Its-undergraduate-7553-4205100005-Pemanfaatan Sel Surya Sebagai Catu Daya Peralatan Penerangan Kapal...

TUGAS AKHIR – LS 1336

PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU

DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI

KAPAL TANKER

FARIT FAUZI NRP 4205 100 005 Dosen Pembimbing Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. Muh. Badrus Zaman, ST. MT. JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

84

TUGAS AKHIR – LS 1336

PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU


KAPAL TANKER

FARIT FAUZI NRP 4205 100 005 Dosen Pembimbing Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. Muh. Badrus Zaman, ST. MT. JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

FINAL PROJECT – LS 1336

THE APPLICATION OF SOLAR POWER PLANT

FOR LIGHTING SYSTEM ON TANKER

FARIT FAUZI NRP 4205 100 005 Advisor Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. Muh. Badrus Zaman, ST. MT. DEPARTMENT OF MARINE ENGINEERING Faculty of Ocean Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU DAYA PERALATAN PENERANGAN KAPAL DI

KAPAL TANKER

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada

Program S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh : FARIT FAUZI 4205 100 005

Disetujui Oleh Pembimbing Tugas Akhir :

1. Ir. Sardono Sarwito, M.Sc ...............(Pembimbing I)

2. Muh. Badrus Zaman, ST, MT …..…...(Pembimbing II)

Surabaya Juli, 2009

iv

”Halaman ini sengaja dikosongkan”

v

LEMBAR PENGESAHAN


KAPAL TANKER

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada

Program S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh : FARIT FAUZI 4205 100 005

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS :

Ir.Alam Baheramsyah, M.Sc ............................

Surabaya Juli, 2009

vi


vii


KAPAL TANKER

Nama Mahasiswa : Farit Fauzi. NRP : 4205 100 005. Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan. Dosen Pembimbing : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. M. Badrus Zaman, ST, MT. abstrak

Sel surya menjadi salah satu energy alternative untuk

mengatasi adanya krisis energy terutama menipisnya

ketersediaan minyak bumi dunia. Dalam tugas akhir ini,

dilakukan analisis pemanfaatan sel surya sebagai catu daya

system penerangan kapal dikapal tanker MT.GEBANG

PERTAMINA 8002 milik PT.PERTAMINA. Berdasarkan

perhitungan data kapal diperoleh sejumlah 220 solar modul yang

terpasang untuk menyuplai 84 battery dengan menghasilkan daya

29.988 VA. Daya tersebut digunakan untuk mengatasi beban

pada panel L1-L5 sebesar 21.255 VA dari total beban 86.865 VA

dengan waktu pemakaian 12 jam (18.00-06.00). Sehingga

pemasangan solar sistem dapat menghemat energi sebesar 34,5%

dari total beban penerangan.

Kata kunci: sel surya, penerangan, tanker.

viii


ix

THE APPLICATION OF SOLAR POWER PLANT FOR LIGHTING SYSTEM ON TANKER

Name : Farit Fauzi. NRP : 4205 100 005. Departement : Marine Engineering. Advisor : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. M. Badrus Zaman, ST, MT. abstract

Solar cell become alternative to solve krisis energy

especially petroleum. In this Final Project, analyse usefull solar

cell for supplying energy to lighting system MT. GEBANG

PERTAMINA 8002 by PT. PERTAMINA. This analysis have

purpose to design supply system , 220 solar moduls and 84

batteries which produce 29.988 VA to solve 21.255 VA in L1-L5

panels from 86.965 VA use 12 hours (18.00-06.00). So the solar

system on it can decrease energy 34,5% of total lighting load.

keyword: solar cell, lighting, tanker.

x


xi

KATA PENGANTAR

Rasa syukur Saya panjatkan kepada Allah SWT. Yang

telah memberikan rahmat iman, islam, ihsan dan nikmat

kesehatan jasmani-rohani, sehingga Saya dengan berbagai nikmat

tersebut dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

Dalam Tugas Akhir ini Saya mengambil judul

“PEMANFAATAN SEL SURYA SEBAGAI CATU


KAPAL TANKER”.

Dengan menganalisis sisi teknis yang berhubungan dengan

pemanfaatan sel surya sebagai catu daya peralatan

penerangan kapal di kapal tanker MT. GEBANG

PERTAMINA 8002 milik PT. PERTAMINA.

Saya sangat berharap pada hasil penyusunan Tugas Akhir

ini adanya koreksi dan saran karena saya merasa Tugas Akhir ini

banyak kekurangan sehingga untuk penulisan berikutnya dapat

diperbaharui.

Do’a saya semoga bimbingan yang telah diberikan oleh

Bapak-Bapak Dosen memberikan manfaat ilmunya untuk

kemaslahatan masyarakat. amin

Penulis,

Surabaya, Juni 2009

xii


xiii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan penuh keikhlasan, kesungguhan dan kerendahan

hati, maka penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Bapak Alam Baheramsyah MSc, selaku Ketua Jurusan

Teknik Sistem Perkapalan

2. Bapak Ir. Sardono Sarwito, M.Sc selaku dosen wali

sekaligus dosen pembimbing yang telah meluangkan

waktu untuk membantu dalam memberikan petunjuk

didalam penyusunan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Muh. Badrus Zaman, ST, MT selaku dosen

pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk

membantu dalam memberikan petunjuk didalam

penyusunan Tugas Akhir ini.

4. Bapak dan Ibu tercinta (Alm), dan semua keluarga terima

kasih atas kasih sayangnya, yang selalu memberikan

dukungan material dan spritual, dengan do’a-do’anya,

keikhlasannya selama ini yang selalu menjadi semangat

penulis dalam menyelesaikan kuliah dan Tugas Akhir ini

5. PT. PERTAMINA PERKAPALAN yang telah membantu

memberikan data penunjang Tugas Akhir ini.

6. Teman-teman Magneeforce 2005, 2004,dan 2003 marine

engineering FTK-ITS.

7. Teman-teman Laboratorium Desain, RBC, Safety dan

semua pihak yang tidak saya sebutkan satu persatu terima

kasih atas dukungan moril maupun spirituilnya sehingga

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

banyak membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

Surabaya, Juni 2009

Penulis

xiv


xv

DAFTAR ISI

Halaman Judul………………………………………… i

Lembar Pengesahan………………………….………… iii

Abstrak………………………………………………… vii

Abstract……………………………………………….. ix

Kata Pengantar………………………………………… xi

Daftar Isi………………………………………………. xv

Daftar Gambar………………………………………… xix

Daftar Tabel…………………………………………… xxi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang………………………………….….….… 1

1.2 Perumusan Masalah…………………………………….. 3

1.3 Tujuan Penulisan ……………………………….….……. 3

1.4 Manfaat Penulisan……………………………….……… 4

1.5 Batasan Masalah………………………………………... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kapal Tanker……………………………...………...…. 5

2.1.1 Aturan-aturan umum tentang kapal Tanker……….. 5

2.1.1.1 Sistem supply servis kapal………………………. 6

2.1.1.2 Distribusi dan supply daya………………………. 6

2.1.2 Ruangan atau daerah berbahaya…………………… 7

2.2 Listrik kapal………………………………………….…... 13

2.2.1 Umum……………………………………………… 13

2.2.2 Switch Board……………………………….………. 16

2.2.2.1 Switch board di kapal………………….….………. 17

2.2.2.1.1 Susunan switch board di kapal……….………… 17

2.2.2.1.2 Penerapan switch board di kapal…….…………. 18

2.2.2.2 Emergency switch board di kapal……………….. 18

2.2.3 Kabel listrik di kapal………………………………. 19

2.2.3.1 Pemilihan kabel…………………………..……….. 20

2.2.3.1.1 Kondisi pada daerah terbuka dan tertutup….…... 21

xvi

2.2.3.1.2 Kondisi yang berkaitan dengan temperature…... 22

2.2.3.1.3 Kondisi pada lingkungan

korosif dan elektrolit……………………… 23

2.2.3.1.4 Kondisi pada daerah uap air,

asam dan minyak..................................... 23

2.2.4 Perhitungan penerangan di kapal……….……… 28

2.2.4.1 Umum…………………………………..……… 28

2.2.4.2 Analisis perhitungan penerangan di kapal…... 33

2.2.5 Analisis perhitungan dan pemilihan

kapasitas generator………………………….. 34

2.2.5.1 Macam-macam kondisi operasi……………… 35

2.2.5.2 Load factor peralatan……………………....… 37

2.2.5.3 Diversity factor…………………………….….. 37

2.2.6 Perhitungan kebutuhan daya listrik………….… 38

2.2.7 Wiring diagram……………………………….…. 40

2.3 Energi matahari……………………………………… 41

2.4 Komponen energy surya fotovoltaik………………… 45

2.4.1 Sel surya………………………………………… 45

2.4.1.1 Prinsip kerja sel surya fotovoltaik……………. 45

2.4.1.2 Sistem tenaga surya fotovoltaik

untuk penerangan…………….……………... 48

2.4.1.3 Kapasitas battery…………………………….…. 49

2.4.1.4 Kapasitas fotovoltaik yang dibutuhkan…….…. 50

2.4.1.5 Kinerja sel surya……………………….………. 51

2.4.1.6 Aplikasi sel surya di bidang kelautan………… 52

2.4.2 Unversal charge control………………….………. 53

2.4.3 Inverter…………………………………………... 53

2.4.4 Battery………………………………………….... 56

2.4.4.1 Cara kerja battery……………………………… 56

2.4.4.2 Battery basah……………………………….….. 59

2.4.4.3 Battery kering……………………………..……. 60

2.4.4.4 Aturan-aturan klas tentang battery………….… 62

BAB III METODOLOGI 3.1 Umum………………………………………………… 63

xvii

3.1.1 Studi literatur.................................................... 65

3.1.2 Analisis kebutuhan daya……………………….. 65

3.1.3 Perancangan sistem solar cell............................ 65

3.1.4 Perancangan sistem battery............................... 65

3.1.5 Penempatan solar cell………………………..… 66

3.1.6 Wiring diagram sistem penerangan..................... 66

3.1.7 Analisis penghematan bahan bakar.................... 66

3.1.8 Kesimpulan…………………………………….… 66

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data kapal tanker………………………………………. 67

4.2 Analisist kebutuhan daya penerangan…………………. 67

4.3 Pemilihan dan perancangan system Solar cell………… 69

4.4 Penentuan charger control battery………………….. 72 4.5 Perancangan sistem battery…………………………. 73

4.6 Inverter………………………………………………. 76

4.7 Wiring diagram penerangan………………………… 81 4.8 Analisis penghematan energy………………………. 84

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan………………………………………….. 85

5.2 Saran…………………….…………………………… 86

DAFTAR PUSTAKA………………………………. 87

BIODATA PENULIS………………………………. LAMPIRAN…………………………………………

xviii


xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Sistem Kelistrikan Kapal………........ 15

Gambar 2.2 Sudut pejal atau steradian………………….. 29

Gambar 2.3 Tipe-tipe distribusi penerangan lampu…….. 30

Gambar 2.4 Diagram pemanfaatan

energy sinar matahari……………………. 43

Gambar 2.5 Persentase pemanfaatan sinar matahari…… 44

Gambar 2.6 Prinsip kerja sel fotovoltaik…………………. 46

Gambar 2.7 Sel surya dan modul sel surya………………. 47

Gambar 2.8 Prinsip kerja sel surya……………………….. 48

Gambar 2.9 Sistematika sel surya

sebagai pembangkit listrik……………….. 48

Gambar 2.10 Diagram blok system solar modul………… 49

Gambar 2.11 Solar boat…………………………..………. 52

Gambar 2.12 Sel surya pada kapal supertanker………… 53

Gambar 2.18 Skema sederhana Inverter…………………. 54

Gambar 2.19 Perbandingan bentuk-bentuk

gelombang AC…………………………… 55

Gambar 3.1 Flowchart metodologi Tugas Akhir…………. 64

Gambar 4.1 Penempatan solar modul di top deck……….. 72

Gambar 4.2 Dimensi radio room………………………….. 74

Gambar 4.3 Navigation deck……………………………… 75

Gambar 4.4 Ruangan untuk system battery solar modul… 76

Gambar 4.5 General Arrangement

MT. GEBANG PERTAMINA………………… 80

Gambar 4.6 Wiring diagram solar modul………………….. 81

Gambar 4.7 Wiring diagram awal…………………………. 82

Gambar 4.8 Instalasi solar system………………………… 83

xx


xxi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kandungan garam air laut

dengan kandungan garam 3,5 %……………… 23

Table 2.2 Data kebutuhan beban………………………..…. 49

Table 2.3 Switching transistor dalam inverter…………… 54

Tabel 4.1 Perhitungan kebutuhan

daya penerangan kapal………………….…….. 68

Table 4.2 Pembagian komponen

kebutuhan daya penerangan kapal……………. 68

Table 4.3 Kebutuhan daya yang harus disuply…….……… 69

Tabel 4.4 Spesifikasi beberapa solar cell................................. 77

Table 4.5 Kebutuhan modul…………………………........... 78

Table 4.6 Penentuan control charger……………………… 78

Table 4.7 Pemilihan Battery………………..………………. 79

xxii


Its-undergraduate-7553-4205100005-Pemanfaatan Sel Surya Sebagai Catu Daya Peralatan Penerangan Kapal...

Documents

Transcript of Its-undergraduate-7553-4205100005-Pemanfaatan Sel Surya Sebagai Catu Daya Peralatan Penerangan Kapal...