USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA RANCANG BANGUN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK PORTABLE TENAGA
MANUSIA SEBAGAI SOLUSI
MASALAH KETIADAAN LISTRIK PADA DESA TERTINGGAL
BIDANG KEGIATAN PKM KARSACIPTA
Diusulkan Oleh Ahmad Yanuar Hidayat
NPM 0906512412 (Angkatan 2009)
Dewanto Rahman Hartono
NPM 1006659994 (Angkatan 2010)
Wahyu Tri Wibowo
NPM 1006774695 (Angkatan 2010)
Zulfahmi Akmal
NPM 1006774695 (Angkatan 2010)
Oka Uliandana
NPM 1106020674 (Angkatan 2011)
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2012
i
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Tulisan
: Rancang Bangun Alat Pembangkit Listrik Portable Tenaga Manusia Sebagai Solusi Masalah Ketiadaan Listrik pada Desa Tertinggal
2. Bidang Kegiatan :
( ) PKM-P ( ) PKM-T
3. Bidang Ilmu
( ( ( (
:
( ) PKM-K ( ) PKM-M
) Kesehatan ) MIPA ) Sosial Ekonomi ) Pendidikan
4. Ketua Penulis a. Nama Lengkap b. NPM c. Jurusan d. Universitas/Institut/Politeknik e. Alamat Rumah dan HP f. Alamat e-mail 5. Anggota Penulis 6. Dosen Pendamping a. Nama Lengkap dan Gelar Gelar b. NIP c. Alamat Rumah dan No Tel./ HP
(√) PKMKC
( ) Pertanian (√) Teknologi dan Rekayasa Re kayasa ( ) Humaniora
: Ahmad Yanuar Hidayat Hidayat : 0906512412 : Teknik Elektro : Universitas Indonesia : kp. Areman, RT 01/08, Tugu, Cimanggis, Depok :
[email protected] : 4 orang
: Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M.K.M.T. : 196105071989031004 196105071989031004 : Jl. Durian I Blok E2 No. 9 Pamulang Estate, Tangerang Selatan / HP: 02192269776 02192269776
7. Biaya Kegiatan Total a. Dikti b. Sumber lain (sebutkan -)
: Rp 10.910.000,00 : Rp 10.910.000,00 : Rp 0,00
8. Jangka Waktu Pelaksanaan
: 4 bulan
ii
Depok, 26 September 2012 Menyetujui, Kepala Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia
Ketua Pelaksana Kegiatan
Ir. Muhammad Asvial, M.Eng., P.hD NIP 196804061994031001 196804061994031001
Ahmad Yanuar Hidayat NPM 0906512412 0906512412
Direktur Kemahasiswaan Universitas Indonesia
Dr.Kamarudin NIP 132205398 132205398
Dosen Pendamping
Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M. K. M.T. NIP 196105071989031004 196105071989031004
iii
DAFTAR ISI
Lembar Judul ……………………………………………………………
i
Lembar Pengesahan ……………………………………………………..
ii
Daftar Isi ………………………………………………………………...
iv
……………………………………………….
v
Latar Belakang Masalah …………………………………………………
1
Daftar Gambar dan Grafik
Perumusan Masalah ……………………………………………………... 2 Tujuan ……………………………………………………………………
2
Luaran yang Diharapkan ………………………………………………… 3 Kegunaan ………………………………………………………………… 3 Tinjauan Pustaka -
Rancangan dan Prinsip Kerja Alat ……………………………….....
3
-
Proses Pembangkitan Daya pada Generator DC …………………...
5
Metode Pelaksanaan ……………………………………………………… 6 Jadwal Kegiatan ………………………………………………………….. 7 Rancangan Biaya Daftar Pustaka
…………………………………………………………. 8
……………………………………………………………. 8
Lampiran -
Biodata Ketua Kelompok …………………………………………...
-
Biodata Anggota kelompok 1 ……………………………………..... 10
-
Biodata Anggota Kelompok 2 …………………………………….... 11
-
Biodata Anggota Kelompok 3 …………………………………….... 12
-
Biodata Anggota Kelompok 4 …………………………………….... 13
-
Biodata Dosen Pembimbing ……………………………………….... 14
9
- Gambaran perhitungan kebutuhan beban rumah tangga dan jumlah daya yang dihasilkan alat pembangkit pembangkit listrik tenaga manusia
…………………......................................................... 15
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Skema gambaran alat pemba ngkit listrik tenaga manusia …………… 4 Gambar 2a Pandangan perspektik generator Gambar 2b Arah medan magnet generator
DC ……………………………….. 5
DC …………………………………. 5
Gambar 2c Simplifikasi penampakan kumparan rotor generator
………………. 5
Gambar 2d Penampakan komponen rotating loop pada generator DC ………… 5 Gambar 3a Komutator Generator DC berupa cincin belah ………………………6
Gambar 3b Hasil keluaran tegangan t egangan pada generator DC dengan komutator …… 6
v
1
RANCANG BANGUN ALAT PEMBANGKIT LISTRIK PORTABLE TENAGA MANUSIA SEBAGAI SOLUSI MASALAH KETIADAAN LISTRIK PADA DESA TERTINGGAL LATAR BELAKANG MASALAH
Di zaman modern sekarang, listrik telah berubah menjadi kebutuhan primer bagi semua orang. Hampir segala aktivitas yang kita lakukan pasti memerlukan listrik, seperti mandi, belajar, menonton televisi dan lain sebagainya. Selain itu, banyak peralatan elektronik yang membutuhkan listrik seperti komputer, handphone, handphone, televisi dan telepon. telep on. Listrik juga menjadi kebutuhan primer bagi industri dan bisnis komersil seperti pabrik ataupun bangunan pusat perbelanjaan. Hal ini terbukti dari data PLN tahun 2010 bahwa pengguna listrik l istrik mencapai 42,435 juta orang dan diproyeksi akan terus meningkat tahun berikutnya. Tambahan pelanggan terbesar yaitu pelanggan rumah tangga golongan 450 voltampere sebanyak 442 ribu pelanggan, dan pelanggan rumah tangga golongan 900 voltampere sebanyak 1,3 juta pelanggan. Banyaknya pengguna listrik menandakan bahwa masyarakat Indonesia telah menggantungkan hidup pada listrik. Tanpa adanya listrik, kegiatan seseorang atau industri akan terhambat. Hal ini terjadi di beberapa wilayah Indonesia terutama desa-desa terpencil, seperti di provinsi Sumatera Utara dan Sulawesi Selatan. Sebanyak 534 dari 2.946 desa yang tersebar di 24 kabupaten/kota di Sulawesi Selatan atau sekitar 18,13 persen. Selain itu, 1000 desa di Sumatera Utara dan 36 persen wilayah Bengkulu juga belum terjangkau PLN. Kondisi diatas akan berdampak pada aktivitas warga desa yang memerlukan listrik dan aktivitas malam hari akan terhambat. Aktivitas produksi pun akan terpengaruh. Berbagai upaya telah diupayakan oleh pemerintah Indonesia, mulai dari pembangunan pembangkit listrik
tenaga mikro hidro (PLTMH) sampai
pembangkit listrik tenaga matahari (PLTS). Namun, solusi tersebut mengalami beberapa kendala seperti pada PLTMH yang tidak semua desa terpencil mempunyai sungai atau kalaupun terdapat sungai, tingkat efektifitasnya masih dipengaruhi oleh banyak hal seperti debit air. Disisi lain, tingkat daya yang
2
dihasilkan tidak sebesar pembangkit listrik konvensional (batu bara dan mesin diesel) milik PLN. Hal ini juga terjadi pada alternatif lain yakni pembangkit listrik tenaga matahari (PLTS). Solusi ini mendapat kendala terutama dalam hal biaya investasi pembangunannya pembangunannya yang mahal. Selain itu, tingkat efisiensi yang dihasilkan dihasi lkan tergolong rendah dengan biaya investasi yang tinggi. Hal ini tentunya akan memberatkan pemerintah sebagai penanggung biaya dari implementasi solusisolusi tersebut. Oleh karena itu, dibutuhkan solusi untuk pembuatan suatu alat sebagai alternatif pengganti listrik yang tidak terjangkau PLN dengan biaya investasi yang rendah. PERUMUSAN PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian latar belakang, terdapat beberapa masalah yang perlu diselesaikan. Permasalahan tersebut antara lain: 1. Bagaimana cara untuk memberikan listrik yang cukup kepada masyarakat desa tertinggal yang tidak mendapat pasokan listrik PLN (Perusahaan Listrik Negara)? 2. Bagaimana memberikan solusi dari poin pertama dengan biaya investasi yang lebih rendah dari solusi-solusi yang pernah dilakukan sebelumnya? 3. Bagaimana menciptakan alat yang dapat menyuplai listrik dengan sumber energi yang tidak terikat tempat, waktu, dan sumber daya alam yang ada serta menghasilkan efisiensi yang tinggi? TUJUAN
Perancangan alat pembangkit listrik tenaga manusia ini bertujuan untuk: 1. Memberikan pasokan listrik yang cukup bagi masyarakat desa tertinggal yang tidak mendapatkan pasokan listrik PLN PLN (Perusahaan Listrik Negara). 2. Menjadi solusi sumber energi alternatif dengan biaya investasi murah dan memiliki efisiensi tinggi. 3. Menciptakan alat ramah lingkungan yang tidak terikat tempat, waktu, dan sumber daya alam yang ada.
3
LUARAN YANG DIHARAPKAN
Luaran yang diharapkan dari program atau kegiatan ini adalah alat pembangkit listrik tenaga manusia dapat diterapkan di daerah terpencil yang tidak terjangkau listrik dengan kelebihan: 1. Mampu menghasilkan listrik dengan daya yang cukup untuk kebutuhan dasar listrik sehari-hari seperti penerangan dan televisi dengan biaya yang relatif murah. 2. Dapat digunakan dengan peralatan yang mudah didapat dari daerah di sekitar desa sehingga tidak memerlukan biaya transportasi yang besar. 3. Tidak menghasilkan residu yang mencemari lingkungan. 4. Dapat digunakan oleh warga desa dengan de ngan tingkat pendidikan yang rendah. KEGUNAAN
Alat ini dapat menjadi solusi terhadap masalah ketiadaan listrik di desadesa terpencil yang menyebabkan kualitas kehidupan yang rendah, misalnya minimnya informasi luar yang didapat. Dengan prinsip kerja yang sederhana, alat ini dapat digunakan oleh warga desa dengan tingkat pendidikan yang rendah. Hanya dengan mengayuh sepeda, warga desa dapat menikmati listrik yang cukup untuk kebutuhan dasar sehari-harinya. Selain itu, alat ini tidak menghasilkan residu yang dapat mencemari lingkungan dan tidak terikat oleh tempat, waktu serta sumber daya alam yang ada. TINJAUAN PUSTAKA Rancangan dan Prinsip Kerja Alat
Pembangkit listrik tenaga manusia merupakan alat yang mengonversi energi mekanik hasil dari mengayuh pedal sepeda menjadi energi listrik. Alat ini merupakan rancangan ramah lingkungan dan memiliki daya tarik dalam ketiadaan keterikatan pada kondisi geografis suatu wilayah. Variabel-variabel yang dapat mempengaruhi optimalisasi alat ini yakni kecepatan putar rotor sesuai rumus , dimana k adalah konstanta konstruksi generator, putar rotor generator, dan
adalah kecepatan
adalah fluks magnetik. Kecepatan putar sendiri
dipengaruhi oleh rasio dari diameter roda sepeda dengan diameter turbin pada generator. Variabel kecepatan putar ini nantinya akan berpengaruh terhadap lama
4
waktu yang dibutuhkan dalam mengayuh sepada untuk daya keluaran yang diinginkan. Rancangan arsitektur alat ini terdiri dari sepeda sebagai sumber prime mover penggerak penggerak generator DC ( Direct Current ), ), generator DC sebagai penghasil energi listrik, akumulator sebagai penyimpan energi yang dihasilkan generator DC, Regulator DC sebagai sebagai pengonversi nilai level DC ke nilai level DC lainnya yakni 12 volt, inverter sebagai peubah tegangan DC ke AC ( Alternating ( Alternating Current ) yakni 220 volt, serta beban (lampu dan televisi) sesuai pada gambar 1.
Generator
Re ula ulator tor
Ban Sepeda
Lam Inverter
Akumulator
Lam
Lam
TV
Gambar 1 Skema gambaran alat pembangkit listrik tenaga manusia Pada gambar 1 terlihat skema gambaran keseluruhan alat dalam pembangkit listrik tenaga manusia. Pada saat sepeda diayun dengan kecepatan tertentu, generator akan berputar akibat roda sepeda yang ter-couple ter- couple dengan generator DC. Proses ini mengonversi energi mekanik menjadi elektrik yang kemudian tegangan keluaran generator akan diturunkan oleh regulator DC menjadi 12 volt yang akan menjadi masukan pada akumulator dan disimpan hingga akumulator penuh. Tegangan dari akumulator diubah kedalam bentuk tegangan AC ( Alternating Current ) oleh inverter yakni 220 volt. Tegangan
5
keluaran dari inverter ini yang akan dimanfaatkan untuk menghidupkan beban rumah tangga seperti lampu ruangan dan televisi sampai daya akumulator habis. Proses Pembangkitan Daya pada Generator DC
Gambar 2 Penampakan prinsip kerja putaran rotor generator. a) pandangan perspektik generator, b) arah medan magnet generator, c) simplifikasi penampakan kumparan rotor generator, d) penampakan pe nampakan komponen komponen rotating loop pada loop pada generator DC
Gambar 2 menunjukkan gambar penampang generator DC. Mula-mula, Bagian stator dicatu oleh sumber DC sehingga mengalir arus. Adanya arus listrik mengakibatkan munculnya medan magnet disekitar kawat berarus sesuai hukum Oersted dengan besar medan magnet
. Berdasarkan kaidah tangan kanan
6
maka arah medan magnet mengarah dari kutub utara ke selatan seperti pada gambar 2b. Bagian rotor diputar oleh prime mover (bersumber dari kayuhan roda sepeda) yang mengakibatkan medan magnet dari stator menembus permukaan rotor dengan kedudukan berubah-ubah. Medan magnet yang menembus bidang dengan kedudukan berubah-ubah akan menimbulkan fluks magnetik dengan rumus
. Perubahan nilai fluks akibat perubahan nilai cos
menimbulkan tegangan induksi sesuai hukum faraday
. Tegangan
induksi ini yang nantinya akan dialirkan ke beban sesuai gambar 2a dan 2c. Perputaran bagian rotor generator dapat dilihat pada gambar 2d. Tegangan induksi yang dihasilkan merupakan arus AC yang harus disearahkan untuk menghasilkan arus DC. Proses dalam mengonversi tegangan AC menjadi tegangan DC dinamakan komutasi. Bagian yang berfungsi sebagai komutasi adalah komutator yang berbentuk cincin belah sesuai gambar 3a. Konstruksi cincin belah ini yang menyearahkan arus AC menjadi DC sesuai gambar 3b.
(a)
(b)
Gambar 3 Prinsip kerja komutator pada generator DC. a) gambar komutator berupa cincin belah, b) hasil keluaran tegangan pada generator generator DC dengan komutator
METODE PELAKSANAAN
Untuk menyelesaikan masalah yang telah dirumuskan dan mencapai tujuan yang disebutkan pada poin sebelumnya, perlu diciptakan suatu alat dengan spesifikasi fitur yang dilakukan beberapa langkah sebagai berikut:
7
1.
Membuat rancangan fisik alat pembangkit listrik tenaga manusia.
2.
Membuat rangkaian/ schematic dari schematic dari material yang dibutuhkan menjadi satu sistem.
3.
Melakukan pemesanan, pembuatan, dan pembelian material yang dibutuhkan sesuai rancangan dan alokasi dana yang telah ditentukan sebelumnya.
4.
Menyusun dan mengintegrasi berbagai komponen yang dibutuhkan menjadi satu sistem.
5.
Melakukan uji coba untuk menguji kinerja keseluruhan alat agar didapat daya keluaran yang diinginkan.
6.
Mengevaluasi kinerja, rangkaian, dan bentuk fisik alat untuk kepentingan penyempurnaan.
JADWAL KEGIATAN No.
Proses
1
Membuat rancangan fisik alat pembangkit listrik tenaga manusia
2
3
4
5
6
7
Membuat rangkaian/ schematic schematic dari material yang dibutuhkan menjadi satu sistem. Melakukan pemesanan, pembuatan, dan pembelian material yang dibutuhkan sesuai rancangan dan alokasi dana yang telah ditentukan sebelumnya. Menyusun dan mengintegrasi berbagai komponen yang dibutuhkan menjadi satu sistem. Melakukan uji coba untuk menguji kinerja keseluruhan alat agar didapat daya keluaran yang diinginkan Mengevaluasi kinerja, rangkaian, dan bentuk fisik alat untuk kepentingan penyempurnaan Pembuatan laporan kinerja alat, rekapitulasi keuangan, dan evaluasi keseluruhan
Bulan 1
Bulan Bulan Bulan 2 3 4
8
RANCANGAN BIAYA
Adapun anggaran dana yang perlu dialokasikan untuk menjalankan program ini adalah sebagai berikut: Rekapitulasi Rekapitulasi Keseluruhan Keseluruhan Biaya No. Uraian 1 Biaya material yang dibutuhkan 2 Biaya lain-lain TOTAL
Sub Total (Rp) 10.660.000 250.000 10.910.000
Material yang dibutuhkan No
1 2 3 4 5
Jenis Pengeluaran Pengeluara n
Sepeda Akumulator 12V 7Ah Regulator DC Inverter 300 Watt Generator DC
Harga Satuan (Rp) 600.000 200.000
180.000 350.000 4.000.000 TOTAL
Banyak Barang 2 unit 2 unit
Sub Total (Rp) 1.200.000 400.000
2 unit 2 unit 2 unit
360.000 700.000 8.000.000 10.660.000
Biaya lain-lain No
Jenis Pengeluaran
1 2
Transportasi Keperluan penyusunan laporan (printing, fotocopy, jilid) TOTAL
Sub Total (Rp) 150.000 100.000 250.000
DAFTAR PUSTAKA
Chapman, Stephen J. 2005. Electric Machinery Fundamental Fourth Edition. Edition . New York: McGraw Hill Kale, A., & Muhtaroglu. (2010). Green PG: A Low Cost, Modular, Modular, PedalPedal Powered 5-20V Parallel DC Source for Mobile Computing Applications. IEEE Journal , 1-2.
9
LAMPIRAN Biodata Ketua, Anggota Kelompok dan Dosen Pembimbin Pe mbimbing g
Ketua Kelompok Nama Jenis Kelamin Tempat, tgl. lahir Kewarganegaraan Alamat
: Ahmad Yanuar Hidayat Hidayat : Laki-laki : Bogor, 1 Januari 1992 : Indonesia : kp. Areman, rt 01/08, tugu, cimanggis, Depok No. Telepon : 081315081877 081315081877 Alamat e-mail :
[email protected] Pendidikan : 2009: Universitas Indonesia-Teknik Elektro 2006-2009 : SMAN 28 Jakarta 2003-2006 : SMPN 8 Depok 1997-2003 : SDN Pasir Gunung Selatan 1 Riwayat Berorganisasi: 1. Project Officer Electro Charity 2010 2. Kepala bidang Media Islam FUSI FTUI 2011 3. Anggota Asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik Pelatihan dan Seminar: 1. Micro-hydro power grid
Depok, 26 september 2012
(Ahmad Yanuar Hidayat)
10
Anggota Kelompok Nama Jenis Kelamin Tempat,tgl. lahir Kewarganegaraan Alamat
: Dewanto Rahman Hartono : Laki-laki : Probolinggo, 1 Mei 1992 : Indonesia : Jalan Sultan Agung Gg. Bahagia 13, Probolinggo No. Telepon : 085716451236 085716451236 Alamat e-mail :
[email protected] Pendidikan : 2010: Universitas Indonesia-Teknik Elektro 2007-2010 : SMA Taruna Dra. Zulaeha, Leces, Kab. Probolinggo 2004-2007 : SMPN 1 Probolinggo 1998-2004 : SDN Sukabumi 2 Probolinggo Riwayat Berorganisasi: 1. Ketua Bidang Pengembangan dan IPTEK Ikatan Mahasiswa Elektro tahun 2012 2. Staf Bidang Penelitian Kelompok Studi Mahasiswa Eka Prasetya Universitas Indonesia tahun 2011 Prestasi
: 1.
Lolos didanai Pekan Kreativitas Mahasiswa Kewirausahaan (PKM - K) tahun 2012 2. Publikasi Opini Suara Mahasiswa Koran Online Seputar Indonesia dengan Judul “ Mengoptimalkan Pembangunan Taman Taman Kota” tahun Kota” tahun 2011 3. Finalis Innovative Materials Engineering Engineering Competition (IMEC) tahun 2009 Pelatihan dan Seminar: 1. Pendidikan Latihan Latihan Dasar XXIV oleh Kelompok Kelompok Studi Mahasiswa Eka Prasetya tahun 2011 2. Pro Kontra Kontra Energi Energi Terbarukan dan Dampaknya Dampaknya terhadap Lingkungan Hidup oleh Bidang Pioneer Forum Ukhuwah dan Studi Islam (FUSI) Fakultas Teknik tahun 2011
Depok, 26 september 2012
(Dewanto Rahman Hartono)
11
Anggota Kelompok Nama : Wahyu Tri Wibowo Jenis Kelamin : Laki-laki Tempat,tgl. lahir : Boyolali, 5 Januari 1992 Kewarganegaraan : Indonesia Alamat : Dawung Sari Mudal Boyolali No. Telepon : 085642403026 085642403026 Alamat e-mail :
[email protected] Pendidikan : 2010: Universitas Indonesia-Teknik Komputer 2007-2010 : SMAN 1 Boyolali 2004-2007 : SMPN 1 Boyolali 1998-2004 : SDN Mudal 1 Boyolali Riwayat Berorganisasi: 1. Wakabid P2 Ikatan Mahasiswa Elektro 2011 2. Maitanance NetIC Fakultas Fakultas Teknik UI 2011 3. Anggota Divisi Antenna Divisi Antenna & & WiMax FTUI 2011 Prestasi : 1. Juara 1 PKM AI OIM FTUI 2011 Pelatihan dan Seminar: 1. IM2 Android IM2 Android Boot Camp 2011 2. Smart Fren Entrpreunership Fren Entrpreunership Seminar 2011
Depok, 26 September 2012
(Wahyu Tri Wibowo)
12
Anggota Kelompok Nama Jenis Kelamin Tempat,tgl. lahir Kewarganegaraan Alamat
: Zulfahmi Akmal : Laki-laki : Jakarta, 21 Januari 1993 : Indonesia : Jalan Cilincing Bakti IV No. 12 RT 011/05 Cilincing, Cilincing, Cili ncing, Jakarta Utara No. Telepon : 085695665336 085695665336 Alamat e-mail :
[email protected] Pendidikan : 2010 : Universitas Indonesia-Teknik Elektro 2007 - 2010 : SMA Negeri 13 Jakarta 2004 - 2007 : SMP Negeri 244 Jakarta 1998 - 2004 : SDN Cilincing 06 Pagi Riwayat Berorganisasi: 1. Staf Kastrat BEM FTUI 2012 2. Staf Kajian Center Cente r FUSI FTUI 2012 3. Staf SALAM Palestine Center Ce nter (SPACE) 2012 4. Ketua Rohis Departemen Teknik Te knik Elektro UI 2011
Depok, 26 September 2012
(Zulfahmi Akmal)
13
Anggota Kelompok Nama Jenis Kelamin Tempat,tgl. lahir Kewarganegaraan Alamat
: Oka Uliandana : Laki-laki : Medan, 25 Oktober 1993 : Indonesia : Komp. Tasbi blok-E no. 70, kecamatan Medan Selayang, kelurahan Tanjung Sari, kota Medan, Sumatera Utara No. Telepon : 085762252947 085762252947 Alamat e-mail :
[email protected] Pendidikan : 2011 : Universitas Indonesia-Teknik Elektro 2008 - 2011 : SMA Negeri 4 Medan 2005 - 2008 : SMP Swasta Harapan 2 Medan 1999 - 2005 : SD Swasta Harapan 1 Medan Riwayat Berorganisasi: 1. Staff bidang Keuangan Ikatan Mahasiswa Elektro UI 2012
Depok, 26 September 2012
(Oka Uliandana)
14
Dosen Pembiming Nama Jenis Kelamin Tempat,tgl. lahir Kewarganegaraan Alamat
: Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M. K. K. M.T. : Laki-laki : Bandung, Bandung, 7 Mei 1961 : Indonesia : Jalan Durian I Blok E2 No. 9 Pamulang Estate, Tangerang Selatan No. Telepon : 02192269776 02192269776 Alamat e-mail :
[email protected] Expertise : - Physics (Mechanics & Heat) - Mutu sistem tenaga listrik - Electric circuit Pendidikan : 1998-2003 : S3 Teknik Elektro Universitas Indonesia 1987-1998 : S2 Teknik Elektro Universitas Indonesia 1979-1987 : S1 Teknik Elektro Universitas Indonesia Publikasi : Makalah Nasional Analisis Pencapaian Temperatur Setimbang Pengaruh Jarak antara lilitan pada kawat tembaga, Proccedings Seminat Nasional Teknik ketenagalistrikan 2005, Univ. Diponegoro Semarang. Analisis rugi-rugi pada trafo daya akibat distorsi harmonik, Proccedings Seminat Nasional Teknik ketenagalistrikan 2005, Univ. Diponegoro Semarang. Analisis distribusi termal karena arus pada kabel XPLE tegangan 20 KV., Proccedings Seminat Nasional Teknik ketenagalistrikan 2005, Univ. Diponegoro Semarang. Perhitungan empiris tegangan gagal Kritis dan Arus bocor isolatorresin epoksi jarak rambat, Jurnal Teknologi FTUI tahun 2005. Pengaruh rongga pada isolator ethylene propylene rubber terhadap kegagalan isolasi pada sambungan kabel tanah 20 KV, Jurnal teknologi FTUI tahun 2005. Makalah Internasional Corona Detection on High-Voltage Switch Gear Based on Acoustic Noise Frequency and Spectrum Analysis, IJJSS (Indonesian Japan Joint Seminar), 2006. Analysis of Connection Temperature Due Current Affecte d by Surface Factors and Torque, IJJSS (Indonesian Japan Joint Seminar), 2006. Effect Of Pollutant Pollutant Type Type and Concentration On Harmonic Harmonic Characteristi Characteristicc O Leakage Current On Resin Epoxy Insulator, IJJS (Indonesian Japan Joint Seminar), 2006. Heat Transfer Analysis for Coil Inside The Transformer Oil, IJSS (Indonesian Japan Joint Seminar), 2006.
Depok, 26 September 2012
(Prof. Dr. Ir. Iwa Garniwa M. K. M.T.)
15
Gambaran Perhitungan Kebutuhan Beban Rumah Tangga dan Jumlah Daya yang Dihasilkan Alat Pembangkit Tenaga Manusia
Sebuah keluarga diasumsikan mempunyai beban rumah tangga yaitu empat buah lampu penerangan dan sebuah televisi. Untuk lampu penerangan, daya yang dibutuhkan sebesar 4 x 8 watt watt = 32 watt, sedangkan sedangkan sebuah televisi membutuhkan daya sebesar 50 watt. Sehingga daya total yang dibutuhkan sebuah keluarga sebesar Pw = 82 watt. Beban rumah tangga tersebut membutuhkan pasokan daya untuk memenuhinya. Pasokan daya ini diperoleh dari generator DC dengan rincian daya suplai listrik yang harus disediakan oleh generator sebesar : PVA = Pw : factor daya PVA = 82 watt : 0.7 = 117,1 Volt Ampere (VA) 117 VA Kebutuhan beban yang harus dipenuhi diasumsikan selama empat jam mulai dari jam 6 sore sampai jam 10 malam. Energi yang dibutuhkan untuk memenuhi beban tersebut dalam waktu empat jam sebesar: E = 117 VA x 4 jam = 468 Volt Ampere hour (VAh) Kapasitas akumulator yang dipakai yakni 12 V x 7 Ah = 84 Ah. Sedangkan kebutuhan akumulator untuk memenuhi beban tersebut yakni sebesar 468 Vah / 12 V = 39 Ah. Waktu yang dibutuhkan dalam mengayuh sepeda untuk mengisi akumulator hingga penuh guna memenuhi kebutuhan listrik pada beban tersebut untuk empat jam penggunaan dapat dijelaskan sebagai berikut: E beban = E mesin VxIxt= x xt 468 VAh = F x r x
xt
468 VAh = F x v x t Diasumsikan bahwa roda sepeda berputar 10 m/s dan gaya tegangan belt sebesar sebesar 100 N, sehingga: 468 x 3600 VA detik = 100 N x 10 m/s x t 1.684.800 VA detik = 1000 x t t = 1.684,8 detik t = 28,08 menit t 28 menit Dimana F merupakan gaya tegangan belt , r merupakan jari-jari roda sepeda, v merupakan kecepatan roda berputar, dan t merupakan waktu yang dibutuhkan untuk mengisi akumulator. Sehingga dapat diperkirakan bahwa dengan mengayuh sepeda selama 28 menit dengan kecepatan konstan 10 m/s dapat mengisi akumulator secara penuh dan dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan beban dasar seperti lampu dan televisi selama 4 jam.
