PKMT Tenaga Surya

A. JUDUL PROGRAM

Penggunaan Kincir Angin Savonius Sebagai Sumber Energi Lampu Celup Bawah Air (Lacuba)

di Bagan Nelayan.

B. LATAR BELAKANG MASALAH

Manusia telah mengenal berbagai macam cara untuk dapat menangkap berbagai jenis

ikan. Salah satunya adalah dengan menggunakan Bagan. Bagan adalah konstruksi bangunan

lepas pantai terbuat dari bambu yang digunakan nelayan untuk menangkap ikan dan cumi-cumi.

Bagan yang banyak dipakai oleh nelayan ini difungsikan di malam hari dengan bantuan

minimum 10 buah lampu petromaks dengan bahan bakar, minyak tanah. Cahaya dari lampu

petromaks dimanfaatkan nelayan untuk menarik ikan dan cumi-cumi agar berkumpul di wilayah

sekitar bagan sehingga nelayan dapat menangkapnya dengan menggunakan jaring. Sebagian

besar biaya operasional harian bagan dihabiskan untuk pembelian minyak tanah sebagai bahan

bakar lampu petromaks. Dalam satu

malam, lampu-lampu petromaks yang digunakan dapat menghabiskan 25 hingga

30 liter minyak tanah. Dengan harga pembelian antara Rp. 4000,-Rp. 4.500,per

liter, maka total pengeluaran untuk bahan bakar ini sekitar Rp. 120.000,sampai

Rp.135.000,-permalam. Pada saat minyak tanah langka, maka para

nelayan sulit untuk mendapatkan bahan bakar yang mereka butuhkan sehingga

mereka tidak bisa pergi melaut. Beberapa nelayan mencoba mengalihkan

penggunaan lampu pertomaks dengan lampu listrik yang energinya berasal dari

generator listrik bertenaga diesel. Usaha ini dapat memperbaiki mutu penerangan

yang dihasilkan, tapi tidak mengurangi biaya operasional harian karena generator

mesin diesel menggunakan minyak solar yang yang harganya malah lebih mahal

dari minyak tanah dan juga kadang-kadang tidak stabil persediaannya.

Sementara itu, energi terbarukan (renewable energy) ramah lingkungan

yang populer dengan sebutan “energi hijau” masih kurang dikenal masyarakat.

Padahal energi hijau seperti angin lebih ekonomis dibanding dengan energi

konvensional seperti BBM (Bahan Bakar Minyak). Ditambah dengan kemajuankemajuan

lain di bidang teknologi kelautan, khususnya dalam hal penangkapan

ikan yaitu penggunaan lampu celup bawah air (LACUBA) yang terbukti mampu

meningkatkan hasil tangkapan nelayan hingga 2-3 kali lipat dibanding dengan

menggunakan lampu petromaks.

Oleh karena itu, perlu adanya upaya pengembangan pembangkit listrik di

bagan nelayan memanfaatkan fenomena alam berupa tiupan angin darat serta

angin laut sebagi sumber enegi untuk menggerakkan kincir yang akan memutar

turbin generator untuk menghasilkan daya listrik. Adapun rancangan kincir angin

yang kami buat adalah tipe poros vertikal berbentuk setengah silinder (Savonius).

Dengan desain kincir tersebut diharapkan dapat memberikan daya putar yang

besar dari berbagai arah mata angin dan daya listrik yang dihasilkan kincir

tersebut dapat dimanfaatkan sebagai suplai energi bagi lampu LACUBA yang

akan dipasang di bagan nelayan.

Kincir angin Savonius dikombinasikan dengan lampu LACUBA dapat

dimanfaatkan sebagai pengganti penerangan dengan lampu petromaks, sehingga

merupakan salah satu upaya untuk penghematan BBM, meningkatkan hasil

tangkapan nelayan di samping juga melestarikan lingkungan sehat bagi mahluk

hidup.

C.

TUJUAN

Tujuan dari inovasi teknologi ini adalah :

1.

Memberikan sumber energi alternatif kepada nelayan akan ketergantungan

terhadap bahan bakar fosil yang terbatas.

2.

Meningkatkan kesejahteraan dan pendapatan nelayan.

3.

Merancang suatu sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin dikombinasikan

dengan penggunaan lampu LACUBA yang dapat diaplikasikan pada bagan

ikan nelayan sebagai suatu teknologi tepat guna.

D.

PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah yang menjadi fokus program ini adalah :

1.

Ketergantungan nelayan terhadap bahan bakar fosil yang tinggi dalam hal ini

minyak tanah untuk bahan bakar lampu petromaks, sementara di lain pihak

ketersediaan bahan bakar tersebut semakin berkurang.

2.

Tingkat teknologi dan pendapatan nelayan yang masih perlu ditingkatkan.

3.

Energi angin memiliki berpotensi sebagai sumber energi alternatif untuk

memenuhi suplai energi bagi lampu LACUBA yang akan dipasang di bagan

nelayan.

E.

LUARAN YANG DIHARAPKAN

Dengan adanya suatu desain ini, diharapkan dapat memberikan solusi

teknologi energi terbarukan pada bagan nelayan dengan memanfaatkan energi

angin, menghemat biaya produksi dan memberikan solusi untuk meningkatkan

hasil tangkapan nelayan.

F.

KEGUNAAN PROGRAM

Kegunaan yang diharapkan dari program ini ditujukan kepada pemerintah,

masyarakat, individu dan kelompok yang memiliki peran besar dalam pelaksanaan

pengembangan energi alternatif di Indonesia.

1.

Bagi pemerintah program ini dapat menjadi model percontohan untuk

mengatasi masalah yang bermunculan di masyarakat dengan memanfaatkan

potensi alam yang ramah lingkungan.

2.

Bagi masyarakat khususnya nelayan program ini dapat menjadi salah satu

solusi untuk menghemat biaya produksi dan untuk meningkatkan hasil

tangkapan nelayan.

3.

Bagi individu dan kelompok program ini diharapkan mampu menumbuhkan

semangat untuk menemukan ide-ide kreatif dan inovatif dalam

mengembangkan desain pembangkit tenaga listrik tenaga angin untuk

berbagai keperluan dan pemecahan masalah di masyarakat.

G.

TINJAUAN PUSTAKA

a.

Teori Betz

Betz mengasumsikan bahwa, suatu turbin ideal merupakan rotor tanpa naf

(hub) dan mempunyai sudu-sudu yang tak terhingga jumlahnya tanpa hambatan

(Reksoatmodjo, 2004). Juga diasumsikan bahwa, aliran udara di depan dan

belakang rotor memiliki kecepatan yang seragam (aliran laminar). Jika

4

V1 = kecepatan angin di depan rotor, V2 = kecepatan angin di belakang rotor dan

V = kecepatan angin saat mealui rotor, maka berdasarkan persamaan kontinuitas :

A1.V1 = A.V = A2.V2

Gambar 1. Rotor

Selajutnya berdasarkan teorema Eular, gaya yang bekerja pada rotor

mengikuti persamaan (1) :

F = AV(V - V ) (1)

Karena daya kinetik angin yang diserap oleh rotor mengikuti persamaan (2):

= = ( - ) (2)

Selisih energi kinetik di depan dan di belakang rotor dapat dihitung dengan

persamaan Bernoulli dalam persamaan (3) :

= ( - ) (3)

Persamaan (2) adalah sama dengan persamaan (3) sehingga dari kedua

persamaan itu diperoleh harga V sesuai dalam persamaan (4) :

= ( ) (4)

Jika hasil V tersebut disubstitusikan ke dalam persamaan (1) dan (2) akan

mneghasilkan gaya dalam persamaan (5) :

= ( - ) (5)

Dan dari persamaan (3) dan (5) dapat dihasilkan rumus untuk mencari daya,

sebagaimana tertuang dalam persamaan (6) :

= ( - )( + ) (6)

Untuk kecepatan V1 tertentu dapat dikaji besar dari P sebagai fungsi dari V2

dengan mendiferensiasi persamaan (6), sehingga didapat persamaan (7) :

= ( + - - ) (7)

= ( - 2 - 3 ) (8)

Pada =0, diperoleh akar persamaan : V2 = -V1yang berarti udara dalam

keadaan tenang (BN= 0), dan = yang merupakan harga yang menghasilkan

daya maksimum. Dengan demikian daya maksimum yang diperoleh adalah sesuai

dengan persamaan (9) : = (9)

Persamaan (9) menunjukkan bahwa daya maksimum yang diperoleh

tergantung pada massa jenis udara (berubah dengan tekanan dan tempratur) serta

kecepatan angin. (Reksoatmodjo, 2004).

b. Kincir Angin Savonius

Pada dasarnya turbin angin atau yang lebih dikenal dengan sebutan kincir

angin merupakan sarana pengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik

untuk memutar generator listrik. Sejarah penggunaan energi angin dimulai sejak

abad ke-17 SM dan tersebar di berbagai negara: Persia, Babilonia, Mesir, China

dan di benua Eropa dengan berbagai bentuk rancangbangun. Berdasarkan

kedudukan poros, jenis-jenis turbin angin itu dapat dibagi ke dalam dua kategori,

yakni: turbin angin dengan sumbu horisontal dan turbin angin dengan sumbu

vertikal.

Dari kedua jenis turbin angin tersebut yang banyak diterapkan dan

menghasilkan daya yang besar adalah jenis turbin angin dengan sumbu horisontal

(Vadot Neyrpic, 1 MW, Perancis). Sementara dari jenis sumbu vertikal (dengan

rotor Darius) hanya mencapai daya 200 kW (Iles de la Madeleine,Canada). Turbin

angin dengan konstruksi sederhana yang cocok untuk penggunaan di pedesaan

adalah temuan sarjana Finlandia bernama S. Savonius (1924). Turbin ini termasuk

jenis turbin angin dengan sumbu vertikal, dengan rotor yang tersusun dari dua

buah sudu-sudu setengah silinder (Gambar 2).

Gambar 2. Kincir Savonius

6

Konsep turbin angin Savonius ini cukup sederhana dan praktis tidak

terpengaruh oleh arah angin. Ditinjau dari prinsip kerjanya, turbin angin ini

tergolong pada jenis vertical-axis differential drag windmill.

Perhitungan energi yang ditimbulkan oleh angin merupakan udara

bergerak yang dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan fisika klasik

energi kinetik dari sebuah benda dari massa M dan kecepatan V dalam hal ini

persamaan (10) :

E = ½ MV2 (10)

E = energi (J)

m = massa udara (Kg)

v = kecepatan angin (meter/detik), dengan syarat kecepatan v tidak mendekati

kecepatan cahaya. Apabila suatu blok udara dengan luas penampang A m2 dan

bergerak dengan kecepatan v, maka jumlah massa yang melewati suatu tempat

mengikuti persamaan (12) adalah:

m = A v ñ (kg/det) (12)

keterangan :

A = luas penampang (m2)

ñ = Kepadatan udara (kg/m3)

sehingga energi persatuan waktu dapat ditunjukkan dengan persamaan (3) atau

persamaan (4)

P=½Añv3 (3)

Atau P=kAv3 (4)

Keterangan :

P = Daya (Watt)

E = Energi (Joule)

K = Konstanta (1.37 x 10-5)

Atau pada rumus (5) yang dikembangkan Golding :

P=kFAEv3 (5)

Dengan F suatu faktor = 0.59236

E = Eff. Rotor dan peralatan lain.

Pada dasarnya, besaran k dipengaruhi faktor-faktor seperti :

-Efisiensi sistem

-Geseran

-Kecepatan angin

Demikian juga luasnya tergantung pada bentuk sudu kipas dan juga

terpengaruh oleh kecepatan angin. Saat angin berinteraksi dengan sudu-sudu kipas

maka setidaknya gaya-gaya yang terjadi terdiri dari 3 komponen, yaitu :

a.

Gaya aksial (a), yaitu gaya yang arahnya sama dengan arah angin, gaya ini

harus ditampung oleh poros dan bantalan.

b.

Gaya tangensial (t), yaitu gaya yang menghasilkan moment dan bekerja tegak

lurus pada radius, bekerja secara produktif.

c.

Gaya sentrifugal, yaitu gaya yang meninggalkan titik tengah. Bila kipas

berbentuk silinder maka gaya ini saling meniadakan.

Secara umum gaya-gaya tersebut dapat dihitung dengan persamaan :

a = 0.00142 v2R2 (kg)

(6)

s = 367 RP/(v1v) (kg)

(7)

t = 0.00219 Wv2v2 / R1 (kgm)

(8)

Keterangan :

P = Daya (kW)

R = Radius daun motor (m)

R1 = Radius hingga titik berat daun (m)

V1 = Kecepatan relative ujung sudu terhadap v

V2 = Kecepatan relative titik berat sudu terhadap v

s = gaya sentrifugal

t = Momen tangensial

W = Berat daun (kg)

c. Energi Angin

Angin lazimnya tercipta karena adanya perbedaan tekanan atmosfer yang

menyebabkan udara akan terus bergerak dengan arah yang berubah-ubah dalam

bentuk aliran udara. Karakteristik angin ditentukan oleh arah dan kecepatannya.

secara teoretis, angin berhembus dari daerah bertekanan tinggi ke daerah

bertekanan rendah. Pada altitude tinggi, arah angin akan dipengaruhi oleh putaran

bumi dan bergerak sejajar dengan garis isobar. Pada belahan bumi utara angin

berputar melawan putaran jarum jam, sementara di belahan bumi selatan angin

berputar searah putaran jarum jam. Arah angin ditentukan oleh arah dari mana

angin itu berhembus. Jadi, angin-barat berarti angin yang berhembus dari barat ke

timur; demikian pula angin-tenggara berarti angin yang berhembus dari tenggara

ke barat-daya.

Energi angin tersedia yang dapat digunakan untuk memutar kincir atau

available wind energi tergantung pada kecepatan angin yang berhembus. Sebuah

kincir angin akan menghasilkan daya pada kecepatan Vm yang disebut

“cut-in speed”. Pada kecepatan ini daya yang dihasilkan sama dengan daya tanpa

beban. Selanjutnya jika kecepatan angin bertambah dan mencapai VN = rated

wind speed, barulah kincir menghasilkan daya nominal yang dirancang. Pada

kecepatan > VN daya yang dihasilkan akan dipertahankan konstan dengan

pertolongan sistem kendali. (Reksoatmojo, 2004).

d. Sejarah penggunaan cahaya pada penangkapan ikan.

Pada mulanya penggunaan lampu untuk penangkapan masih terbatas pada

daerah-daerah tertentu dan umumnya dilakukan hanya di tepi-tepi pantai dengan

menggunakan jaring pantai (beach seine), serok (scoop net) dan pancing (hand

line). Pada tahun 1953 perkembangan penggunaan lampu untuk tujuan

penangkapan ikan tumbuh dengan pesat bersamaan dengan perkembangan bagan

(jaring angkat, lift net) untuk penangkapan ikan. Saat ini pemanfaatan lampu tidak

hanya terbatas pada daerah pantai, tetapi juga dilakukan pada daerah lepas pantai

yang penggunaannya disesuaikan dengan keadaan perairan seperti alat tangkap

payang, purse seine dan sebagainya.

Penggunaan cahaya (lampu) untuk penangkapan ikan di Indonesia dan

siapa yang memperkenalkannya belumlah jelas. Meskipun demikian di

daerah-daerah perikanan Indonesia Timur, khususnya di mana usaha penangkapan

cakalang dengan pole and line dilakukan sekitar tahun 1950 ditemukan kurang

lebih 500 buah lampu petromaks yang digunakan untuk penangkapan, dimana

tempat-tempat lain belum digunakan (Subani, 1983).

Penggunaan cahaya listrik dalam skala industri penangkapan ikan pertama

kali dilakukan di Jepang pada tahun 1900 untuk menarik perhatian berbagai jenis

ikan, kemudian berkembang dengan pesat setelah Perang Dunia II. Di Norwegia

9

penggunaan lampu berkembang sejak tahun 1930 dan di Uni Soviet baru mulai

digunakan pada tahun 1948 (Nikonorov, 1975).

e. Peranan cahaya dan sifat-sifatnya dalam air

Cahaya merupakan bagian yang fundamental dalam menentukan tingkah

laku ikan di laut (Woodhead, 1966). Stimuli cahaya terhadap tingkah laku ikan

sangat kompleks antara lain intensitas, sudut penyebaran, polarisasi, komposisi

spektralnya dan lama penyinaran. Nicol (1963) telah melakukan suatu telaah

mengenai penglihatan dan penerimaan cahaya oleh ikan dan menyimpulkan

bahwa mayoritas mata ikan laut sangat tinggi sensitifitasnya terhadap cahaya.

Tidak semua cahaya dapat diterima oleh mata ikan. Cahaya yang dapat diterima

memiliki panjang gelombang pada interval 400-750 mµ (Mitsugi, 1974,

Nikonorov, 1975).

Penetrasi cahaya dalam air sangat erat hubungannya dengan panjang

gelombang yang dipancarkan oleh cahaya tersebut. Semakin besar panjang

gelombangnya maka semakin kecil daya tembusnya kedalam perairan. Dengan

demikian maka cahaya biru akan menembus jauh ke dalam perairan daripada

warna lainnya.

Di dalam penerapannya pada operasi penangkapan ikan, maka untuk

menarik ikan dari jarak yang jauh baik secara vertikal maupun horizontal

digunakan warna biru karena dapat di absorbsi oleh air sangat sedikit sehingga

penetrasinya ke dalam perairan sangat tinggi. Untuk mengkonsentrasikan ikan di

sekitar Catchable area digunakan warna merah atau kuning karena daya

tembusnya rendah.

Selain panjang gelombang, faktor lain yang menentukan penetrasi cahaya

masuk ke dalam perairan adalah absorbsi cahaya dari partikel-partikel air,

kecerahan, pemantulan cahaya oleh permukaan laut, musim dan lintang geografis

(Nybakken, 1988). Ben-Yami (1987) menyatakan bahwa nilai iluminasi (lux)

suatu sumber cahaya akan menurun dengan semakin meningkatnya jarak dari

sumber cahaya tersebut dan nilainya akan berkurang apabila cahaya tersebut

masuk ke dalam air karena mengalami pemudaran.

f. Pengertian Bagan Nelayan

Menurut Badan Standar Nasional, bagan adalah bagian dari jaring

angkat. Di mana bagan sendiri dapat dibedakan menjadi bagan rakit, bagan tancap

dan bagan apung. Bagan rakit adalah bagan yang menyerupai rakit, bagan tancap

mirip dengan bagan apung namun tidak dapat berpindah tempat seperti bagan

apung.

Gambar 3. Sketsa bagan apung

Bagan apung sendiri mempunyai konstruksi dapat dipindah-pindah

(dioperasikan pada berbagai tempat) dengan ditarik menggunakan perahu. Bagan

apung dibuat dari rangkaian atau susunan bambu berbentuk segi empat, pada

bagian tengah dari bangunan bagan dipasang jaring yang ukurannya 1 meter lebih

kecil dari bangunan bagan.

Pada dasarnya alat ini terdiri dari bambu, jaring yang berbentuk persegi

empat yang diikatkan pada bingkai yang terbuat dari bambu, pada ke-mpat

sisinya terdapat bambu-bambu yang melintang dan menyilang dengan maksud

untuk memperkuat berdirinya bagan, diatas bangunan bagan di bagian tengah

terdapat bangunan rumah yang berfungsi sebagai tempat istirahat, pelindung

lampu dari hujan dan tempat untuk melihat ikan.

Di atas bangunan bagan juga terdapat roller (sejenis pemutar) dari bambu

yang berfungsi untuk menarik jaring. Umumnya alat tangkap ini berukuran 8 x 8

meter sedangkan tinggi dari dasar perairan rata-rata 8 meter. Jaring yang

digunakan adalah jaring yang disebut dengan Wareng dengan mata jaring 0.4 cm

dengan posisi terletak pada bagian bawah bangunan bagan yang diikatkan pada

bingkai bambu yang berbentuk segi empat. Bingkai bambu tersebut dihubungkan

dengan tali pada ke empat sisinya yang berfungsi untuk menarik jaring.

Pada ke-empat sisi jaring diberi pemberat yang berfungsi untuk

menenggelamkan jaring dan memberikan posisi jaring yang baik selama dalam

air. Ukuran jaring biasanya satu meter lebih kecil dari ukuran bangunan bagan.

Langkah pertama pengoperasian alat ini adalah menarik bagan apung ke

empat yang dianggap banyak terdapat ikan/sasaran tangkapan yang telah disurvey

(dicek) sebelumnya dengan menggunakan perahu, sebab biasanya bagan apung.

jika sedang tidak dipakai ditarik ke pinggir pantai (perairan). Setelah itu jaring

diturunkan dan lampu petromaks dipasang dengan jumlah yang bervariasi antara

lain 2 sampai 15 buah petromaks. Setelah beberapa lama dibiarkan (sekitar 4 jam)

atau dianggap sudah banyak ikan yang berkumpul di bawah bagan maka

penarikan jaring dapat dilakukan.

Penarikan dilakukan dengan memutar roller (pemutar) secara perlahanlahan

sampai mendekati permukaan laut. Ketika jaring sudah mendekati

permukaan laut, jaring harus ditarik dengan cepat supaya ikan/hasil tangkapan

terjebak di dalamnya dan tidak dapat meloloskan diri lagi. Kemudian hasil

tangkapan diambil dengan cara diciduk memakai serok (jaring yang bertangkai

panjang).

Pemakaian alat ini dapat dilakukan di perairan yang agak dalam, sebab alat

ini dapat dipindah-pindahkan dengan ditarik menggunakan perahu. Bagan apung

lebih efektif digunakan pada saat bulan gelap, sebab pada saat itu ikan-ikan akan

tertarik dengan cahaya lampu Petromaks sehingga mendekati bagan dan

berkumpul di bagian bawah bagan. Hasil tangkapan dari alat ini adalah ikan

Ternggiri, ikan Kembung, ikan Tamban, ikan Selar, ikan Ciu, ikan Kepetek dan

sebagainya.

g. Lampu LACUBA

Gambar 2. Lampu LACUBA

LACUBA, jenis lampu bawah air, didesain dan dikemas secara khusus

dalam satu wadah plastik dan telah teruji tahan hingga kedalaman 15 meter.

LACUBA dipasang pada perahu, bagan tancap maupun bagan apung dan

dicelupkan kedalam air dengan penambahan beberapa peralatan untuk

menambatkan kabel pada perahu maupun Bagan.

Lampu jenis ini dilengkapi pula dengan sistem elektronik, kabel

penghubung dan dioperasikan dengan sumber arus searah dari Accu untuk

menghasilkan cahaya dengan intensitas yang terang. LACUBA : didesain sebagai

alat daya tarik mengumpulkan ikan sekaligus untuk meningkatkan hasil tangkapan

bagi para Nelayan, serta dapat digunakan juga bagi para pemancing pemula

maupun professional.

Spesipikasi Teknis Lampu :

Lampu : PL – C 18 -26 Watt/buah (setara dengan 2 buah lampu

Petromaks)

Tegangan : 12VDC–220 VAC

Panjang Kabel : 15 meter (dibuat untuk tahan air)

Ukuran : Panjang 45 Cm, Diameter 7 Cm

Berat : 3,5 Kg per Lampu

Lama Operasi : 8 – 10 jam (satu malam)

Umur lampu PL : 8 s/d 10 bulan

LACUBA dicelupkan dengan kedalaman 2 M atau lebih dari atas

permukaan air, kedalaman ini tidak mutlak dan perlu dicoba pada kedalaman

tertentu sesuai dengan kondisi perairan setempat.

Cara Penggunaan Lacuba

Lacuba bisa dipasang /digunakan pada 2 tempat yaitu :

1.

Bagan Tancap/Apung, ini biasanya tidak jauh dari pantai kedalaman kurang

dari 10 M

2. Perahu yang bersifat Mobile atau berjalan (berpindah-pindah tempat)

Jumlah Lacuba yang digunakan akan sangat tergantung dari luas jaring

yang digunakan (panjang & lebar), dari hasil uji coba setiap jaring ukuran

5 M x 5M bisa menggunakan 1 (satu) set Lacuba (2 buah), jika jaring lebih dari

ukuran tersebut tentunya diperlukan lebih dari 1 (satu) set.

Perbandingan luas jaring dengan jumlah Lampu, dimaksudkan untuk

supaya rambatan cahaya lampu di dalam air masih menerangi jaring yang di

pasang, sehingga ikan akan berkumpul dan berada di tengah-tengah jaring, hal ini

tentunya ikan yang terjaring akan lebih banyak di dapat.

Peralatan tambahan yang perlu disediakan adalah 1 (satu) buah

Lampu/Bohlam 10 Wat yang yang di cat dengan warna merah, kabel (panjang

sesuai kebutuhan), penutup lampu berbentuk kuncup tertutup (terbuat dari plastik

atau yang lain).

H. METODOLOGI PELAKSANAAN PROGRAM

a. Waktu dan Tempat Penelitian

Pelaksanaan program ini dilakukan selama 5 bulan, dari bulan Januari

sampai dengan Mei 2009. Tempat pelaksanaan program ini adalah di Bengkel

Laboratorium Lapang Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor dan penerapan alat bertempat di Kepulauan Seribu.

b. Alat dan Bahan

Adapun alat – alat yang akan digunakan dalam program ini antara lain :

1. Las listrik / karbit, Gergaji besi, Bor listrik

2. Gerinda, Palu, obeng, tang

3. Generator, Mur dan baut

4. Alat ukur, Pisau

Bahan – bahan yang digunakan adalah :

1. Plat Besi 8 x 7.5 mm, Drum bekas

2. Poros as, Pulley

3. Ring karet, Panel control ICG

4. 3 set lampu LACUBA, Bearing

5. Travo step up

14

6. Papan lapis 4 x 1 meter

7. Paku 1 inchi

8. Cat besi

9. Kabel listrik

10. Besi siku

c. Prosedur Kerja

Prosedur kerja dituangkan dalam bentuk diagram sebagai berikut :

Output

. Pembangkit Listrik

TenagaAngin sebagai

sumber energi Lampu

LACUBA di bagan

nelayan

. Pengenalan kepada

nelayan

Observasi

Lapang

Analisis Masalah

. Ketergantungan terhadap BBM

. Potensi energi angin serta intensitas penyinaran matahari

....Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Angin dan Matahari

Desain dan

Manufacturing

..Pengambilan data di

lapangan

..Perancangan alat dan

prototype

Maintenance

Integrasi dan Uji coba

. Pembuatan alat

. Kinerja alat

..System penyaluran

listrik

..Efisiensi dan

keamanan

d. Gambaran Umum Alat

Alat ini bekerja berdasarkan prinsip gardu listrik. Hanya di sini penulis

memodifikasi dari segi alat penghasil listrik yaitu kincir angin, dikombinasikan

sebagai sumber energi lampu LACUBA untuk proses penangkapan ikan di bagan

nelayan.

Kincir Angin Savonius dipasang pada bagan nelayan sumber energi. Arus yang

dihasilkan oleh kincir tersebut masih berupa arus listrik AC, maka perlu

converter/adaptor agar arusnya berubah menjadi DC dan bisa digunakan pada

lampu LACUBA. Arus kemudian dilewatkan pada travo step up agar tegangannya

meningkat dan cukup untuk menghidupkan lampu. Lalu energi listrik ini disimpan

dalam baterei (charger) atau di dalam aki, untuk kemudian di malam hari dapat

dimanfaatkan untuk sarana penarik ikan. Atau dapat juga arus yang dihasilkan

langsung digunakan sebagai penerangan rumah sekitar pantai atau keperluan lain.

Dengan menggunakan kincir angin yang luas penampang 2m2 dan angin

berkecepatan 5,1 m/s daya yang dapat di konversi adalah senilai 300 Watt. Nilai

konversi yang dapat dilakukan oleh kincir angin sebesar 50% maka daya yang

dapat diperoleh adalah 150 Watt. Semakin banyak kincir yang dipakai dan

semakin besar luas penampang kincir itu berarti semakin besar pula daya listrik

yang dihasilkan. Kita asumsikan kincir yang kita pakai 2 buah, maka daya yang

dapat dinikmati nelayan setiap hari untuk keperluan pengisian energi lampu

LACUBA sebesar 300-400 Watt setiap hari. Adapun lebih jelasnya dapat dilihat

pada diagram alir berikut :

Kincir Angin berputar

menghasilkan arus

listrik AC

Arus AC diconvert ke

Arus DC

Arus DC dilewatkan ke

travo Step up agar

tegangannya meningkat

Enrgi Listrik dapat digunakan

langsung atau disimpan dalam

baterei

Gambar 8. Alur perubahan energi listrik

Adapun pemasangan lampu LACUBA di bagan nelayan hendaknya dipasang

di bagian bawah jaring. Hal ini dimaksudkan agar ikan-ikan berkumpul di atas

jaring dan siap ditangkap, jika lampu LACUBA dipasang di bawah jaring,maka

ikan-ikan yang hendak ditangkap akan terkonsentrasi di bawah jaring karena

tertarik dengan cahaya yang dipancarkan oleh lampu LACUBA, tentu ini akan

menyebabkan penangkapan ikan tidak berjalan efektif. Adapun lebih jelasnya,

tampak pada pada gambar 9.

Gambar 9. Pemasangan lampu LACUBA di bagan

Setelah ikan-ikan tertarik mendekati lampu LACUBA maka disiapkan

beberapa lampu dengan intensitas cahaya rendah (biasanya lampu berwarna

merah), lalu matikan lampu LACUBA agar ikan berada di dalam cathcable area.

Setelah dirasa siap, baru kemudian jaring dapat dinaikkan ke atas dengan

menggunakan roller dan ikan-ikan pun tertangkap.

Perlu dipertimbangkan juga studi kelayakan dalam pembuatan alat ini dengan

menguji performansi alat dalam melakukan konversi energi. Beberapa parameter

yang dasar penentuan kelayakan adalah jumlah daya listrik yang dihasilkan oleh

tiap unit pembangkit listrik. Analisis biaya dilakukan dengan menghitung

besarnya biaya pembuatan serta umur ekonomis pembangkit listrik.

Hal lainnya yang diperlukan yaitu adanya sistem kontrol yang berfungsi untuk

mengatur kompensasi beban dalam rangka menyeimbangkan beban dengan daya

output generator. Sistem ini melindungi generator dan turbin dari run away speed

apabila terjadi beban putus atau drop. Sistem kontrol yang digunakan adalah

Induction Generator Controller (IGC). Sistem kontrol ini menyatu dengan panel

kontrol listrik dan bekerja secara otomatis.

18

I. ANGGARAN BIAYA

Jenis biaya Jumlah Harga satuan (Rp) Harga total (Rp)

I. Biaya penyusunan proposal

Pengetikan 25.000 25.000

Pencetakan 75.000 75.000

Penggandaan 5 kali 5.000 25.000

Subtotal 125.000

II. Biaya Pembuatan Laporan

Pengetikan 25.000 25.000

Pencetakan 75.000 75.000

Penggandaan 5 kali 7.000 35.000

Subtotal 135.000

III. Biaya Pembuatan Alat

Lampu LACUBA 3 set 1.300.000 3.900.000

Kincir Angin Savonius 2 set 1.850.000 3.700.000

Kabel 7,5 m 3.000 15.000

Baterei 2 55.000 110.000

Sewa Laboratorium 250.000 250.000

Biaya pemasangan alat 150.000 150.000

Biaya subtotal 812.5000

IV. Biaya operasional

Transportasi ke Pulau seribu

pulang pergi

5 orang 80.000 400.000

Sewa pickup mengangkut alat 1 kali 500.000 500.000

Sewa rumah 3 hari di

Kepulauan Seribu

1 rumah 400.000 400.000

Komunikasi 5 orang 33.000 165.000

Dokumentasi 150.000

Subtotal 1.615.000

Biaya Total 10.000.000

J. JADWAL KEGIATAN PROGRAM

Tabel 1. Rencana Jadwal Pelaksanaan Program

No Kegiatan

Bulan

Bulan ke-1 Bulan ke-2 Bulan ke-3 Bulan ke-4 Bulan ke-5

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi literature

2 Perancangan model kincir angin

3 Peminjaman laboratorium

4 Pembelian bahan

5 Pembuatan alat

6 Pengujian di kampus

7 Persiapan penerapan alat

8 Penerapan alat di bagan nelayan pulau seribu

9 Evaluasi kinerja alat

10 Menerapkan hasil evaluasi pada perbaikan alat

11 Pembuatan laporan

12 Revisi, perbaikan dan evaluasi

13 Penyerahan laporan

20

K. NAMA DAN BIODATA PELAKSANA PROGRAM

Ketua tim

Nama : Tunggul Waloya

NIM : I14080016

Fakultas/Departemen : Ekologi Manusia/ Ilmu Gizi Masyarakat

Perguruan Tinggi : Institut Pertanian Bogor

Tempat Tanggal Lahir : Way Muli, 6 September 1990

Agama : Islam

No telp/ Hp : 085769423001

Email : [email protected]

Alamat domisili : Darmaga, Bogor.

Alamat asal : Jln. Pesisir no. 60 Gang remote Desa Sukaraja

Kecamatan Rajabasa Kab. Lampung Selatan 35551

Waktu untuk PKM : 5 jam per minggu

Riwayat Pendidikan :

. SDN Sukaraja (1996 - 2002)

. SMPN 1 Rajabasa (2002 – 2005)

. SMAN 1 Kalianda (2005 – 2008)

. Departemen Ilmu Gizi FEMA IPB (2008 – sekarang)

Pengalaman Organisasi

. Wakil sekretaris OSIS SMA N 1 Kalianda (2005-2006)

. Sekretaris Gedung C3 Asrama Putra TPB IPB (2007-2008)

. Kadiv Seni dan Kebudayaaan Keluarga mahasiswa Lampung (Kemala)

(2009-2010)

. Anggota aktif UKM FORCES IPB (2008-sekarang)

Anggota 1

Nama : Lili Suryani Widiyastuti

NIM : G5070029

Fakultas/Departemen : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam/

Matematika


21

Tempat Tanggal Lahir : Banjarnegara, 22 Agustus 1989

No telp/ Hp : 085291139929


Alamat Bogor : Wisma Al Iffah Gg.Masjid No.77 Rt 2 Rw VIII,

Babakan Tengah Darmaga Bogor

Alamat asal : Kelurahan Karangtengah Rt 01 Rw II No.11

Kec./Kab. Banjarnegara Jawa Tengah 53416



. Madrasah Ibtidaiyah Karangtengah (1995-2001)

. SMP Negeri 1 Banjarnegara (2001-2004)

. SMA Negeri 1 Banjarnegara (2004-2007)

. Departemen Matematika FMIPA IPB (2007- sekarang)


. Pengurus Rohis SMA N 1 Banjarnegara (2005-2006)

. Pengurus DKM Al Hurriyyah IPB (2007-2008)

. Pengurus KAMMI IPB (2007-2008)

. Anggota UKM FORCES IPB (2008)

. Pengurus Program Kakak Asuh (Pro KA) (2008 – sekarang)

. Pengurus Serum G (2008 – sekarang)

Anggota 2

Nama : Toni Panji Purnama

NIM : D24080077

Fakultas/Departemen : Peternakan/Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan


Tempat Tanggal Lahir : Bandung, 1 April 1990

No telp/ Hp : 081322369966


Alamat domisili : kompek bumi menara citrus no. 5 Cibanteng,

Darmaga, Bogor 16880.

Alamat Asal : Bumi Asri 4 Jln. Tugu Asri No. A11, Pardasuka

22

Bandung.



. SD Yapis Jayapura (1996-1998)

. SD Yapis Manokwari (1998)

. SDN Sofa 34 Bandung (1998-2002)

. SMPN 49 Bandung (2002-2005)

. SMA BPI 1 Bandung (2005-2008)

. Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan IPB

(2008- sekarang)


. MGB (Mentor Garda Bintalis) SMA BPI Bandung (2007-2008)

. Pengurus Rohis kelas A25-A26 TPB IPB (2008-2009)

. Pengurus Mushola asrama putra C3 TPB IPB (2007-2008)

. Anggota IKARISDA Ikatan Remaja Islam Masjid Darussalam Bandung

(2007-2008)

. Anggota UKM Panahan IPB (2008-sekarang)

Anggota 3

Nama : Wahyu Widya SNW

NIM : D04080136

Fakultas/Departemen : Peternakan/Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan


Tempat Tanggal Lahir : Tangerang, 21 Oktober 1990

No telp/ Hp : 081906033319


Alamat domisili : Asrama Putri Darmaga, Darmaga IPB, Bogor

Alamat Asal : Jln. Tb. Aji Dalem RT 2/06 Rangkas Bitung Kab.

Lebak, Banten



. SD Komplek Kejaksaan (1996-2002)

23

. SMPN 4 Rangkas Bitung (2002-2005)

. SMA 3 Rangkas Bitung (2005-2008)

. Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi PakanFakultas Peternakan IPB

(2008- sekarang)


. Ketua Rohis SMAN 3 Rangkas Bitung (2006-2007)

. Pengurus OSIS SMAN 3 Rangkas Bitung (2006-2007)

. Anggota KIR SMAN3 Rangkas Bitung (2005-2006)

. Pengurus SILAMBAWIQRI SMAN 3 Rangkas Bitung (2007-2008)

. Anggota PII Kabupaten Lebak (2005-2006)

. Pengurus Forum Komunikasi Remaja Masjid Lebak (2006-2007)

. Pengurus KAPMI 2 Periode (2005-2007)

. Pengurus IPPMU Kabupaten Lebak (2006-2007)

. Pengurus BEM TPB IPB (2008-sekarang)

. Anggota Aktif Forces IPB (2008-sekarang)

. Ketua Dewan mushola Asrama Putri Rusunawa (2008-2009)

. Pengurus Kelas A13 TPB IPB (2008-2009)

. Pengurus ROHIS INTP 45 (2009-sekarang)

. Anggota KMB (Keluarga Mahasiswa Banten) (2008-sekarang)

Anggota 4

Nama : Wawat Rodiahwati

NIM : F14070093

Fakultas/Departemen : Teknologi Pertanian/ Teknik Pertanian

Nama Perguruan Tinggi : Institut Pertanian Bogor

No telp/ Hp : 085718839965


Alamat domisili : Wisma Nur Jannah Gg.Masjid No.189 Rt 2 Rw

VIII, Babakan Tengah Darmaga Bogor.

Alamat Asal : Jln. Prabu Sliwangi No. 89 kelurahan Kasangjaya

Kec. Jambi Timur, Jambi.


24

Riwayat Pendidikan

. SDN 2 Windusengkahan (1995-1997)

. SDN Pertiwi 1 Kota Jambi (1997-2001)

. SMPN 1 kota Jambi (2001-2004)

. SMAN 1 Kota Jambi (2004-2007)

. Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian IPB

(2007- sekarang)

Pengalaman organisasi

. Pengurus BEM TPB 44 (2007-2008)

. Pengurus HIMATETA (2008-sekarang)

NAMA DAN BIODATA DOSEN PEMBIMBING

Nama Lengkap : Dr. Ir. Irzaman M.Si

NIP : 19630708 199512 1001

Golongan Pangkat : IIIc / Penata Tingkat I/

Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

Jabatan Struktural : -

Fakultas/Program Studi : Matematika & Ilmu Pengetahuan Alam / Fisika


Bidang Keahlian : Fisika Material

Alamat Rumah : Perumahan IPB Alam Sinarsari Blok D no 26

Cibeureum Dramaga Bogor - 16680

M. DAFTAR PUSTAKA

Angraeni, Fitriyah. 2008. Kincir Angin Vertikal Sebagai Pembangkit Listrik di

Pulau-Pulau kecil.PKMP-IPB.

Anonim. 2009. http://ikanmania.wordpress.com/2008/01/05/uji-cobapenggunaan-

lampu-lacuba-tenaga-surya-pada-bagan-apung-terhadaphasil-

tangkapan-ikan-di-pelabuhan-ratu-jawa-barat/ [ September 2009]

Anonim.2009. http://www.pemanggilikan.com/ [September 2009]

Anonim.2009. www.damandiri.or.id/.../muhamadsulaimanipbbab2.pdf

[ September 2009]

Anonim.2009. http://tampukpinang.info/tradisional/alattangkap/hewanlaut/153aganapung.

html [September 2009]

C.Burger and R. Hartfield.2006.Wind Turbine Airfoil Performance Optimization

using the Vortex Lattice Method and a Genetic Algorithm. 4th AIAA

Energy Conversion Engineering Conference26-29 June 2006, San

Diego, CA

C. Burger °, R. Hartfield.2007. Testing and Optimization of a Constant Torque

Propeller. FL Design

C. L. Archer , M. Z. Jacobson.2005. Evaluation of Global Wind Power. Journal of

Geophysical Research Vol. 110, D12110, doi:10.1029/2004JD005462,

2005

Daryanto. 2002. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta : Bumi Aksara.

E. Pedersen. 2007. Human Response to Wind Turbine Noise. Goteborg University.

J.

D. Rose, I. A. Hiskens .Challenges of Integrating Large Amounts of Wind

Power.1st Annual IEEE Systems Conference Waikiki Beach, Honolulu,

Hawaii, USA April 9-12, 2007.

Purba, Jefri Kencana. 2006. Perancangan, Pembuatan dan Pengujian Rotor

Savonius sebagai Pembangkit Energi Listrik Untuk Penerangan Jalan

Tol. [Tugas Sarjana Teknik Mesin]. Institut Teknologi Bandung.

Reksoatmodjo, T.N. 2004. Vertical Axis Differential drag Windmill. Jurnal teknik

mesin Vol. 6. No.2 : 65-70.

R.N. Sharma , U. Madawala. 2007. The Concept of a Smart Wind Turbine System.

Australasian Fluid Mechanics Conference. 481-486.

Sari, A.P., dkk. 2002. Listrik Indonesia Restrukturisasi di tengah Reformasi.

Pelangi.

Sucahyo, Lilis dkk. 2009. Rancang Bangun Sistem Pembangkit Listrik Alternatif

Tenaga Angin dan Matahari untuk Daerah Pesisir Pantai. PKMT-IPB.

Suwono, Aryadi, dkk. 2003. Kaji Teoritik Karakteristik Aerodinamik Sistem

Konversi Energi Angin Jenis Poros Datar dengan Sudu Silinder dan

Rotor Savonius, Jurnal Seminar Nasional Rekayasa dan Aplikasi Teknik

Mesin di Industri, Bandung.

PKMT Tenaga Surya

Documents

Transcript of PKMT Tenaga Surya