 kWh setiap jam
- AC menggunakan energi sekitar 1 kWh setiap jam
Perhatikan bahwa periode waktu selalu diberikan jika menerangkan jumlah energy yang diperlukan. Misalnya petani memerlukan energi 0,2 kWh setiap hari untuk bekerja, energi tersebut dipasok dari makanan yang dimakan setiap hari. Dalam irigasi jumlah energi yang diperlukan ditentukan dalam satuan waktu harian, bulanan atau musiman. Aspek penting dalam energi adalah bahwa energi dapat diubah dari suatu bentuk energi ke bentuk lainnya.
Manusia dan hewan mengkonversi makanan menjadi energi yang berguna untuk menggerakkan ototnya. Dalam suatu sistem pompa yang digerakkan oleh mesin diesel, energi diubah beberapa kali sebelum digunakan untuk memompa air. Energi kimia yang dikandung oleh bahan bakar diesel dibakar dalam mesin diesel menghasilkan energi mekanik. Energi ini masuk ke pompa melalui poros putar (drive shaft) dan akhirnya ke air.
“Perhitungan energi yang diperlukan pompa.”
Jumlah energi yang diperlukan untuk memompa air tergantung pada volume air yang dipompa dan head yang diperlukan dihitung dengan rumus:
Contoh
Air sebanyak 600 m3 dipompakan setiap hari ke suatu tangki air yang terletak 10 m di atas permukaan tanah. Hitunglah berapa jumlah energi yang diperlukan?
Dengan menggunakan persamaan di atas maka energi air = (600 x 10)/365 = 16,4 kWh setiap hari.
b. Tenaga atau Daya (Power)
Istilah tenaga atau daya sering membingungkan dalam konteks istilah energi. Istilah ini berhubungan tetapi berbeda arti. Energi adalah kapasitas untuk mengerjakan suatu kerja, sedangkan tenaga adalah laju dimana energi tersebut digunakan. Tenaga atau daya adalah laju penggunaan energi yang biasanya diukur dengan satuan kilowatt (kW). Tenaga yang diperlukan untuk memompa air disebut tenaga air yang dirumuskan dengan persamaan:
Satuan lainnya yang biasa digunakan untuk tenaga adalah tenaga kuda (HP) dengan konversi 1 HP = 0,74 kW atau 1 kW = 1,35 HP.
Contoh:
Pada contoh di atas telah dihitung bahwa energi diperlukan setiap hari untuk mengangkat 600 m3 air setinggi 10 m adalah 16,4 kWh. Berapa tenaga air yang diperlukan ? Untuk menghitung tenaga air dari energi air diperlukan waktu yang diperlukan untuk pemompaan:
- Jika pemompaan kontinyu selama 24 jam per hari, maka Tenaga Air (kW) adalah 16,4/24 = 0,68 kW = 0,92 HP
- Jika pompa hanya bekerja 12 jam/hari, maka tenaga air = 16,4/12 = 1,37 kW = 1,85 HP
- Jika pemompaan hanya 6 jam/hari, maka tenaga air = 16,4/6 = 2,73 kW = 3,68 HP.
Catatan:
Energi yang diperlukan adalah sama untuk ketiga kasus tersebut. Akan tetapi tenaga tergantung pada laju penggunaan energi tersebut. Jumlah tenaga diperlukan lebih besar jika waktu penggunaan energi lebih pendek. Cara lain menghitung tenaga dan energi adalah menggunakan debit air yang dipompa (dari volume air yang dipompa).
Tenaga Air (kW) = 9,81x Debit (m/det) x Head (m)
Selanjutnya energi air dapat dihitung dari Tenaga air dengan mengalikan dengan waktu operasional,
Energi Air = Tenaga Air (kW) x Waktu operasional ( jam)