APA IPA ??

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK


Astraksi: Paper ini berkaitan dengan pembahasan mengenai perencanaan pengembangan pembangkit tenaga listrik sesuai dengan kebutuhan yang meningkat dan pengaruh terhadap lingkungan yang ada. Disini terdapat beberapa Pembangkit Tenaga listrik yang terus diperbaiki, serta beberapa pembangkit tenaga alternatif untuk mengurangi efek dari pembangkit tersebut terhadap lingkungan. Pembangkit tenaga listrik yang ada disini adalah beberapa pembangkit dengan tenaga yang ada banyak diindonesia.

PENDAHULUAN
Sejarah Ketenagalistrikan di Indonesia dimulai pada akhir abad ke-19, ketika beberapa perusahaan Belanda mendirikan pembangkit tenaga listrik untuk keperluan sendiri. Pengusahaan tenaga listrik tersebut berkembang menjadi untuk kepentingan umum, diawali dengan perusahaan swasta Belanda yaitu NV. NIGM yang memperluas usahanya dari hanya di bidang gas ke bidang tenaga listrik.
Konsumsi listrik Indonesia secara rata rata adalah 473 kWh/kapita pada 2003. Angka ini masih tergolong rendah dibandingkan rata rata konsumsi listrik dunia yang mencapai 2215 kWh/kapita (perkiraan 2005). Dalam daftar yang dikeluarkan oleh The World Fact Book, Indonesia menempati urutan 154 dari 216 negar.
Karena terus meningkatnya konsumsi listrik disetiap daerah, hal ini merupakan suatu motivasi penting untuk bisa mengembangkan pembangkit listrik diindonesia.
Menyoroti masalah ketergantungan suatu negara pada hanya satu jenis energi yang diimpor yaitu minyak. Hal ini menyebabkan terjadinya permintaan untuk pusat-pusat pembangkit tenaga listrik yang dapat mempergunakan jenis bahan bakar lain. Pada saat ini terdapat lima jenis bahan bakar untuk pembangkitan tenaga listrik, yaitu batubara, gas, hidro, nuklir dan minyak. Kemudian berkembang tuntutan-tuntutan lain, yaitu keperluan peningkatan efisiensi pembangkitan dan perlunya teknologi yang lebih bersahabat lingkungan.
Setelah pulih dari krisis moneter pada tahun 1998, Indonesia mengalami lonjakan hebat dalam konsumsi energi. Dari tahun 2000 hingga tahun 2004 konsumsi energi primer Indonesia meningkat sebesar 5.2 % per tahunnya. Peningkatan ini cukup signifikan apabila dibandingkan dengan peningkatan kebutuhan energi pada tahun 1995 hingga tahun 2000, yakni sebesar 2.9 % pertahun. Dengan keadaan yang seperti ini, diperkirakan kebutuhan listrik indonesia akan terus bertambah sebesar 4.6 % setiap tahunnya, hingga diperkirakan mencapai tiga kali lipat pada tahun 2030. Seperti terlihat pada gambar berikut:

Tentunya pemerintah pun tidak tinggal diam dalam menghadapi lonjakan kebutuhan energi, terutama energi listrik. Salah satu langkah awal yang pemerintah lakukan adalah dengan membuat blueprint Pengelolaan Energi Nasional 2006 – 2025 (Keputusan Presiden RI nomer 5 tahun 2006). Secara garis besar, dalam blueprint tersebut ada dua macam solusi yang dilakukan secara bertahap hingga tahun 2025, yaitu peningkatan efisiensi penggunaan energi (penghematan) dan pemanfaatan sumber-sumber energi baru (diversifikasi energi). Mengingat rasio elektrifikasi yang masih relatif rendah, yaitu 63 % pada tahun 2005, sedangkan Indonesia menargetkan rasio elektrifikasi 95 % pada tahun 2025.

TINJAUAN PUSTAKA
Tenaga listrik kini merupakan landasan bagi kehidupan modern, dan tersedianya dalam jumlah dan mutu yang cukup menjadi syarat bagi suatu masyarakat yang memiliki taraf kehidupan yang baik dan perkembangan industri yang maju. Dalam merencanakan suatu sistem penyediaan tenaga listrik, lokasi fisik pusat tenaga listrik, saluran transmisi dan gardu induk perlu ditentukan dengan tepat, agar dapat diperoleh suatu sistem yang baik, ekonomis dan dapat diterima masyarakat.
Berikut adalah skematis Prinsip Penyediaan Tenaga Listrik



Penyediaan tenaga listrik
Untuk sitem penyediaan tenaga listrik yang besar pada umumnya dapat disebut tiga jenis tenaga listrik, yaitu:
1.Pusat listrik tenaga air
2.Pusat listrik tenaga termal
3.Pusat listrik tenaga nuklir
Kini juga dikembangkan berbagai pusat tenaga listrik yang menggunakan jenis-jenis sumber daya energi lain, seperti angin, surya dan panas laut.

Lingkungan hidup
Pengelolaan energi dan demikian juga penyediaan tenaga listrik berpengaruh paa lingkungan hidup, dan pada gilirannya berpengaruh negatif pada mutu kehidupan. Di lain pihak, energi listrik diperlukan untuk meningkatkan taraf kemakmuran masyarakat. Tergantung dari sumber energi rimer yang dipakai, unsur-unsur pencemar lingkungan hidup yang diproduksi adalah karbondioksida (CO2), karbonmonoksida (CO), sulfurdioksida (SO2), berbagai nitrogenoksida (NOx), dan radiasi nuklir. Pencemaran-pencemaran karbondioksida dan nitrogenoksida sering dinamakan gas-gas rumah kaca (greenhouse gases) karena memberi kontribusi kepada efek rumah kaca (greenhouse gases) yang merupakan penyebab dari apa yang disebut pemanasan global (global warming).

PUSAT PEMBANGKIT DAN OPERASI EKONOMISNYA
Pusat pembangkit berfungsi untuk mengkonversikan sumber daya energi primer menjadi energi listrik. Pusat pembangkit listrik konvensional mencangkup:
1. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU); minyak, gas alam, dan batubara.
2. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA).
3. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG).
4. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
5. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
6. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

Di samping pembangkit listrik konvensional tersebut, saat ini tengah dikembangkan beberapa teknologi konversi untuk sumberdaya energi baru seperti: biomassa, solar, limbah kayu, angi, gelombang laut, dan sebagainya.
Pembangkit listrik melalui cara megnetohidrodinamik (MHD) pada saat ini juga sedang memasuki tahap penelitian dan pengembangan yang intensif.

Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU).
Pada pembangkit listrik ini, bahan baker minyak, gas alam, atau batubara dipakai untuk membangkitakan panas dan uap pada boiler. Uap tersebut kemudian dipakai untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan sebuah generator sinkron. Setelah melewai turbin, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi muncul menjadi uap bertekanan dan bertempratur rendah. Panas yang disadap oleh kondensor menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju boiler. Siklus lengkap proses ini terlihat pada gambar berikut:



sisa panas yang dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisien termodinamika suatu turbin uap bernilai kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler sekitar 500 sampai 600 derajat celcius dan temperatur kondensor antara 20 sampai 30 derajat celcius.

Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Seperti juga pada PLTD, PLTG atau turbin gas merupakan mesin dengan proses pembakaran dalam (internal combustion). Bahan bakar berupa minyak atau gas alam dibakar di dalam ruang pembakar (combustor). Udara yang memasuki kompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan baker disemprotkan ke ruang pembakar untuk melakukan proses pembakaran. Gas panas hasil pembakaran ini berfungsi sebagai fluida kerja yang memutar roda turbin bersudu yang terkopel dengan generator sinkron. Generator sinkron kemudian mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Lihat gambar berikut:



Berbeda dengan pada PLTD, pada PLTG tidak terdapat bagian mesin yang bergerak Translasi (bolak-balik) karena itu ia merupakan mesin yang bebas dari getaran. meskipun temperatur turbin gas (1000 derajat celcius) jauh lebih tinggi daripada temperatur turbin uap (530 derajat celcius), namun efisien konversi termalnya hanya mencapai 20% - 30%. karena biaya modal yang rendah, serta biaya bahan bakar yang tinggi, maka PLTG berfungsi memikul beban puncak.

Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Pada reactor air tekan (pressurized water reactor) terdapat dua rangkaian yang seolah-olah terpisah. Pada rangkaian pertama bahan baker uranium-235 yang diperkaya dan tersusun dalam pipa-pipa berkelompok, tersudut untuk menghasilkan panas dalam reactor. Karena air dalam bejana penuh, maka tidak terjadi pembentukan uap, melainkan air menjadi panas dan bertekanan. Air panas yang bertekanan tersebut kemudian mengalir ke rangkaian kedua melalui suatu generator uap yang terbuat dari baja. Generator uap menghasilkan uap yang memutar turbin dan proses selanjutnya mengikuti siklus tertutup sebagaimana berlangsung pada turbin uap PLTU.
Keuntungan reactor air tekan yang mempunyai dua rangkaian ini terletak pada pemisahan rangkaian pertama yang merupakan reactor radioaktif dari proses konversi turbin uap yang berlangsung pada rangkaian kedua. Dengan demikian, uap yang masuk ke dalam turbin dan kondensor merupakan uap bersih yang tidak tercemar radioaktif. PLTN yang mempunyai biaya modal tinggi dan biaya bahan baker rendah itu seyogyanya beroprasi untuk beban dasar (7000-8000 jam pertahun).



Pusat Tenaga Listrik Air (PLTA)
penggunaan tenaga air mungkin merupakan konversi energi tertua yang pernah dikenal manusia. perbedaan veritikal antara batas asa dengan batas bawah bendungan di mana terletak turbin air, dikenal sebagai tinggi terjun. Tinggi terjun ini mengakibatkan air yang mengalir akan memperoleh energi kinetik yang kemudian mendesak sudu-sudu turbin. Bergantung pada tinggi terjun dan debit air, dikenal tiga macam turbin yaitu:
- Pelton
- Francis
- Kalpan
Karena tidak menggunakan bahan bakar, biaya operasi PLTA sangat rendah, namun hal ini dibarengi dengan biaya investasi yang sangat tinggi untuk kontruksi pekerjaan sipilnya.
Bergantung pada ketersediaan sumber energi air, PLTA dapat berfungsi untuk memikul beban puncak ataupun beban dasar. Sebagai sumberdaya energi yang dapat pulih, sumber potensi tenaga air sangat menarik untuk dikembangkan. Tetapi pemanfaatanya secara luas sangat dibatasi oleh kondisi geografis setempat dan permasalahan lokasi yang biasanya jauh dari opusat beban. Dari 77 863 MW potensi tenaga air terbesar diseluruh Indonesia, sampai dengan periode pelita IV ini baru sekitar 2000 MW saja yang telah dimanfaatkan.
Dengan memperhatikan bahwa setiap pusat pembangkit mempunyai perbedaan yang cukup berarti dilihat dari aspek biaya modal, biaya operasi, maupun efisiensinya, maka seorang insinyur listrik harus mampu memilih alternatif susunan gabungan pembangkit (generation-mix) yang paling ekonomis untuk dioperasikan. Mengingat beban bervariasi secara ekstrem dari saat ke saat dan brsamaan dengan itu penyediaan (supply) sistem pembangkit diharapkan selalu mencukupi kebutuhan beban yang berfluktuasi tadi, maka terdapat interelasi antara parameter ekonomis pusat-pusat pembangkit dengan dinamika beban. susunan kapasitas terpasang pembangkit PLN menurut jenisnya untuk keadaaan akhir pelita IV (1988/89) terlihat pada tabel berikut:



Susunan Kapasitas Terpasang Pembangkit PLN Menurut Jenisnya untuk Keadaan Akhir Pelita IV (19988/89)

PEMBAHASAN
Pembangkit tenaga listrik dilakukan dengan berbagai aspek dan juga alternatif. Semua bahan yang digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik pada dasarnya memiliki kelebihan dan kekurangan.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya
Perlu dipahami, kebutuhan energi global dalam 30 tahun ke depan akan meningkat dua kali lipat per tahunnya. Pada 40 tahun mendatang, kebutuhan meningkat lagi menjadi tiga kali lipat atau setara dengan energi 20 miliar ton minyak bumi. Memang selama ini menurut Energy Information Administration (EIA) memperkirakan pemakaian energi hingga tahun 2025 masih didominasi bahan bakar fosil, yakni minyak bumi, gas alam, dan batubara. Permasalahannya yaitu menurut data Departemen ESDM juga menyebutkan, cadangan minyak bumi di Indonesia hanya cukup untuk 18 tahun kedepan, sedangkan gas bumi masih bisa mencukupi hingga 61 tahun lagi. Kemudian cadangan batubara diperkirakan habis dalam waktu 147 tahun lagi.
Salah satu langkah konkrit PLN yang akan diwujudkan hingga tahun 2009 adalah dengan membangun proyek PLTU 10.000 MW. Mungkin beberapa alasan memilih solusi ini karena selama ini kebutuhan listrik Negara 30 % disumbang oleh PLTU Suralaya yang berbahan baku batubara dan seperti yang dikemukakan diatas bahwa cadangan batubara nasional cukup tinggi. Permasalahannya adalah sumber utama penghasil emisi karbondioksida secara global, yaitu pembangkit listrik bertenaga batubara. Pembangkit listrik ini membuang energi dua kali lipat dari energi yang dihasilkan. Semisal, energi yang digunakan 100 unit, sementara energi yang dihasilkan 35 unit. Maka, energi yang terbuang adalah 65 unit! Setiap 1000 megawatt yang dihasilkan dari pembangkit listrik bertenaga batubara akan mengemisikan 5,6 juta ton karbondioksida per tahun yang merupakan salah satu gas rumah kaca penyebab global warming.
Sebagai salah satu solusi masalah energi diatas yaitu energi matahari atau tenaga surya. Energi matahari yang dipancarkan ke planet bumi adalah 15.000 kali lebih besar dibandingkan dengan penggunaan energi global dan 100 kali lebih besar dibandingkan dengan cadangan batubara, gas, dan minyak bumi. Permasalahan energi matahari ini mungkin sedikit banyak mirip dengan energi nuklir. Sebenarnya secara teknologi bangsa Indonesia sudah mampu mengelolanya. Bahkan teknologi mutakhir telah mampu mengubah 10-20 % pancaran sinar matahari menjadi tenaga surya. Secara teoritis untuk mencukupi kebutuhan energi global, penempatan peralatan tersebut hanya memerlukan kurang dari satu persen permukaan bumi, bukankah suatu hal yang efisien.
Pemanfaatan energi matahari selama ini baru digunakan sebagai pemanas air di rumah-rumah mewah maupun hotel, itupun masih produk impor. Padahal, di negara-negara Eropa utara yang relatif miskin sinar matahari, justru banyak memanfaatkan energi matahari sebagai energi terbaharukan, ramah lingkungan, dan murah.

Gambar. 2 Pemanfaat tenaga surya

Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :

Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.
Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin.
Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun.
Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Energi nuklir akan dikembangkan di Indonesia. Menurut Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Purnomo Yusgiantoro berdasarkan roadmap pengembangan yang disiapkan pemerintah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) mulai dibangun tahun 2016. Sedang tahun 2017 diharapkan mulai bisa beroperasi. Energi nuklir merupakan bagian dari pengembangan energi baru dan terbarukan dalam kebijakan energi di Indonesia. Batubara merupakan bahan bakar utama pembangkit listrik di Indonesia. Selain itu juga dikembangkan energi baru dan terbarukan termasuk energi nuklir. Indonesia memiliki cadangan mineral radioaktif yang tersebar diberbagai lokasi. Di kawasan Kayan, Kalimantan Barat, misalnya, saat ini terdapat cadangan sekitar 24,110 ton yang bisa untuk memproduksi 3 GWh selama 11 tahun. Cadangan lainnya tersebar di Sumatera, Sulawesi serta Papua.
Peran energi nuklir diperkirakan akan sangat penting bersama sumber energi baru dan terbarukan lainnya dalam menjamin pasokan dan keamanan energi listrik di Indonesia. Sebagaimana terjadi diberbagai negara lain pengembangan energi nuklir umumnya diiringi dengan menurunnya kontribusi bahan bakar lain untuk pembangkit listrik.
Perkembangan energi nuklir untuk pembangkit listrik mengalami perkembangan yang cepat dalam beberapa tahun belakangan. Saat ini sedikitnya terdapat sekitar 426 PLTN yang dioperasikan diberbagai negara. Amerika, Jepang dan Korea merupakan negara yang membangun PLTN dalam jumlah besar. Selain itu PLTN juga dikembangkan oleh India, China, Brasil, dan Finlandia.

Berikut ini adalah keuntungan dan kerugian mengunakan energi nuklir:
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah:
1. Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas)
2. Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia
3. Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)
4. Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan
5. Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan
6. Baterai nuklir - (lihat SSTAR)




Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:
1. Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building)
2. Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun
Pembangkit Listrik Tenaga Arus Sungai/Laut
PLTA yang umum kita ketahui adalah pembangkit listrik yang energi penggerak utamanya bersumber dari air yang dibuat sedemikian hingga agar mampu menggerakan turbin. PLTA merupakan jenis pembangkit sumber energi terbarukan dan tanpa menimbulkan emisi. Tetapi untuk skala besar masih banyak masalah-masalah yang harus dihadapi dari pengembangan PLTA ini. Permasahan yang sering timbul adalah, besarnya biaya untuk pembangunan dan pemeliharaan PLTA,kebutuhan lahan yang sangat luas dan efek samping yang diakibatkan terhadap lingkungan juga menjadi kendala.
Karena alasan tersebut, akhir-akhir ini banyak yang mengembangkan alternatif teknologi baru sistem pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air untuk mengahasilkan enegi listrik, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Arus Sungai/Laut.
Menurut beberapa sumber yang dibaca, arus sungai mempunyai kelebihan dibandingkan dengan angin ataupun matahari yang cenderung lebih dipengaruhi oleh cuaca, sementara arus sungai mempunyai aliran yang tetap dan tidak banyak mengalami perubahan hingga ratusan tahun. Selain itu, air mempunyai berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan udara, dan hal itu berarti bahwa potensi energi yang bisa dihasilkan 321.800 km sungai-sungai besar di dunia lebih besar dibandingkan dengan energi yang bersumber dari angin.
Berbeda dengan arus sungai, arus laut juga mempunyai kandungan energi yang bisa dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Namun arus laut cenderung mengalami perputaran atau biasa disebut juga arus putar sehingga cenderung pula untuk merusak. Pada selat, teluk dan tempat-tempat lainnya dimana arus laut mengalami penyempitan berupa bottle neck, arus laut akan sangat kuat sehinga sangat potensial untuk dimanfaatkan energinya.

KESIMPULAN
Dari pembahasan mengenai pembangkit tenaga listrik dapat disimpulkan bahwa suatu pembangkit tenaga listrik tidak hanya dibuat karena aspek kebutuhan, namun juga harus dilihat dari aspek lingkungannya. Karena, hal ini berdampak sangat besar terhadap lingkungan. Semua hal harus benar-benar dihitung dari segala aspek. Dan dari semua pembangkit tenaga listrik yang ada, masing-masing memiliki kekurangan dan kelebihan sendiri.

PENGHITUNGAN ENERGI LISTRIK

1. Energi Listrik
Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:
• Energi listrik menjadi energi kalor / panas, contoh: seterika, solder, dan kompor listrik.
• Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.
• Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.
• Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu, peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain).

Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung pada:
• Beda potensial pada ujung-ujung penghantar (V).
• Kuat arus yang mengalir pada penghantar (i).
• Waktu atau lamanya arus mengalir (t).

Berdasarkan pernyataan di atas, dan karena harga V = R.i, maka persamaan energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk :
W = V.i.t
= (R.i).i.t
W = i^2.R.t (dalam satuan watt-detik)

dan karena i = V/R, maka persamaan energi listrik dapat pula dirumuskan dengan:
W = i^2.R.t
= (V/R^2.R.t
W = V^2.t/R (dalam satuan watt-detik)

Keuntungan menggunakan energi listrik:
a. Mudah diubah menjadi energi bentuk lain.
b. Mudah ditransmisikan.
c. Tidak banyak menimbulkan polusi/ pencemaran lingkungan.

Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan berubah menjadi panas (kalor) pada penghantar. Besar energi listrik yang berubah menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:
Q = 0,24 V i t……kalori
Q = 0,24 i^2 R t…..kalori
Q = 0,24 V^2.t/R….kalori

Jika V, i, R, dan t masing-masing dalam volt, ampere, ohm, dan detik, maka panas (kalor) dinyatakan dalam kalori.

Konstanta 0,24 didapat dari percobaan joule, Di dalam percobaannya Joule menggunakan rangkaian alat yang terdiri atas kalorimeter yang berisi air serta penghantar yang berarus listrik. Jika dalam percobaan arus listrik dialirkan pada penghantar dalam waktu t detik, ternyata kalor yang terjadi karena arus listrik berbanding lurus dengan:
a. Beda potensial antara kedua ujung kawat penghantar (V)
b. Kuat arus yang melalui kawat penghantar (i)
c. Waktu selama arus mengalir (t).

dan hubungan ketiganya ini dikenal sebagai "hukum Joule"

Karena energi listrik 1 joule berubah menjadi panas (kalor) sebesar 0,24 kalori. Jadi kalor yang terjadi pada penghantar karena arus listrik adalah:
Q = 0,24 V.i.t kalori

Daya Listrik
Daya listrik adalah banyaknya energi tiap satuan waktu dimana pekerjaan sedang berlangsung atau kerja yang dilakukan persatuan waktu. Dari definisi ini, maka daya listrik (P) dapat dirumuskan:
Daya = Energi/waktu
P =W/t
P = V.i.t/t
= V.i
P = i^2 R
P = V^2/R (dalam satuan volt-ampere, VA)

Satuan daya listrik :
a. watt (W) = joule/detik
b. kilowatt (kW): 1 kW = 1000 W.

Dari satuan daya maka muncullah satuan energi lain yaitu:
Jika daya dinyatakan dalam kilowatt (kW) dan waktu dalam jam, maka satuan energi adalah kilowatt jam atau kilowatt-hour (kWh).
1 kWh = 36 x 105 joule

Dalam satuan internasional (SI), satuan daya adalah watt (W) atau setara Joule per detik (J/sec). Daya listrik juga diekspresikan dalam watt (W) atau kilowatt (kW). Konversi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula sebagai berikut:

1 HP = 746 W = 0,746 kW
1kW = 1,34 HP

Sedangkan menurut standar Amerika (US standard), daya dinyatakan dalam satuan Hourse Power (HP)atau (ft)(lb)/(sec).

Pemanfaatan Energi Listrik

Di antara peralatan listrik di rumah anda, anda mungkin mempunyai pengering rambut, beberapa lampu, pesawat TV, stereo, oven microwave, kulkas dan kompor listrik. Masing-masing mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, misalnya energi cahaya, energi kinetik, energi bunyi, atau energi panas. Berapa besarnya energi listrik yang diubah menjadi energi bentuk lain? dan berapa lajunya? Energi yang di catu pada rangkaian dapat digunakan dengan beberapa cara yang berbeda. Motor merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Lampu listrik merubah energi listrik menjadi cahaya. Sayangnya tidak semua energi yang diberikan ke motor atau ke lampu dapat dimanfaatkan. Cahaya, khususnya cahaya lampu pijar menimbulkan panas. Motor terlalu panas untuk disentuh. Dalam setiap kasus, ada sejumlah energi yang diubah menjadi panas.