abstraksi -...

v

ABSTRAKSI

A. Judul : Pengaruh Alternator Dan Accumulator Paralel

Terhadap Energi Listrik Yang Dihasilkan Dari

Putaran Mesin Motor Matic Untuk Penerangan

Rumah.

B. Abstraksi :

Kebutuhan akan energi listrik di masyarakat saat ini semakin meningkat sehinggaperlu dicari energi alternatif. Dalam penelitian untuk menghasilkan energi listrikmenggunakan alternator yang digerakan dengan menggunakan motor bakarempat langkah type matic. Adapun accumulator sebagai penyimpan daya listrikyang dihasilkan oleh putaran mesin motor matic dengan penambahan alternator.Dari hasil pengujian pengisian 2 Accumulator 12 Volt 24 ampere disusun paralelmenggunakan putaran mesin 1500 rpm didapatlah daya dari alternator sebesar146,64 watt dengan waktu yang dibutuhkan untuk mengisi 4,12 jam, selanjutnyapada proses pengisian putaran mesin dinaikkan setiap 500 rpm menjadi 2000,2500, 3000 rpm. Pada pengisian dengan 3000 rpm dihasilkan daya listrik sebesar278,16 watt dengan waktu pengisian 2,07 jam. Setelah proses pengisianaccumulator diuji dengan menggunakan lampu 18 watt dengan pemakaian energisebesar 0,273 KWH accumulator mampu menyalakan lampu sampai 15,18 jam,selanjutnya pemberian lampu ditambah dengan lampu 36 watt, 54 watt, dan 72warr dengan pemakaian energi 0,513 KWH dengan waktu lampu menyala 7,13jam. Untuk perbandingan efisiensi antara lampu 18 watt dengan 36 watt sebesar0,6% dan untuk 54 watt dengan 72 watt sebesar 0,08%. Untuk penggunaan bahanbakar (premium) satu liter dengan 1500 rpm habis dalam waktu 6 jam kemudianuntuk puta ran tertinggi 3000 rpm bahan bakar habis dalam 2 jam.

C. Nama : Oki Koswara

D. NPM / NIRM : 20405541 / 20053137710150040

BAB I Latar Belakang

PENDAHULUAN Energi merupakan bagian

penting dalam kehidupan masyarakat

vi

karena hampir semua aktivitas

manusia selalu membutuhkan energi,

misalnya untuk penerangan, proses

industri atau untuk menggerakkan

peralatan rumah tangga diperlukan

energi listrik, untuk menggerakkan

kendaraan roda dua maupun roda

empat diperlukan bensin, serta masih

banyak peralatan disekitar kehidupan

manusia yang memerlukan energi.

Salah satu energi yang paling

banyak digunakan oleh manusia pada

saat ini adalah energi listrik. Listrik

adalah bentuk energi sekunder yang

paling praktis penggunaanya oleh

manusia, dimana listrik dihasilkan

dari proses konversi energi sumber

primer seperti batu bara, minyak

bumi, gas, panas bumi, potensial air

dan energi angin.

Kebutuhan akan energi listrik

di masyarakat saat ini semakin

m e n i n g k a t s e i r i n g d e n g a n

meningkatnya pemanfaatan tenaga

listrik pada peralatan-peralatan

rumah tangga, kantor dan

sebagainya. Sebaliknya masih

banyak daerah-daerah dipelosok

yang masih belum terjangkau oleh

aliran listrik, bahkan untuk

penerangan jalan maupun rumah

tidak ada. Oleh karena itu untuk

mengimbangi kebutuhan energi

listrik yang semakin meningkat

selain melakukan penghematan

energi listrik sebaiknya

menggunakan alat alternatif yang

dapat menghasilkan energi listrik.

Permasalahan

Menganalisa rangkaian sistem

pengisian oleh alternator sebagai

pembangkit sumber energi listrik

yang kemudian ditampung pada 2

akumulator 12 volt 24 ampere yang

disusun secara paralel dengan motor

bakar 4 langkah tipe matic sebagai

viii

sumber energi alternatif untuk

menghasilkan listrik.

Batasan Masalah

Adapun batasan masalah pada

penulisan tugas akhir ini adalah:

Menganalissa proses pengisian pada

2 akumulator 12 volt 24 ampere

dengan rpm yang sudah ditentukan.

Menganalisa pemanfaatan daya yang

dihasilkan dari rangkaian sistem

pengisian terhadap waktu, dengan

komponen pendukungnya berupa

alternator, 2 akumulator 12 volt 24

ampere yang disusun secara paralel,

inverter, dan beban berupa lampu TL

18 watt.

Tujuan Penelitian

Mengetahui pengaruh putaran yang

dihasilkan dari kerja mesin motor

bakar 4 langkah tipe matic sebagai

sa ra na pe nggera k a l t e rna tor

sehingga menghasilkan sumber

energi listrik alternatif.

LANDASAN TEORI

Landasan teori ialah dimana

semua komponen pendukung

maupun teori pendukung yang

digunakan pada tugas akhir ini.

Alternator

Alternator berfungsi untuk

merubah energi mekanik dari mesin

menjadi energi lis trik. Energi

mekanik dari mesin diterima dari

sebuah pulley yang memutarkan

rotor sehingga membangkitkan arus

bolak-balik pada stator yang diubah

pada diode mejadi arus searah

s e b e l u m d i g u n a k a n o l e h

komponenkomponen kendaraan yang

membutuhkan atau pun untuk

mengisi batery kendaraan.

viii

Mesin 4 langkah type matic

M e s i n 4 l a n g k a h

adalah sebuah mesin dimana untuk

menghasilkan sebuah

tenaga memerlukan empat proses

langkah naik-turun piston, dua kali

rotasi kruk as dan satu putaran noken

as (camshaft).

Puli dan Belt

Puli

P u l i a da l a h k om p o n e n ya n g

berfungsi mengatur kecepatan sepeda

motor berdasarkan gaya sentrifugal

dari roller

Belt

Berfungsi sebagai penghubung

putaran dari puli primer ke puli

sekunder.

Akumulator

Akumulator (accu, aki) adalah

sebuah alat yang dapat menyimpan

energi (umumnya energi listrik)

dalam bentuk energi kimia.

Daya

Secara umum, pengertian daya

adalah energi yang dikeluarkan untuk

melakukan usaha. Dalam sistem

x

tenaga listrik, daya merupakan

jumlah energi listrik yang digunakan

untuk melakukan usaha.

P = VI......................................... (2.1)

Dimana :

P = daya (watt)

V = tegangan (volt)

I = arus listrik (ampere)

Arus

Arus listrik adalah banyaknya

muatan listrik yang mengalir tiap

satuan waktu. Muatan listrik bisa

me n g a l i r me l a l u i k a b e l a t a u

penghantar listrik lainnya.

I = Q/T ..................................... (2.2)

di mana:

I = arus listrik (ampere)

Q = muatan listrik (coulomb)

T = waktu (time)

Tegangan

Tegangan listrik (kadang disebut

sebagai Voltase) adalah perbedaan

potensial listrik antara dua titik

dalam rangkaian listr ik, dan

dinyatakan dalam satuan volt.

V = I x R...................................... (2.3)

Dimana :

V = Beda potensial pada kedua ujung

rangkaian (volt).

I = Kuat arus listrik yang mengalir

pada sutu rangkaian (ampere).

R = Besarnya hambatan dalam

sebuah rangkaian (ohm).

Energi

Energi listrik dapat berubah menjadi

bentuk energi lain. Untuk mengubah

energi listrik menjadi energi lain

diperlukan alat listrik.

W = V × I × t .......................... (2.4)

Dimana :

W = Energi Listrik (joule)

V = Beda Potensial (volt)

I = Kuat Arus Listrik (ampere)

x

T = Waktu (second)

2.3 Efisiensi

Untuk membandingkan

pemakaian energi yang digunakan

oleh lampu.

Rumus Efisiensi :

A — ALo Lη = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ x 100 % ...(2.6)

AL

Dimana :

A L o : E n e r g i u n t u k l a mp u

dengan daya lebih besar

A L : E n e r g i u n t u k l a m p u

dengan daya lebih kecil

Inverter

Inveter adalah suatu alat yang

mampu menaikkan tegangan arus

listrik dari DC menjadi AC, misalnya

dari 12 volt DC menjadi 220 volt

AC.

Voltmeter

Voltmeter adalah suatu alat yang

berfungsi untuk mengukur tegangan

listrik.

Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang

digunakan untuk mengukur kuat arus

listrik

Lampu

Lampu Indikator 3 watt

L a m p u i n d i k a t o r 3 w a t t i n i

digunakan sebagai indikator pada

alternator sebagai penanda bahwa

alternator telah berhasil mengisi

alternator 12V 24A.

xi

Lampu TL 18 watt

Lampu 18 watt ini digunakan untuk

menguji seberapa lama ketahanan

dua buah akumulator 12 volt, 24

ampere disusun secara paralel yang

telah dicharge oleh alternator.

Diagram alir diatas menggambarkan

langkah suatu proses pengisian 2

buah akumulator dalam rangkaian

y a n g t e l a h d i b u a t d e n g a n

menggunakan motor bakar matic 4

tak dan alternator.

PEMBAHASAN

Diagram Alir Rangkaian

Pengisian Dua Akumulator

12 Volt, 24 Ampere Yang

Disusun Paralel

Rangkaian Sistem Pengisian 2

Akumulator 12 V 24 A Yang

Disusun Paralel

Rangkaian diatas menunjukkan alur

sistem pengisian 2 akumulator 12V

24A yang disusun paralel, dimana

putaran dari kerja mesin motor bakar

xiii

4 langkah digunakan untuk memutar

alternator sebagai penghasil listrik

yang ditampung pada 2 akumulator

12V 24A yang disusun paralel.

Skema Rangkaian Pengisian 2

Akumulator 12V 24A Yang

Disusun Paralel

Pada gambar rangkaian diatas

dijelaskan bahwa mesin motor bakar

4 langkah tipe matic digunakan

untuk menggerakkan alternator yang

ditujukan untuk menghasilkan listrik

yang kemudian digunakan untuk

mengisi 2 akumulator 12V 24A yang

disusun secara paralel.

Alternator yang digunakan pada

rangkaian ini

adalah alternator je

maksudnya alternat

tidak menggunakan r

out yang terpisah

suplai arus ke se

melainkan regulator

didalam langsung d

tersebut. Proses

digerakkan oleh mot

bantuan puli dan bel

pul i yang ada pa

alternator tipe IC b

tiga terminal yaitu te

B. Dimana terminal

dengan l ampu in

dihubungkan dengan

K dihubungkan den

kemudian dihubu

dengan akumulat

te rminal B adala

a l t e r n a t o r y a n

dihubungkan denga

nis IC built-in,

or jenis ini sudah

egulator/cut-

untuk membagi

tiap komponen

/cut-out terdapat

idalam alternator

nya alternator

or bakar dengan

t untuk memutar

da a l ternator ,

uilt-in memiliki

rminal L, K, dan

L dihubungkan

d ika tor yang

saklar, terminal

gan saklar yang

ngkan kembali

or , kemudian

h output dar i

g l a n g s u n g

n 2 akumulator

xiii

12V 24A yang akan diis i oleh

alternator tersebut.

Pengisian 2 Akumulator 12V 24A

Yang Disusun Paralel Dengan

Memanfaatkan Putaran Mesin

Motor Bakar.

Dalam pengisian 2 akumulator 12V

24A yang disusun para le l in i

digunakan putaran mesin 1500 rpm

untuk menggerakkan alternator

sehingga didapat tegangan terukur

yang keluar dari alternator 12V dan

arus 12,22A. Sehingga daya terukur

yang dihasilkan alternator untuk

mengisi 2 akumulator dihitung dari

persamaan (2.1) yaitu :

Diketahui :

Ditanyakan :

Penyelesaian :

= Untuk proses

pengisian 2 akumulator 12V 24A yang

disusun paralel ini digunakan putaran

mesin 2000 rpm untuk menggerakkan

alternator untuk mengisi 2 akumulator

12V 24A yang disusun paralel dengan

menggunakan persamaan (2.1) didapat

184,31 watt. Untuk putaran mesin

2500 rpm d i d a p a t s e b e s a r

2 5 6 , 6 w a t t . Sedangkan dengan

putaran me sin 3000 rpm didapat

278,16watt.

xv

Diagram Alir Rangkaian

Pengujian 2 Buah Akumulator 12

Volt 24 Ampere Yang Disusun

Paralel Dengan Pemberian Variasi

Daya Lampu 18 Watt

Diagram alir diatas menggambarkan

langkah suatu proses pengisian 2

buah akumulator dalam rangkaian

y a n g t e l a h d i b u a t d e n g a n

menggunakan motor bakar matic 4

tak dan alternator serta pemanfaatan

listrik yang telah ditampung di

akumulator.

Rangkaian Sistem Pengujian 2

Buah Akumulator 12 Volt 24

Ampere Yang Disusun Paralel

Dengan Pemberian Variasi Daya

Lampu 18Watt

Gambar diatas menunjukkan listrik

yang telah dihasilkan dari rangkaian

pengisian yang kemudian ditampung

pa da 2 a kumula tor 12V 24A

digunakan untuk menyalakan lampu

dengan menggunakan inverter.

xv

Skema Rangkaian Sistem

Pengisian 2 Buah Akumulator 12

Volt 24 Ampere Yang Disusun

Paralel Dengan Pemberian Variasi

Daya Lampu 18 Watt-72 Watt

Pada gambar rangkaian diatas

dijelaskan bahwa motor bakar 4

langkah tipe matic digunakan untuk

menggerakkan alternator yang

ditujukan untuk menghasilkan listrik

yang kemudian digunakan untuk

mengisi 2 akumulator 12V 24A yang

disusun secara paralel.

Daya yang telah ditampung di 2

akumulator 12V 24A yang disusun

paralel diberi variasi beban lampu

dengan daya 18 watt, daya pada

akumulator tersebut pada awal nya

12V DC dirubah menjadi 220V AC

dengan menggunakan inverter,

kemudian inverter dihubungkan

dengan output 220-250V yang

kemudian dipasangkan dengan

variasi lampu 18 watt.

Pengujian Daya Yang Digunakan

Untuk Lampu 18-72 watt

Setelah proses pengisian

dengan menggunakan alternator yang

kemudian daya yang dihasilkan

ditampung pada 2 akumulator 12V

24A yang disusun paralel, kemudian

d a y a y a n g d i m i l i k i p a d a 2

akumulator tersebut diuji dengan

pemberian beban berupa lampu

dengan daya 18 watt sampai lampu

tersebut padam. Setelah dilakukan

xviii

pengujian dengan pemberian beban

lampu 18 watt didapat hasil dengan

menggunakan persamaan (2.5)

sebagai berikut :

P = 18 watt

t = 15,18 jam

Sehingga energi yang dipakai oleh

lampu tersebut

yaitu sebesar :

Diketahui

:

Ditanyakan :

Penyelesaian :

Untuk daya lampu sebesar 36 watt

dengan menggunakan persamaan

(2.5) didapat energi yang digunakan

oleh lampu tersebut sebesar 0,437

kWh, sedangkan untuk daya lampu

sebesar 54 watt didapat 0,556 kWh,

untuk lampu dengan daya 72 watt

denergi yang digunakan oleh lampu

tersebut sebesar 0,513 kWh.

Tabel Pengisian Dan Pengujian

Pengisian 2 Akumulator 12V 24A

Yang Disusun Paralel

Tabel Pengisian 2 Akumulator

12V 24A Yang Disusun Paralel

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa

semakin besar putaran mesin maka

akan semakin besar arus yang akan

d

D

d

d

m

4 3000 2,07 12 23,18 278,16

=

=

=

PutaranMesin Waktu Tegangan Arus Daya

No (rpm) (jam) (volt) (ampere) (watt)

1 1500 4,12 12 12,20 146,64

2 2000 3,25 12 15,36 184,31

3 2500 2,50 12 21,05 256,6

ihasilkan alternator.

ari diagram pada gambar diatas

iagram rpm terhadap waktu, dapat

ilihat bahwa semakin besar putaran

esin, maka semakin cepat proses

Pengujian 2 Akumulator 12V 24A

Y a n g D i s u s u n P a r a l e l

Menggunakan Inverter Dengan

Variasi Daya Lampu 18 watt

Daya

al ternator dalam pengis ian 2

akumulator 12V 24A yang disusun

parallel dari keadaan kosong sampai

terisi penuh.

D

dia

dil

be

se

dih

ak

pa

dib

ak

Pe

Ya

M

Va

xviii

NoWaktu(jam)

Lampu(watt)

Energi(kWh)

1 15,18 18 0,273

2 12,15 36 0,437

3 10,30 54 0,556

4 7,13 72 0,513

Dari hasil pengujian dapat dilihat

dengan daya 18 watt akumulator

dengan bantuan inverter dapat

menyalakan lampu sampai 15.18 (

jam ) sampai daya pada akumulator

tersebut habis atau tidak mampu

m e nya la ka n l a m pu te r s e bu t ,

kemudian dengan daya 36 watt dapat

menyala hingga 12,15 ( jam ), sama

hal nya dengan 54 watt dan 72 watt

masing-masing dapat menyala

hingga 10,30 ( jam ) dan 7,13 ( jam )

sampai daya pada akumulator

tersebut tidak mampu menyalakan

lampu tersebut.

ari diagram diatas merupakan

gram rpm terhadap arus, dapat

ihat dari diagram bahwa semakin

sar putaran mesin maka akan

makin besar pula arus yang

asilkan alternator untuk mengisi 2

umulator 12V 24A yang disusun

ralel, sehingga waktu yang

utuhkan untuk mengisi

umulator tersebut lebih cepat.

ngujian 2 Akumulator 12V 24A

ng Disusun Paralel

enggunakan Inverter Dengan

riasi Daya Lampu 18 watt

D

t

k

y

m

w

P

(

S

T

m

P

xviii

ari diagram diatas diagram daya

erhadap waktu, dapat di l ihat

etahanan 2 akumulator 12V 24A

a n g d i s u s u n p a r a l e l u n t u k

enyalakan lampu dengan daya 18

att sampai 72 watt.

enggunaan Bahan Bakar Minyak

BBM) Jenis Premium Pada

istem Pengisian

abel Penggunaan Bahan bakar

i n y a k ( B B M ) J e n i s

remiumPada Pengujian ini

NoPutaran

Mesin (rpm)

BahanBakar(liter)

Waktu(jam)

1 1500 1 6

2 2000 1 5,10

3 2500 1 3,20

4 3000 1 2

Dari tabel dapat dilihat semakin

besar putaran mesin maka semakin

c e pa t p r os e s pe ng i s i a n ya ng

dilakukan oleh alternator, demikian

juga dengan besarnya putaran mesin

maka semakin cepat bahan bakar

yang digunakan motor bakar.

Dari gambar diatas dapat diketahui

pemakaian bahan bakar dengan

menggunakan putaran me sin, dimana

apabila putaran mesin semakin tinggi

maka akan semakin cepat habis

bahan bakar yang digunakan.

Perhitungan Efisiensi Pemakaian

Energi Yang Digunakan Lampu

Efisiensi pemakaian energi

yang digunakan lampu 18 watt

dengan 72 watt dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan

(2.6) yaitu sebagai berikut :

Diketahui: A Lo = 0,5 13 kWh

(lampu 72 watt)

A L = 0 , 2 7 3 k W h

(lampu 18 watt)

Ditanya : 1 .....?

Jawab :

00 %

,5 1 3 0,273

1

p

3

t

e

m

s

a

p

p

d

ilmu yang didapat.

Untuk mengetahui

perbandingan biaya antara tarif dasar

listrik PLN dengan hasil penelitian

yang dilakukan adalah sebagai

berikut:

PLN
1
01 =

A LoA L

ALx

xx

= ___________ 100%— x0,273

= 0,88%

Jadi, untuk pemakaian lampu

8 watt lebih efisien 0,88% dari pada

emakaian lampu 72 watt.

.5 Analisa Biaya Dibanding

Genset

Analisa biaya pada pembuatan

ugas akhir ini menurut saya lebih

f is ien bi la dibanding dengan

embeli genset langsung, karena

elain sebagai sumber energi listrik

lternatif kita juga dapat mengetahui

roses dan l angka h -l an gkah

embuatannya dan biaya yang

ikeluarkan juga seimbang dengan

Untuk daya 450VA-900VA

tarif dasar listrik tahun 2010 yang

dikenakan bagi pengguna sebesar Rp

720 per kWh, untuk lampu 36 watt

yang digunakan selama 12 jam

perhitungannya adalah sebagai

berikut:

1 kWh = Rp 720

Daya lampu 36 watt atau 0,036 kWh

digunakan selama 12 jam maka

didapat 0,437 kWh. Sehingga biaya

yang harus dibayar adalah sebesar:

= 0,437 x Rp 720 x 12 = Rp 3780

PENELITIAN

xx

Sedangkan untuk proses

pengisian 6 jam pada penelitian

biaya untuk bahan bakar sebanyak 1

liter Rp 4500. Karena akumulator

terisi penuh dalam waktu 4 jam,

maka biaya yang diperlukan hanya

Rp 3490 hasil tersebut diperoleh

dari:

Tabel Biaya Pemakaian BBMBBM(ml)

Waktu(jam) Harga (Rp)

1000 6 4500833 5 4125666 4 3490499 3 2250333 2 1687166 1 1125

Dari hasil perhitungan diatas biaya

untuk PLN sebesar Rp 3780 per 12

jam, sedangkan hasil penelitian

sebesar Rp 3490, maka dapat

disimpulkan hasil penelitian lebih

efisien

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian

dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Pada rangkaian pengisian 2

buah akumulator 12 volt 24

ampere dengan putaran mesin

1500 rpm didapat tegangan

yang dihasilkan alternator 12

volt dan arus 12,20 ampere

sehingga daya yang dihasilkan

sebesar 146,64 watt atau 0,147

kilo watt, sehingga waktu yang

didapat untuk melakukan

p e n g i s i a n p a d a 2 b u a h

akumulator adalah 4 jam 12

menit.











xxii

pengisian pada dua buah


menit.






volt dan arus 2 1,05 ampere





pengisian pada dua buah


menit.











pengis ian pada dua buah


menit.

5. Pada penguian dengan

pemberian daya 18 watt dengan

bantuan inverter akumulator

dapat mensuplai energi untuk

menyalakan lampu 18 watt

selama 15 jam 18 menit.











xxii









9. Pada pengujian penggunaan

bahan bakar minyak (premium)

untuk satu liter dengan putaran

mesin sebesar 1500 rpm

pemakaian bahan bakar habis

dalam, jangka waktu 6 jam.

10. Untuk putaran mesin sebesar

2000 rpm bahan bakar habis

dalam jangka waktu 5,10 jam.

11. Pengujian bahan bakar

(premium) untuk satu liter

dengan menggunakan putaran

mesin 2500 rpm pemakaian

bahan bakar habis dalam waktu

3,20 jam.

12. Sedangkan untuk pengujian

bahan bakar (premium) untuk

satu liter dengan putaran me sin

sebesar 3000 rpm pemakaian

bahan bakar habis dalam

jangka waktu 2 jam.

abstraksi -...

Documents