PROPOSAL DANA HIBAH PENELITIAN MAHASISWA

JUDUL

KONVERSI BIOMASSA DAN SAMPAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR

BRIKET PADAT

Diusulkan oleh:

Untung Waluyo (10/298051/TK/36545)

Desi Ragil Mustofa (10/298051/TK/36116)

Khusin (10/298051/TK/36554)

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

TAHUN 2013

1

Judul : KONVERSI BIOMASSA DAN SAMPAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR BRIKET PADAT

1. Ketua Pelaksana Kegiatana. Nama Lengkap : Untung Waluyob. NIM : 10/298051/TK/36545c. Jurusan/Universitas : Teknik Fisika/UGMd. Alamat Rumah : Pogung Kidul Rt:04/49 No.5, Yogyakartae. Alamat Email : waluyo.ugm@live.com

2. Anggota Pelaksana Kegiatan : 2 orang

3. Dosen Pembimbinga. Nama Lengkap dan Gelar : b. NIP :c. Alamat Rumah dan No Telp. :

4. Biaya Kegiatan Totala. DHP Mahasiswa :b. Sumber lain :

5. Jangka Waktu Pelaksanaan :

Yogyakarta, 10 Maret 2013

2

A. JUDULKONVERSI BIOMASSA DAN SAMPAH PLASTIK MENJADI BAHAN BAKAR

BRIKET PADAT

B. LATAR BELAKANG MASALAH

C. PERUMUSAN MASALAHDari uraian diatas, maka masalah yang akan diambil untuk penelitian ini adalah :1. Apa saja yang perlu dilakukan dalam merancang bangun turbin angin siklon

ventilator?

2. Generator yang bagaimanakah yang dapat dibuat dengan metode pembuatan

mudah, murah dan memiliki efisiensi baik?

3. Bagai mana metode penyimpanan energi listrik sebelum didistribusikan?

4. Berapa besar daya yang dihasilkan turbin angin siklon?

D. TUJUAN PENELITIANTujuan dari penelitian ini antara lain :1. Mendesign ulang turbin angin siklon ventilator menjadi turbin angin untuk

membangkitkan generator.2. Membuat generator.3. Menentukan metode penyimpanan energi listrik.4. Menentukan besarnya daya yang dihasilkan turbin angin siklon.

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Pembangkit listrik turbin angin siklon merupakan sebuah ide dalam rangka memberi solusi untuk keterbatasan listrik dan sumber listrik yang ada di Indonesia. Turbin angin cyclone ventilator ini merupakan turbin dengan dua fungsi sekaligus yaitu ventilasi dan pembangkit listrik.

3

Luaran yang ingin dicapai :1. Mendapatkan prototipe turbin siklon ventilator sebagai pembangkit listrik ramah

lingkungan.2. Mendapatkan karakteristik dari prototipe pembangkit listrik turbin siklon

ventilator.3. Mendapatkan rangkaian yang sesuai agar energi yang didapat optimal.4. Memberi solusi untuk konsep energy terbarukan kerakyatan.

F. KEGUNAANPenelitian ini ditujukan untuk meningkatkan fungsi guna turbin angina cyclone ventilator yang tidak hanya sebagai ventilator tetapi juga sebagai pembangkit listrik. Penelitian ini diharapkan dapat berguna untuk :1. Peneliti secara langsung sebagai kegiatan meneliti energy terbarukan.2. Sumber energi ramah lingkungan yang mudah didapatkan dan dimanfaatkan pada

bangunan-bangunan.3. Sebagai alat bantu sirkulasi udara.

G. TINJUAUAN PUSTAKAa. Energi Angin

Secara umum, pemanfaatan tenaga angin di Indonesia memang kurang mendapat perhatian. Sampai tahun 2004, kapasitas terpasang dari pemanfaatan tenaga angin hanya mencapai 0.5 MW dari 9.29 GW potensi yang ada (DESDM, 2005). Padahal kapasitas pembangkitan listrik tenaga angin di dunia telah berkembang pesat dengan laju pertumbuhan kumulatif sampai dengan tahun 2004 melebihi 20 persen per tahun. Dari kapasitas terpasang 5 GW pada tahun 1995 menjadi hampir 48 GW pada akhir tahun 2004 tersebar dalam 74,400 turbin angin di sekitar 60 negara (BTM Consults ApS, 2005).Gambar 1.2 2 menunjukan laju pertumbuhan energi angin tahunan dunia.

Angin di Indonesia memiliki rata – rata kecepatan sebesar 5 m/s.http://na.unep.net/swera_ims/map2/ , 7 April 2011

4

Angin memiliki energi kinetik karena bergerak. Energi angin dapat dikonversi ke

dalam bentuk energi lain seperti listrik atau mekanik dengan menggunakan kincir

atau turbin angin.

Daya adalah energi per satuan waktu. Daya angin berbanding lurus dengan

kerapatan udara, dan kubik kecepatan angin, seperti diungkapkan dengan

persamaan berikut:

Persamaan mengenai daya angin ini dapat dijabarkan sebagai berikut. Karena

perbedaan kerapatan udara di dataran rendah dan di daerah yang tinggi, energi

angin yang dapat diekstrak di daerah pantai akan lebih besar dibandingkan

dengan yang di pegunungan. Kemudian, apabila suatu tempat memiliki kecepatan

angin 2 kali lebih cepat dari tempat lain, tempat pertama tersebut memiliki energi

angin 8 kali lebih besar. Oleh karena itu, pemilihan lokasi sangat menentukan

besarnya penyerapan energi angin.

Daya angin maksimum yang dapat diekstrak oleh turbin angin dengan luas

sapuan rotor A adalah :

Angka 16/27 (=59.3%) ini disebut batas Betz (Betz limit, diambil dari ilmuwan

Jerman Albert Betz). Angka ini secara teori menunjukkan efisiensi maksimum

yang dapat dicapai oleh rotor turbin angin tipe sumbu horisontal. Pada

kenyataannya karena ada rugi-rugi gesekan dan kerugian di ujung sudu, efisiensi

5

aerodinamik dari rotor, ηrotor ini akan lebih kecil lagi yaitu berkisar pada harga

maksimum 0.45 saja untuk sudu yang dirancang dengan sangat baik. Maka daya

yang dapat diserap oleh turbin angin menjadi :

Faktor Pola Energi :

Potensi energi angin di suatu lokasi adalah merupakan daya angin yang tersedia

di lokasi tersebut dan dikoreksi dengan menggunakan faktor pola energi kE :

b. Turbin angin siklon

Turbin angin siklon ventilator merupakan turbin angina dengan blade banyak. Turbin ini menangkap aliran angin dari arah mana saja.

Gambar turbine cyclone ventilator Alasan pemilihan Turbin cyclone ventilator : 1. Dapat digunakan sebagai ventilator2. Dapat digunakan sebagai pembangkit listrik3. Murah4. Portable5. Mudah pembuatan / instalasi6. Mudah perawatanpada penelitian ini, akan dicari konsep energy dari angin yang murah, portable, mudah pembuatan untuk mendukung konsep ekonomi kerakyatan.

c. Generator

6

Generator arus searah berfungsi mengubah energi mekanis dari penggerak

mulanya menjadi energi listrik yang diberikan ke beban. Konstruksi generator

arus searah terdiri dari

1. Stator adalah bagian mesin arus searah yang diam.

2. Rotor atau angker atau jangkar atau amature adalah bagian mesin yang

berputar.

3. Celah udara adalah ruangan yang ada antara stator dan rotor.

Persamaan umum tegangan yang dibangkitkan oleh generator arus searah

E0 = x 10-8

Dimana: E0 = tegangan diantara brushes [V]

Z = jumlah total konduktor pada armatur

rpm = kecepatan rotasi [r/min]

Ф = flux per pole [Wb]

a = banyak garis edar paralel dari arus pada penghantar jangkar

p = banyak kutub

Prinsip kerja Generator DC

Proses pemabangkitan tegangna induksi dapat dilihat pada gambar berikut

Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan

medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan

induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti

Gambar (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara

7

maksimum oleh penghantar.

H. METODE PENELITIAN / PELAKSANAAN

Penelitian ini akan dibuat menjadi 3 sub pekerjaan.

1. Desain ulang turbin siklon ventilator

2. Membuat generator

3. Menghubungkannya ke beban

4. Menyimpannya dalam accumulator

5. Pengujian

a. Skala lab (dengan blower)

b. Di lapangan

I. JADWAL KEGIATANPenelitian ini dijadwalkan di kerjakan dengan chat agenda sebagai berikut:

No KegiatanAgustus September OktoberI II III IV I II III IV I II III IV

1 Pembentukan tim                      2 Pencarian lokasi                        3 Penyusunan proposal                        

4Pengadaan perlengkapan dan peralatan

                       

5 Mendesain ulang turbin                        

6Uji coba turbin yang telah didesain ulang

                       

7Penentuan dan pembuatan lilitan generator

                       

8Penentuan dan uji coba accumulator

                       

8

9 Uji coba LED10 Uji coba daya beban11 Uji coba efisiensi

12Uji coba turbin siklon ventilator di lapangan

1 Penyusunan laporan

Diagram alir penelitian

9

Ide

Pembentukan team

Pembuatan proposal

dana

Pengadaan alat

Desain ulang turbin

Pembuatan generator

Menghubungkan ke LED

Menyimpan di accu

menyala

Pengukuran daya, volt

Daya dan volt terbesar diperoleh

Pengukuran kecepatan angin di lapangan

Pengukuran kecepatan angin di lab (blower)

Pengujian

J. RANCANGAN BIAYARancangan biaya yang diperlukan

Uraian Harga Satuan Biaya TotalBahan Habis

Pakai:

LED 200 Rp. 500,- Rp. 100.000,-Mur baut 50 psg Rp. 500,- Rp. 25.000,-

Kabel 1 roll Rp. 250.000,- Rp. 250.000,-SubTotal 375.000,-

Turbin siklon

dan generator

Turbin siklon diameter 60” 2 buah Rp. 900.000,- Rp. 1.800.000,-Cerobong diameter 60” 2 buah Rp. 250.000,- Rp. 500.000,-

Magnet 8 buah Rp. 100.000,- Rp. 800.000,-Lilitan 10A 2 roll Rp. 150.000,- Rp. 300.000,-

Plat besi 1 mm 2 Rp. 25.000,- Rp. 50.000,-Accumulator 12 Volt 2 buah Rp. 150.000,- Rp. 300.000.-Accumulator 24 volt 2 uah Rp. 200.000,- Rp. 400.000,-

Motor DC 12 volt 3 buah Rp. 15.000,- Rp. 45.000,-Motor DC 24 volt 3 buah Rp. 60.000,- Rp.0 180.000,-

SubTotal Rp. 5.125.000,-

Peralatan:

Tespen 1 buah Rp. 7.000,- Rp. 7.000,-Multimeter 1 buah Rp. 150.000,- Rp. 150.000,-

Anemometer digital (sewa) 1 buah Rp. 300.000,- Rp. 300.000,-Tools kit 1 buah Rp. 100.000,- Rp. 100.000,-

Gunting besi 1 buah Rp. 50.000,- Rp. 50.000,-Blower 1 buah Rp. 250.000,- Rp. 250.000,-

SubTotal Rp. 907.000,-

Biaya

Produksi

Biaya Las 1 Rp. 150.000,- Rp. 150.000,-Transportasi Lokal & luar kota Rp. 300.000,-

Komunikasi Rp. 200.000,-Pertemuan,sosialisasi dg warg 300.000,- Rp. 300.000,-Tool kit maintenance u warga 1 set 200.000,- Rp. 200.000,-

SubTotal Rp. 1.250.000,-

Biaya

Operasional

ATK (ballpoint,penggaris,jangka,dll)

1 set Rp. 50.000,- Rp. 50.000,-Kertas A4 1 rim Rp. 40.000,- Rp. 40.000,-

CD 10 Rp. 4.000,- Rp. 40.000,-Pembuatan film 1 Rp. 100.000,- Rp. 100.000,-

Isi ulang tinta printer 1 kali Rp. 50.000,- Rp. 50.000,-SubTotal Rp. 280.000,-

10

Penyusunan laporan

Data

selesai

Sosialisasi ke masyarakat

TOTAL Rp. 7.412.000,-

K. DAFTAR PUSTAKA

Y. Daryanto. Kajian Potensi Angin untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu. Balai PPTAGG –

UPT-LAGG, Yogyakarta, 2007.

http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/71081527.pdf

Spesifikasi Cooler Turbine Ventilator. Dokumen Teknis. Gracia Abadi, Surabaya, 2010.

Gambar Teknik Cooler Ventilator TYPE L 60 ALM (24”) SPLIT.Dokumen Teknis. Gracia

Abadi, Surabaya, 2010.

Berahim, Hamzah (1994). Pengantar Teknik Tenaga Listrik Teori Ringkasan dan

Penyelesaian Soal. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset

11

L. Lampiran

Biodat a Dosen Pembimbing

Ahmad Agus Setiawan, PhD

Contact Address :Jl. Grafika No. 2, Yogyakarta 55281

Office phone : 0274 580882

Office Fax : 0274 580882

Email : setiawan@ieee.org

Department : Enineering Physics

Website : sites.google.com/site/aasetiawansite/

Teaching and supervision expertise : S3

Education Background : Doctor, Renewable Energy Systems, Department of Electrical Engineering, Curtin University,

Australia, January 2004 - March 2009Thesis : Development of a Modular AC Coupling Minigrid Hybrid System for Sustainable Power Supply in Remote Areas and Disaster Response and Reconstruction

Master, Sustainable Energy Engineering, The Royal Institute of Technology - KTH, Sweden, August 2000 - August 2002Thesis : Hybrid Wind / Diesel Systems for Hotels and Villages: Design Proposal for a Coastal Tourism Site at Baron Beach, Yogyakarta, Indonesia

Undergraduate, Electrical Engineering, Gadjah Mada University, Indonesia, Indonesia, August 1993 - August 1999Thesis : Evaluation of Protection System in Airport Power Supply System

Research Interest : Renewable Energy Systems & Applications for Sustainable Development, Power Electronics for

Distributed Power Generation , Energy Self Sufficient Village (Desa Mandiri Energi)Research Cluster/Group : Energy EngineeringAward : Australian Alumni Award 2011 for Sustainable Economic and Social Development, Australian

12

Embassy, 2011 PII Engineering Award 2010 ADHICIPTA PRATAMA, PII - The Institution of Engineers Indonesia,

2010 The Best Research Based Community Services, Universitas Gadjah Mada, 2010 The Best Research Based Community Services, Universitas Gadjah Mada, 2009 iBoP ASIA, IDRC Canada, 2009 Mondialogo Engineering Award 2007, UNESCO and Daimler, 2007 Recipient of Student Cooperative Program in Industry, GE Lighting Indonesia, 1997

Biodata Anggota

Nama : Novera Istiqomah

NM : 07/252574/TK/32943

Fakultas : Teknik Fisika

Jurusan : Fisika Teknik

Alamat : Gg. Markisa I no.3 RT 08 RW 03, Ngantekpelem, Baturetno Banguntapan Bantul

Nama : Marcelina Wibowo

NIM : 07/253205/TK/33291

FAkultas : Teknik Fisika

Jurusan : Fisika Teknik

Alamat : Jl. Tamansiswa 52 Yogyakarta

13