Efisiensi perangkat konversi energi adalah ekspresi kuantitatif dari keseimbangan antara input energi dan output energi. Ini didefinisikan sebagai berikut:
Efisiensi Alat = Output Energi berguna/Input Energi
Kata kunci dalam definisi di atas adalah 'berguna'. Kalau bukan karena kata ini, tentu saja, definisi tersebut akan menjadi sepele, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Hukum Pertama Termodinamika memberi tahu kita bahwa energi dilestarikan dalam semua transformasinya (baca perubahannya). Jadi rasio output energi terhadap input energi selalu satu, atau 100%.
Gambar 1. Representasi skematik dari alat konversi energi
Arti kata 'berguna' bergantung pada tujuan perangkat. Sebagai contoh, jika perangkat adalah pemanas listrik, output energi yang bermanfaat adalah panas, dan input energi adalah listrik. Listrik diubah menjadi panas. Panas juga diperoleh dari listrik dalam cahaya bohlam, seperti yang kita ketahui. Tetapi panas dari bohlam bukanlah energi yang berguna yang diperoleh dari bola lampu. Tujuan dari bola lampu adalah mengubah energi listrik menjadi cahaya.
Tabel 1 merangkum output energi berguna dan input energi untuk beberapa perangkat konversi energi umum. Gambar 2 dan 3 adalah ilustrasi tentang bagaimana menggunakan informasi yang diberikan dalam Tabel 1 untuk kasus dua perangkat, motor listrik dan tungku. Kita mungkin tahu, atau mungkin tertarik untuk mengetahui, bagaimana mereka bekerja, tetapi ini tidak diperlukan untuk tujuan kita. Masyarakat perlu sadar akan energi yang selama ini digunakan. Karenanya informasi yang diberikan pada Tabel 1 mungkin sangat berguna bagi mereka dan kita semua.
Tabel 1. Energi Input dan Energi Output Berguna Pada Alat Konversi Energi
Gambar 2. Konversi Energi Pada Motor Listrik (Energi Listrik menjadi Energi Gerak atau Mekanik)
Gambar 3. Konversi Energi Pada Tungku (Energi Kimia menjadi Energi Termal atau Panas)
Contoh 1 Ilustrasi Sederhana:
Motor listrik mengkonsumsi 100 watt 
listrik untuk mendapatkan 90 watt daya mekanik. Tentukan efisiensinya (E)?
Solusi:
Karena daya adalah tingkat pemanfaatan energi, efisiensi juga dapat dinyatakan sebagai
rasio daya. Kita bisa nyatakan:
Oleh karena itu, efisiensi motor listrik dapat dinyatakan:
Jadi, efisiensi motor listrinya sebesar 90%
Contoh 2 Ilustrasi Sederhana:
Tungku gas memiliki efisiensi 75%. Berapa banyak BTU (British Thermal Unit, satuan energi) yang akan dihasilkannya dari 1000 BTU gas alam?
Solusi:
Fungsi tungku gas adalah mengubah energi kimia gas menjadi panas (energi panas), seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 dan diilustrasikan pada Gambar 3.
Oleh karena itu, kita nyatakan:
Jadi, banyak energi termal yang akan dihasilkan (baca: dibangkitkan) dari 1000 BTU gas alam adalah sebesar 750 BTU
Ilustrasi 1 dan 2 diatas, meski sangat sederhana, namun harus dipelajari dengan hati-hati. Contoh tersebut membawa dua pesan penting. Pesan pertama, efisiensi perangkat konversi energi secara kuantitatif tak bersatuan (atau tanpa dimensi) besarnya antara 0 dan 1 (atau antara 0 dan 100%). Tentunya, semakin besar angka ini, semakin tinggi efisiensi perangkat; namun, sebuah angka lebih dari satu akan bertentangan dengan Hukum Pertama Termodinamika.
Pesan kedua, bersifat formal dan substantif. Tidak cukup untuk mengubah jumlah energi menjadi satuan yang sama, misalnya BTU ke joule atau kalori ke kilowatthours. Satuan juga harus memiliki energi yang sama bentuk. Tidak mungkin, misalnya, untuk mengkonversi BTU kimia dan BTU termal. Di istilah substantif, efisiensi bukanlah angka tanpa satuan kualitatif. Bahkan ketika satuan tidak secara eksplisit dinyatakan, seperti dalam Ilustrasi 1, kita harus ingat apa itu, dari pengetahuan tentang fungsi perangkat (seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 dan diilustrasikan dalam Gambar 1,
Gambar 2 dan Gambar 3).
Konsep efisiensi dengan demikian mewujudkan kedua hukum termodinamika. Ini mencerminkan persamaan kuantitatif dan perbedaan kualitatif dari berbagai bentuk energinya. Pemahaman ini membutuhkan pengetahuan tentang termodinamika; setelah dipahami, ternyata hanya konsep ini - dari seluruh bidang termodinamika - yang paling diperlukan untuk memahami masalah energi utama yang dihadapi masyarakat saat ini.
Tabel 2 merangkum efisiensi energi dari sejumlah perangkat umum konversi energi. Mereka terdaftar dalam rangka menurunkan efisiensi. Angka-angka yang ditampilkan adalah khas tetapi mereka dapat berbeda untuk model yang berbeda dari jenis perangkat yang sama (tergantung pada rincian desainnya) atau untuk perangkat yang sama, tergantung pada apakah perangkat itu digunakan dan dijaga dengan baik. Misalnya, mesin mobil Anda akan lebih efisien jika Anda mengganti oli (baca: pelumas mesin) secara teratur.
Konversi 'termudah' adalah yang ada di dalamnya arah peningkatan entropi, dan khususnya yang menghasilkan panas (termal energi). Kita hanya perlu menggosok tangan kita dan mengubah energi mekanik menjadi panas. Tungku rumah juga menghasilkan panas, tapi tungku gas biasanya lebih efisien daripada tungku minyak, yang pada gilirannya lebih efisien daripada tungku batubara. Alasan untuk ini adalah karena paling mudah untuk membakar gas sepenuhnya dalam tungku, dan sangat sulit untuk membakar batubara. Dengan kata lain, bagian terbesar dari energi kimia gas berakhir sebagai panas yang bermanfaat di rumah kita.
Tabel 2. Efisiensi Alat Konversi Energi
Perumnas III, Bekasi Timur, 3092018, 21.20
WordPress.com
