Energi Terbarukan Ramah Lingkungan : Desain Generator Listrik Berbahan Bakar Limbah Tongkol Jagung

Wahyu Kurniawan, Desman Perdamaian Gulo, David HarendzaProgram Studi Pendidikan Fisika dan Fisika, Universitas Kristen Satya Wacana

192010019@student.uksw.edu

Abstrak

Kelangkaan pasokannya energi listrik hingga kini masih menjadi kendala serius mulai dari tingkat regional hingga global. Di Indonesia sendiri, kebutuhan pasokan meningkat 3000 MW per tahun yang setara 9% kebutuhan listrik nasional. Sedangkan kemampuan peningkatan kapasitas elektrifikasi hanya berkisar 4% per tahun, akibatnya masih ada sejumlah 34% masyarakat yang belum dapat menikmati listrik. Selama ini, lebih dari setengah energi pemenuhan masih menggunakan energi fosil yang semakin terbatas jumlahnya, sehingga faktor biaya akan terus mempersulit pengembangan berikutnya. Kondisi ini membuat pemerintah kian gencar menggalakan terobosan untuk mencari potensi sumber energi baru sebagai pendukung pemenuhan energi listrik nasional. Berbasis kearifan lokal yang menempatkan Indonesia sebagai negara agraris yang kaya akan hasil pertanian maka sudah seharusnya biomassa menjadi salah satu sumber energi terbarukan yang cukup menjanjikan. Biomassa dalam hal ini dapat bersumber dari limbah hutan, limbah perkotaan dan pertanian. Berpijak dari latar belakang tersebut maka penelitian ini berusaha melakukan terobosan baru dengan memanfaatkan salah satu jenis biomassa yang masih belum banyak tersentuh sebagai sumber energi listrik, yaitu limbah tongkol jagung. Pemilihan bahan ini didasarkan pada pertimbangan analisis proksimat dan elemental tongkol jagung yang ternyata masih cukup tinggi kandungan energinya. Meskipun demikian ternyata belum dapat teroptimalkan untuk menghasilkan energi listrik, bahkan boleh dikatakan sangat minim hasil penelitian yang melaporkan secara langsung konversi energi biomassa ini menjadi listrik siap pakai. Selama ini proses pengolahan yang cukup rumit dan tidak praktis membuat aplikasi di masyarakat terkendala, seperti misalnya proses perubahan menjadi bioetanol. Penelitian ini berusaha mencari alternatif lain, yaitu penerapan teknologi termoelektrik yang cukup potensial serta sederhana dalam aplikasinya. Termoelektrik secara fisika memanfaatkan efek Seebeck sebagai konverter aliran energi termal menjadi listrik, yaitu dengan pengkondisian perbedaan suhu pada material termoelektrik. Dari kajian eksperimental yang telah dilakukan dapat dilaporkan untuk tahap awal percobaan dilakukan proses karbonisasi tongkol jagung yang bertujuan untuk meningkatkan kandungan energi per satuan massa. Dilanjutkan pengujian energi dengan metode water boilling test, yang menunjukan kandungan energi rata-rata mencapai 15 MJ/Kg atau setara 4,2 KWh/Kg. Tahap selanjutnya adalah perancangan generator yang terdiri atas reservoir dingin dan ruang bakar untuk menciptakan aliran termal yang diperlukan oleh material termoelektrik. Pengujian konversi energi mencapai efisiensi 5% yang setara dengan produksi energi listrik sebesar 210 Wh/Kg. Dengan demikian dapat ditunjukan bahwa proses konversi limbah tongkol jagung menjadi energi listrik telah berhasil dilakukan. Selanjutnya kendala yang dihadapi pada desain generator dan pemilihan material termoelektrik perlu dilakukan penelitian lebih lanjut, untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi.

Kata kunci : Biomassa, Tongkol Jagung, Generator Termoelektrik