ANGIN SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF PADA

MESIN PENDINGIN SKALA KECIL

ALFIN YUWANA PUTRA

DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Angin sebagai

Sumber Energi Alternatif pada Mesin Pendingin Skala Kecil” adalah benar karya

saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun

kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip

dari karya ilmiah yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada

Institut Pertanian Bogor

Bogor, September 2013

Alfin Yuwana Putra

NIM C44080023

ABSTRAK

ALFIN YUWANA PUTRA, C44080023. Angin sebagai sumber energi alternatif

pada mesin pendingin skala kecil. Dibimbing oleh FIS PURWANGKA dan

BUDHI HASCARYO ISKANDAR.

Proses pendinginan merupakan salah satu proses penangan hasil tangkapan yang

sangat dibutuhkan oleh nelayan dalam mempertahankan mutu hasil tangkapan.

Proses pendinginan atau pembekuan yang selama ini dilakukan oleh sebagian

besar nelayan masih menggunakan es dan masih sangat bergantung kepada

ketersediaan es. Pada beberapa kapal penangkap ikan sudah menerapkan

teknologi refrigerasi, namun energi listrik yang dibutuhkan kebanyakan masih

disuplai dari penggunaan motor bakar yang kurang ramah lingkungan. Hal

tersebut memunculkan ide untuk mencari alternatif sumber energi agar didapatkan

sebagian solusi dari masalah tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah: (1)

mengetahui kecepatan angin minimal yang dibutuhkan untuk mengisi energi

listrik ke sistem penyimpanan; (2) mengetahui lama waktu yang dibutuhkan

untuk melakukan pengisian daya ke sistem penyimpanan sampai penuh; dan (3)

mengetahui waktu yang digunakan untuk menghabiskan energi yang tersimpan

dan suhu yang dicapai. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kecepatan angin

minimal yang dibutuhkan untuk memutarkan turbin angin yaitu sebesar 16.2

km/jam dan menghasilkan kecepatan putaran turbin sebesar 41.2 rpm. Waktu

yang dibutuhkan untuk mengisi akumulator 45 Ah sampai penuh dengan

kecepatan angin rata-rata 17.5 km/jam, kecepatan putaran turbin rata-rata 53.6

rpm dan arus listrik rata-rata yang dihasilkan 2.4 ampere adalah 18 jam 45 menit.

Waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan tegangan akumulator menjadi 6 volt

adalah 2 jam 1 menit 59 detik dan menghasilkan suhu sebesar 3.5 oC. Hasil uji

coba menunjukkan bahwa angin dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif

pada mesin pendingin skala kecil yang dirancang.

Kata kunci: angin, refrigerasi, turbin angin.

ABSTRACT

ALFIN YUWANA PUTRA, C44080023. Wind as an alternative energy source in

small-scale refrigeration. Supervised by FIS PURWANGKA and BUDHI

HASCARYO ISKANDAR.

The cooling process is one of the handlers catches a very needed by fishermen in

maintaining the quality of the catch. The process of cooling or freezing as long as

this is done by most fishermen still use the ice and still highly dependent on the

availability of the ice. On some fishing vessel refrigeration technology is

implemented, but electrical energy needed is still mostly supplied from use of

motor fuels that are less environmentally friendly. This gave rise to the idea to

find alternative sources of energy in order to obtain some solution of the problem.

The purpose of this research is: (1) find out the minimum wind speed needed to

fill the electric power to the storage system; (2) know the length of time it takes to

do the charging system into storage until it is full; and (3) find out the time used to

spend the stored energy and temperature are achieved. The results of this research

show that the minimum wind speed needed to play the wind turbines which

amounted to 16.2 km/h and produces turbine rotation speed of 41.2 rpm. The

time it takes to charge the accumulator 45 Ah to the brim with an average wind

speed of 17.5 km/h, the average turbine rotation speed of 53.6 rpm and average

electric current generated 2.4 ampere is 18 hours 45 minutes. The time it takes to

reduce the accumulator voltage to 6 volts is 2 hours 1 minute 59 seconds and

generate temperatures of 3.5 °C. Experimental results show that the wind can be

used as an alternative source of energy on a small scale refrigeration designed.

Keywords: refrigeration, wind, wind turbine.

ANGIN SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF PADA

MESIN PENDINGIN SKALA KECIL

ALFIN YUWANA PUTRA

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Perikanan pada

Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan

DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013

Judul Penelitian : Angin sebagai Sumber Energi Alternatif pada Mesin

Pendingin Skala Kecil

Nama : Alfin Yuwana Putra

NRP : C44080023

Program studi : Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap

Disetujui oleh

Fis Purwangka, S.Pi., M.Si

Pembimbing I

Dr. Ir. Budhi Hascaryo Iskandar, M.Si

Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr. Ir. Budy Wiryawan, M.Sc

Ketua Departemen

Tanggal lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-

Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam

penelitian yang dilaksanakan di workshop Kapal dan Transportasi perikanan,

Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Institut Pertanian Bogor, dan

Stasiun Lapang Kelautan FPIK IPB, Palabuhanratu, Jawa Barat pada bulan

Februari-April 2013 ini adalah Angin sebagai Sumber Energi Alternatif pada

Mesin Pendingin Skala Kecil.

Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada:

1. Fis Purwangka, S.Pi, M.Si. dan Dr. Ir. Budhi Hascaryo Iskandar, M.Si. sebagai

pembimbing yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga saya

dapat menyelesaikan skripsi ini;

2. Dr. Yopi Novita, S.Pi, M.Si. sebagai Komisi Pendidikan Departemen

Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan atas saran dan arahannya;

3. Dr. Ir. Ronny Irawan Wahyu, M.Phil. sebagai penguji tamu pada sidang ujian

skripsi;

4. Dosen Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan atas ilmu yang telah

diberikan selama ini;

5. Kedua orang tua, kakak dan adik yang selalu memberikan doa, motivasi,

inspirasi dan semangat kepada penulis;

6. Insan Nurfitriani dan keluarga yang telah membantu doa, dukungan dan

semangatnya dalam penyelesaian skripsi;

7. Keluarga besar PSP 45: Kusnadi, Yadudin, Iqbal, Insun, Ristiani, Zabao,

Uwox, Izza, Okta ‘tejo’, Agung, Kakek Tio, Ocid, Cut Pinta, Imelda, Rahmi

Fitria, Anggara Bayu, Hotnaida, Rheka, Desi, Harist, Fahrul, Dian, Ina, Eka

‘Ocil’, Fifi, Dwi, Ana, Tomi, Amy, Arif ‘Aming’, Fristi, Didi ‘tapir’, Ikhlas,

Jhon, Sihol, Charis, Zepanya, Cici, Bayu Adi, Albar, Jenal, Ani ‘Eman’, Herul,

Eka Haryanti, Nova, Lina yuni, Nurlina ‘Kampung’, Arif Nugroho, Adit,

Bedul, Ema, Isamuddin, Jessy, Luthfi, Yasinta, Jojo, Tabah, Fajri, Ochim, dan

Sefi telah memberikan doa, semangat dan bantuannya;

8. PSP 46, PSP 47, PSP 48, Toba crew, Bagian Dapur (Mang Yana, Mang Isman,

dan Bi Hani), TU PSP serta civitas PSP lainnya yang telah memberikan doa,

dukungan dan semangatnya.

9. Pihak terkait yang tidak bisa disebutkan satu per satu.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, November 2013

Alfin Yuwana Putra

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ii

DAFTAR GAMBAR ii

DAFTAR LAMPIRAN ii

PENDAHULUAN

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 2

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

Kerangka Pemikiran 2

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian 4

Metode Penelitian 4

Alat dan Bahan 4

Pengolahan Data 5

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tahap Desain 7

Rangkaian Turbin Angin Pembangkit Listrik 7

Rangkaian Sistem Refrigerasi 10

Tahap Pembuatan dan Perakitan Alat 13

Jumlah Putaran Turbin Angin, Arus Listrik yang Dihasilkan, Penurunan

Tegangan Akumulator dan Suhu yang Dicapai 19

Hubungan antara Kecepatan Angin dan Kecepatan Putaran Turbin 20

Hubungan antara Kecepatan Putaran Turbin dan Arus Listrik yang

Dihasilkan 20

Hubungan antara Waktu dan Suhu yang Dicapai dan Penurunan Tegangan

Accumulator 21

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan 23

Saran 23

DAFTAR PUSTAKA 24

LAMPIRAN 25

DAFTAR TABEL

1. Hasil pengukuran arus yang dihasilkan berdasarkan

putaran turbin angin 5

2. Hasil pengukuran tegangan yang dibutuhkan oleh

mesin pendingin 5

3. Hasil pengukuran kecepatan putaran turbin dan arus listrik yang dihasilkan 19

4. Hasil pengukuran penurunan tegangan accumulator, suhu yang dicapai

dengan waktu 19

DAFTAR GAMBAR

1. Kerangka pikir penelitian 3

2. Rangkaian turbin angin 7

3. Komponen alternator 8

4. Pengaturan circuit amperemeter 9

5. Pengaturan circuit voltmeter 9

6. Rangkaian sistem refrigerasi 11

7. Unit refrigerasi dalam penelitian ini 11

8. Prinsip kerja sistem refrigerasi 13

9. Tahap pembuatan 14

10. Rangka turbin angin 14

11. Desain as turbin angin 15

12. Desain mangkok dan lengan turbin angin 15

13. Desain pelindung alternator (Box alternator) 16

14. Tempat akumulator, amperemeter dan voltmeter 16

15. Rangkaian sistem pembangkit listrik 17

16. Cool box 18

17. Dudukan cool box dan sistem refrigerasi 18

18. Hubungan kecepatan angin dengan kecepatan putaran turbin 20

19. Hubungan kecepatan putaran turbin dengan arus listrik yang dihasilkan 20

20. Hubungan waktu dengan suhu 21

21. Hubungan waktu dengan penurunan tegangan akumulator 21

DAFTAR LAMPIRAN

1. Dokumentasi penelitian 25

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Ikan hasil tangkapan membutuhkan penanganan khusus untuk menjaga ikan

tetap segar. Penanganan ikan di atas kapal meliputi segala tindakan terhadap hasil

tangkapan di atas kapal, mulai dari tindakan awal sampai dengan penyimpanan

(Wahyono dalam Huda 2013). Penanganan ikan hasil tangkapan di kapal

merupakan perlakuan terpenting dari seluruh proses perjalanan ikan hingga

sampai ke konsumen. Penurunan mutu ikan dapat dihambat dengan perlakuan

suhu rendah. Penggunaan suhu rendah berupa pendingin dan pembeku dapat

memperlambat proses-proses biokimia yang berlangsung dalam tubuh ikan yang

mengarah pada penurunan mutu ikan (Baheramsyah dalam Huda 2013).

Penanganan hasil tangkapan ikan menggunakan kapal ikan tradisional biasanya

menggunakan pendinginan dengan es basah atau es batu. Penggunaan es

merupakan salah satu cara yang paling mudah dilakukan. Penggunaan es juga

relatif murah dan mudah. Namun penggunaan es basah ini akan menyebabkan

beban pada kapal lebih besar dan ruang muat untuk ikan menjadi berkurang.

Selain itu pendinginan dengan menggunakan es basah hanya dapat

mempertahankan suhu rendah dalam waktu yang singkat (Huda 2013). Hal ini

akan membatasi lama trip yang dilakukan nelayan karena sifat es yang mudah

mencair. Apabila nelayan akan melakukan trip dalam waktu yang cukup lama,

maka jumlah es yang dibawa akan banyak pula. Hal ini akan menyebabkan

banyak ruang yang terpakai untuk penyimpanan es tersebut. Penggunan sistem

refrigerasi dalam penanganan hasil tangkapan dapat dijadikan solusi dari

permasalahan tersebut. Pada beberapa kapal penangkap ikan sudah menerapkan

teknologi tersebut, namun energi listrik yang dibutuhkan oleh sistem refrigerasi

yang ada sebagian besar masih disuplai dari penggunaan motor bakar.

Penggunaan motor bakar dapat dikatakan masih kurang ramah lingkungan

dikarenakan masih menggunakan bahan bakar fosil yang tergolong sebagai

sumber energi tak terbarukan. Gas buang kendaraan bermotor mengeluarkan zat-

zat berbahaya yang dapat menimbulkan dampak negatif, baik terhadap kesehatan

manusia maupun lingkungan. Komponen utama bahan bakar fosil ini adalah

hidrogen (H) dan karbon (C). Bahan pencemar yang terutama terdapat di dalam

gas buang kendaraan bermotor adalah karbon monoksida (CO), senyawa

hirdokarbon (HC), oksida nitrogen (NOX), sulfur (SOX), dan partikulat debu

termasuk timbal (Pb) (Havendri 2008). Berbagai permasalahan timbul dari

penggunaan energi tak terbarukan, mulai dari ketersediaannya yang semakin

menipis hingga dampak yang ditimbulkan dari penggunaannya. Terbatasnya

ketersediaan energi tak terbarukan merupakan suatu permasalahan serius bagi

kelangsungan hidup manusia. Selain dari permasalahan keterbatasan ketersediaan

energi tak terbarukan, penggunaan energi tak terbarukan menimbulkan

permasalahan lain yaitu berupa polusi dan pencemaran lingkungan. Beberapa

negara sepakat untuk mengurangi emisi gas buang pada mesin berbahan bakar

mineral, yang dianggap sebagai penyumbang polusi udara terbanyak. Solusi lain dari permasalahan tersebut yaitu pengembangan penggunaan sumber energi

alternatif yang ramah lingkungan.

2

Perumusan Masalah

Permasalahan dalam penelitian ini adalah ketergantungan nelayan terhadap

es dalam menangani hasil tangkapan, sistem refrigerasi yang masih bergantung

pada penggunaan bahan bakar fosil, semakin berkurangnya jumlah BBM,

tingginya harga BBM yang kemudian menyebabkan tingginya biaya operasional,

polusi yang ditimbulkan dari penggunaan BBM. Berbagai permasalahan tersebut

diharapkan dapat diatasi dengan pemanfaatan sumber energi alternatif. Salah satu

sumber energi alternatif yang cukup potensial untuk dimanfaatkan adalah angin.

Oleh karena itu, penelitian mengenai angin sebagai sumber energi alternatif pada

mesin pendingin skala kecil, sebagai salah satu upaya penggunaan sumber energi

alternatif perlu dilakukan. Penelitian ini merupakan tahap awal dalam

memanfaatkan energi angin pada mesin pendingin.

Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :

1) Mengetahui kecepatan angin minimal yang dibutuhkan untuk mengisi energi

listrik ke sistem penyimpanan;

2) Mengetahui lama waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pengisian daya ke

sistem penyimpanan sampai penuh; dan

3) Mengetahui lama waktu yang digunakan untuk menghabiskan energi yang

tersimpan di dalam sistem penyimpanan serta suhu yang dicapai.

Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai salah satu solusi dalam

memperoleh sumber energi alternatif pada sistem refrigerasi kapal perikanan.

Hasil penelitian dapat dijadikan acuan untuk penelitian serupa namun dalam skala

yang lebih besar lagi.

Kerangka Pemikiran

Penggunaan tenaga angin dalam menggerakkan mesin pada sistem

refrigerasi kapal perikanan dapat menjadi solusi dari keterbatasan jumlah BBM

bagi kapal perikanan. Pemanfaatan energi angin pada sistem refrigerasi perlu

diuji coba karena belum diketahui kemampuan energi angin sebagai sumber

energi yang dapat digunakan di atas kapal. Sistem refrigerasi yang digunakan

dalam memanfaatkan energi angin tidak lagi menggunakan motor bakar, akan

tetapi menggunakan motor listrik.

Perancangan pada uji coba ini memperhatikan tiga hal, yaitu: tenaga angin,

sistem penyimpanan, dan sistem refrigerasi (kompresor, kondensor, dan

evaporator), sehingga dapat diketahui kecepatan angin minimal yang dibutuhkan,

kebutuhan daya, serta lama waktu pengisian dan pemakaian daya pada

accumulator.

3

Gambar 1 Kerangka pikir penelitian

Tidak

Evaluasi Rancangan Turbin Angin

Ya

Masalah:

Keterbatasan sumber energi tidak terbarukan

Belum diketahui kemampuan tenaga angin sebagai sumber energi yang dapat digunakan diatas kapal

Aplikasi motor listrik pada mesin pendingin belum diterapkan

Kecepatan Angin

Minimal yang

dibutuhkan

Kebutuhan

Daya Lama Waktu

Pengisian dan

Pemakaian

Accumulator

Perancangan Turbin Angin Sebagai Sumber Energi

Uji Coba Turbin Angin Sesuai Daya yang dibutuhkan

Angin Sebagai Sumber Energi Alternatif pada Mesin

Pendingin Skala Kecil

4

METODOLOGI

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan dalam tiga tahap. Tahap pertama yaitu desain dan

pembuatan alat yang dilaksanakan di workshop Kapal dan Transportasi Perikanan,

Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu

Kelautan, Institut Pertanian Bogor pada bulan Februari dan Maret tahun 2013.

Tahap kedua yaitu pengambilan data yang dilaksanakan pada bulan April tahun

2013 di Palabuhanratu, Jawa Barat. Tahap ketiga yaitu pelaporan hasil penelitian

di Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu

Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode percobaan, yaitu dengan

mendesain, membuat dan melakukan uji coba pemanfaatan energi angin sebagai

sumber energi alternatif pada mesin pendingin hasil tangkapan. Data primer yang

diambil pada percobaan ini meliputi daya yang dihasilkan oleh turbin angin, lama

waktu untuk mengisi accumulator, daya yang dihabiskan oleh mesin pendingin

hasil tangkapan selama mesin tersebut bekerja. Data sekunder yang diambil

berupa literatur turbin angin, alternator, accumulator, dan sistem refrigerasi, serta

data kecepatan angin di Teluk Palabuhanratu.

Tenaga angin yang dibutuhkan dilihat dari kecepatan angin (RPM) minimal

yang dibutuhkan dan dalam penentuannya menggunakan kincir angin dengan

ukuran dan jumlah mangkok yang tetap. Sistem penyimpanan pada uji coba ini

menggunakan accumulator dengan ampere tetap. Sistem refrigerasi yang

digunakan dalam uji coba ini terdiri dari tiga komponen utama, yaitu kompresor,

kondensor, dan evaporator. Sistem refrigerasi tersebut menggunakan motor

listrik dengan watt yang tetap.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:

1) Ampere meter

2) Voltmeter

3) Anemometer

4) Tachometer

5) Alat-alat pertukangan

6) Laptop

7) Mesin las

8) Kamera

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:

1) Bola plastik

2) Resin

5

3) Matt

4) Talc

5) Kobalt

6) Pewarna resin

7) Katalis

8) Alternator

9) Accumulator

10) Kompresor

11) Kondensor

12) Pipa kapiler

13) Evaporator

14) Kabel-kabel

15) Tiang besi

16) Plat besi

17) Mur dan baut

18) Cool box

Pengolahan Data

Data yang didapat ditabulasikan dan dihitung dengan menggunakan

perhitungan matematika sederhana. Data tersebut disajikan dalam bentuk tabel

dan grafik, selanjutnya dideskripsikan untuk mencapai tujuan penelitian. Data

akan disajikan dalam bentuk tabulasi sebagaimana disajikan pada Tabel 1 dan 2.

Tabel 1 Hasil pengukuran arus yang dihasilkan berdasarkan putaran turbin angin

Waktu Pengukuran Putaran Turbin Angin

(RPM)

Arus listrik yang

Dihasilkan (Ampere)

Tabel 2 Hasil pengukuran tegangan yang dibutuhkan oleh mesin pendingin

Waktu Pengukuran Tegangan yang

Dibutuhkan (Volt)

Suhu yang dihasilkan

(oC)

Menurut F. Suryatmo dalam Setiono (2006), perhitungan untuk mengetahui

energi yang dihasilkan oleh angin dapat menggunakan persamaan berikut:

W = P x t ........................................... (1)

Keterangan :

W = energi (Joule)

P = daya (watt)

t = waktu (jam)

Menurut F. Suryatmo dalam Setiono (2006), perhitungan untuk mengetahui

daya yang dihasilkan alternator dapat menggunakan persamaan berikut:

6

P = E x I ............................................ (2)

Keterangan :

P = Daya (watt)

E = Tegangan (volt)

I = Arus (ampere)

Perhitungan untuk mengetahui waktu dalam proses pengisian accumulator

dapat menggunakan persamaan berikut:

Lama pengisian arus (Anwar 2008):

Ta =AhA ..................................... (3)

Keterangan :

Ta = Lamanya pengisian arus (jam)

Ah = Besarnya kapasitas accumulator (ampere hours)

A = Besarnya arus pengisian ke accumulator (ampere)

Lama pengisian daya (Anwar 2008):

Td =daya Ah

daya A ..................................... (4)

Keterangan :

Td = Lamanya pengisian daya (jam)

Daya Ah = Besarnya daya yang didapat dari perkalian Ah dengan

besar tegangan accumulator (watt hours)

Daya A = Besarnya daya yang didapat dari perkalian A dengan

besar tegangan accumulator (watt)

Selanjutnya untuk mengetahui lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

menghidupkan mesin pendingin yaitu:

W = P x t atau t = W/P ....................... (5)

Keterangan:

W = Energi yang dibutuhkan (watt/ jam)

P = Daya yang dibutuhkan (watt)

T = waktu yang dibutuhkan (jam)

7

Hasil dan Pembahasan

Tahap Desain

Tahap pembuatan desain dibagi menjadi dua, yaitu pembuatan desain sistem

pembangkit listrik dan desain sistem refrigerasi. Pembuatan desain sistem

pembangkit listrik diawali dengan pembuatan desain rangka kincir angin. Bahan

yang digunakan adalah besi bekas. Rangka kincir angin didesain memiliki

beberapa bagian yang berfungsi sebagai dudukan alternator dan dudukan bearing.

Setelah desain tersebut selesai, desain yang dibuat selanjutnya adalah desain As

dan mangkok kincir angin serta lengan kincir angin. Untuk as menggunakan

bahan berupa besi as berdiameter 2.5 cm dengan panjang total 15 cm dan

mangkok kincir angin menggunakan bola plastik berdiameter 22 cm. Selanjutnya

adalah pembuatan desain pelindung alternator. Pelindung alternator dibuat

menggunakan resin.

Pembuatan desain sistem refrigerasi diawali dengan pembuatan desain cool

box. Cool box yang dibuat memiliki volume sebesar 57 liter dengan bahan berupa

resin dan polyuretan. Selanjutnya adalah desain sistem refrigerasi yang akan

digunakan. Pada sistem refrigerasi terdiri dari rangkaian kompressor, kondensor,

evaporator, pipa kapiler, dan kipas.

Rangkaian Turbin Angin Pembangkit Listrik

Rangkaian turbin angin yang dibuat pada penelitian ini terdiri dari beberapa

komponen, yaitu: turbin angin, Alternator, Amperemeter, Voltmeter, Saklar, dan

accumulator. Rangkaian turbin angin dapat dilihat pada Gambar 2 berikut ini.

Gambar 2 Rangkaian turbin angin

8

Bagian dan fungsi tiap bagian turbin angin pembangkit listrik adalah sebagai

berikut:

1) Turbin Angin

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 (Reksoatmodjo 2004). Berdasarkan prinsip kerjanya rotor

vertikal secara umum dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe dengan pembangkit

putaran komponen gaya hambat dan tipe dengan pembangkit putaran komponen

gaya angkat (Atmadi dan Fitroh 2008).

Penelitian ini menggunakan jenis turbin angin dengan sumbu vertikal dan

bertipe pembangkit putaran komponen gaya hambat. Turbin angin digunakan

untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik untuk memutar

alternator, sehingga dapat menghasilkan listrik.

2) Alternator

Pengubahan energi angin menjadi energi listrik pada alat-alat yang kecil

dapat dilakukan memakai alternator mobil. Alternator mempunyai konstruksi

yang sederhana, selain itu terdapat beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan

dynamo. Kelebihan pada alternator ialah tidak terdapat bunga api antara sikat-

sikat dan slip ring, disebabkan tidak terdapat komutator yang dapat menyebabkan

sikat menjadi aus. Rotornya lebih ringan dan tahan terhadap putaran tinggi, dan

silicon diode (rectifer) mempunyai sifat pengarahan arus, serta dapat mencegah

kembalinya arus dari baterai ke alternator (F. Suryatmo dalam Setiono 2006).

Oleh karena itu dalam penelitian ini digunakan alternator mobil sebagai panghasil

listrik pada turbin angin. Alternator yang digunakan adalah alternator Denso

27060 bz020.

Sumber: Atwell 2011

Gambar 3 Komponen alternator

9

3) Amperemeter

Amperemeter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur arus

listrik. Menurut Prawiroredjo (2006), rangkaian amperemeter adalah rangkaian

yang berfungsi untuk mengukur besarnya arus listrik pada sebuah rangkaian listrik

dalam hal ini adalah arus searah. Untuk mengukur arus pada suatu rangkaian,

maka amperemeter dipasang seri terhadap rangkaian yang hendak diukur besar

arusnya.

Sumber: NETPDTC 1998

Gambar 4 Pengaturan circuit amperemeter

4) Voltmeter

Menurut Daryanto (2011), voltmeter adalah alat untuk mengukur tegangan

listrik atau beda potensial antara dua titik. Sedangkan menurut Prawiroredjo

(2006), rangkaian voltmeter adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengukur

besarnya tegangan suatu komponen atau tegangan suatu titik terhadap titik yang

lain pada rangkaian listrik. Rangkaian voltmeter dapat mengukur besar tegangan

searah maupun tegangan bolak balik. Untuk mengukur tegangan, voltmeter

dipasang secara paralel terhadap komponen atau tempat yang hendak diukur besar

tegangannya.

Sumber: NETPDTC 1998

Gambar 5 Pengaturan circuit voltmeter

10

5) Accumulator

Accumulator atau biasa disebut aki mampu mengubah tenaga kimia menjadi

energi listrik. Dikenal dua jenis elemen yang merupakan sumber arus searah (DC)

dari proses kimiaiwi, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer

terdiri dari elemen basah dan elemen kering. Reaksi kimia pada elemen primer

menyebabkan elektron mengalir dari elektroda negatif (katoda) ke elektroda

positif (anoda) tidak dapat dibalik arahnya. Jika muatannya habis, maka elemen

primer tidak dapat dimuati kembali dan memerlukan penggantian bahan pereaksi

(elemen kering). Dilihat dari sisi ekonomis elemen primer dapat dikatakan cukup

boros, contoh elemen primer adalah batu baterai (dry cells). Elemen sekunder

dalam pemakaiannya harus diberi muatan terlebih dahulu sebelum digunakan,

yaitu dengan cara mengalirkan arus listrik (secara umum dikenal dengan istilah

“di-charge”). Akan tetapi, tidak seperti elemen primer, elemen sekunder dapat

dimuati kembali berulang kali. Elemen sekunder ini lebih dikenal dengan aki.

Dalam sebuah aki terjadi proses elektrokimia yang reversibel (bolak-balik) dengan

efisiensi yang tinggi. Proses elektrokimia reversibel yaitu proses pengubahan

tenaga kimia menjadi tenaga listrik (discharging) di dalam aki pada saat aki

dipakai. Saat diisi atau dimuati, terjadi proses pengubahan tenaga listrik menjadi

tenaga kimia (charging) (Anwar 2008).

Rangkaian Sistem Refrigerasi

Refrigerasi adalah metode pengkondisian temperatur ruangan agar tetap

berada di bawah temperatur lingkungan. Karena temperatur ruangan yang

terkondisi tersebut selalu berada di bawah temperatur lingkungan, maka ruangan

akan menjadi dingin, sehingga refrigerasi dapat juga disebut dengan metode

pendinginan (Dalimunthe 2004). Sistem refrigerasi yang umum dan mudah

dijumpai adalah sistem refrigerasi kompresi uap (vapor compression

refrigeration). Pada sistem ini terdapat refrigeran (refrigerant), yakni suatu

senyawa yang dapat berubah fase secara cepat dari uap ke cair dan sebaliknya

(Tampubolon dan Samosir 2005). Pada sistem refrigerasi terjadi proses

perpindahan kalor dari lingkungan ruang pendingin ke refrigeran pada evaporator.

Perpindahan kalor ini disebabkan karena temperatur refrigeran pada evaporator

lebih rendah daripada temperatur lingkungan ruang pendingin. Perpindahan kalor

ini menyebabkan turunnya temperatur udara pada ruang ruang pendingin.

Sistem refrigerasi dalam penelitian ini terdiri dari rangkaian kompresor,

kondensor, filter, pipa kapiler, dan evaporator. Rangkaian sistem refrigerasi pada

penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 7 berikut ini.

11

Gambar 6 Rangkaian sistem refrigerasi

Gambar 7 Unit refrigerasi dalam penelitian ini

1) Kompresor

Kompresor merupakan bagian yang paling utama dari mesin pendingin.

Bagian dari kompresor unit adalah motor induksi dan kompresor dimana motor

induksi merubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik sedangkan kompresor

merubah refrigeran dari tekanan rendah menjadi tekanan tinggi (Putro 2003).

Kompresor yang digunakan dalam penelitian ini yaitu kompresor merk Goldstar

dengan tenaga 1/12 PK.

12

2) Kondensor

Kondensor dari sistem refrigerasi pada penelitian ini terbuat dari pipa

tembaga dengan ukuran 6 mm. Pada kondensor ditambahkan sebuah kipas untuk

mempercepat proses pelepasan kalor.

3) Filter

Filter merupakan peralatan pendukung pada sistem refrigerasi. Filter

dipasang pada liquid line, yakni saluran yang menghubungkan antara keluaran

kondensor dengan alat ekspansi (Tampubolon dan Samosir 2005). Penggunaan

filter dimaksudkan untuk menyaring kotoran dan uap air yang ada di sistem

refrigerasi.

4) Pipa Kapiler

Alat ekspansi dapat berupa pipa kapiler, katup ekspansi manual, katup

ekspansi automatik, maupun katup ekspansi termostatik (Tampubolon dan

Samosir 2005). Penggunaan pipa kapiler pada sistem refrigerasi ini bermaksud

untuk mengontrol laju refrigeran dan menurunkan tekanan refrigeran pada

evaporator. Menurut Hasan dan Widodo (2008), Sistem pengontrol laju refrigeran

yang paling sederhana adalah pipa kapiler. Seperti namanya pipa kapiler terdiri

dari pipa panjang dengan diameter yang sangat kecil. Diameter pipa kapiler

antara 0.26 inci sampai 0.4 inci.

5) Evaporator

Evaporator adalah media pemindahan energi panas melalui permukaan agar

refrigeran cair menguap dan menyerap panas dari udara dan produk yang ada di

dalam ruang tersebut. Dilihat konstruksinya, evaporator dapat dibagi menjadi tiga

kelompok, yaitu bare-tube, plate-surface, dan finned (Hasan dan Widodo 2008).

Evaporator yang digunakan dalam penelitian ini yaitu tipe plate-surface. Menurut

Hasan dan Widodo (2008), Evaporator bare-tube dan plate-surface lazim

digunakan untuk keperluan pendinginan air dan pendinginan udara yang suhunya

di bawah 1oC.

Prinsip kerja dari sistem refrigerasi pada penelitian ini dapat dijelaskan pada

gambar 8.

13

Gambar 8 Prinsip kerja sistem refrigerasi

Tahap Pembuatan dan Perakitan Alat

Pada tahap pembuatan, dilakukan kegiatan pemotongan dan penyambungan.

Sistem penyambungan yang dilakukan ada dua cara, yaitu panyambungan dengan

baut dan penyambungan dengan pengelasan. Tahap pembuatan alat terdiri dari 8

tahap, sebagaimana disajikan pada gambar 9.

Uap jenuh refrigeran dari evaporator dikompresi oleh kompresor sehingga berubah menjadi uap refrigeran dengan temperatur dan

tekanan yang tinggi

Uap refrigeran dengan temperatur dan tekanan yang tinggi masuk ke

dalam kondensor

Terjadi proses kondensasi sehingga uap refrigeran dengan temperatur

dan tekanan yang tinggi berubah fase menjadi refrigeran cair

Refrigeran cair selanjutnya melewati filter dan pipa kapiler menuju

evaporator sehingga terjadi penurunan tekanan

Di evaporator, refrigeran mengalami evaporasi sehingga menyerap

kalor dan berubah menjadi uap jenuh

Refrigeran kembali ke kompresor

14

Gambar 9 Tahap pembuatan

a). Pembuatan Rangka Turbin Angin

Rangka turbin angin terbuat dari besi dengan ukuran seperti terlihat pada

Gambar 10. Penyambungan rusuk-rusuk dilakukan dengan cara pengelasan.

Rangka ini juga berfungsi sebagai dudukan alternator dan dudukan bearing. Tipe

bearing yang digunakan adalah spherical trusted roller bearing. Bearing tersebut

dipilih karena digunakan untuk menopang as dengan posisi vetikal.

Gambar 10 Rangka turbin angin

Pembuatan rangka turbin angin

Pembuatan as dan mangkok turbin angin

Pembuatan pelindung alternator (Box alternator)

Pembuatan tempat accumulator, amperemeter dan voltmeter

Perakitan sistem pembangkit listrik

Pembuatan cool box

Pembuatan dudukan cool box dan sistem refrigerasi

Pembuatan sistem refrigerasi

15

b). Pembuatan As dan Mangkok Turbin Angin

As atau poros terbuat dari besi dengan diameter 2.5 cm dan panjang total 15

cm. Pada bagian ujung atas dibuat ulir berdiameter 1.5 cm dan panjang 2 cm

dengan cara dibubut. Pada bagian bawah dibuat lubang dengan diameter 1.5 cm

sedalam 2 cm dengan cara dibubut. Pada bagian sisi samping as, diberi 2 buah

lubang berulir yang saling berhadapan dengan diameter 5 mm dan terletak 1.5 cm

dari bagian bawah. Mangkok kincir angin terbuat dari bola plastik dengan bentuk

setengah lingkaran dan berdiameter 22 cm. Panjang lengan turbin angin ini

sebesar 5.5 cm.

Gambar 11 Desain as turbin angin

Gambar 12 Desain mangkok dan lengan turbin angin

16

c). Pembuatan Pelindung Alternator (Box Alternator)

Box alternator berfungsi untuk melindungi alternator dari air dan kotoran

yang terbawa angin. Box ini terbuat dari resin dan memiliki bentuk berupa prisma

segiempat. Bentuk dan ukuran dari box alternator dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13 Desain pelindung alternator (Box alternator)

d). Pembuatan Tempat Accumulator, Amperemeter dan Voltmeter

Tempat accumulator terbuat dari resin dengan rangka terbuat dari plat besi

setebal 0.3 cm. Penggunaan rangka besi bertujuan agar tempat accumulator

(baterai) lebih kuat. Tempat amperemeter dan voltmeter terbuat dari kotak plastik

yang diberi lubang sebesar ukuran amperemeter dan voltmeter. Bentuk dan

ukuran dari tempat accumulator, amperemeter dan voltmeter dapat dilihat pada

Gambar 14.

Gambar 14 Tempat akumulator, amperemeter dan voltmeter

17

e). Perakitan Sistem Pembangkit Listrik

Sistem pembangkit listrik ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu:

alternator, as/ besi poros, mangkok dan lengan kincir angin, rangka kincir angin,

kabel-kabel, amperemeter, voltmeter, saklar, accumulator. Setelah semua

komponen tersebut siap, kemudian dirangkai seperti pada Gambar 15.

Gambar 15 Rangkaian sistem pembangkit listrik

f). Pembuatan Cool Box

Cool box terdiri dari tiga lapisan. Lapisan paling luar terbuat dari resin

dengan bentuk persegi panjang berukuran 53 cm X 45 cm X 50 cm. Lapisan

bagian tengah terbuat dari polyuretan. Lapisan bagian dalam terbuat dari kotak

plastik bervolume 57,4 liter yang dilapisi dengan resin.

Pembuatan cool box diawali dengan membuat lapisan paling luar. Setelah

lapisan paling luar dan dalam selesai, lapisan paling dalam dimasukkan ke dalam

lapisan paling luar dengan diberi jarak. Pemberian jarak ini dimaksudkan untuk

memberikan ruang agar dapat diisi dengan polyuretan. Setelah polyuretan

dimasukkan ke dalam celah antara lapisan luar dan lapisan dalam, bagian yang

belum tertutup (bagian atas yang masih berupa polyuretan) dilapis dengan resin.

Selanjutnya pada bagian bawah box dilubangi untuk dijadikan lubang

pembuangan. Pembuatan tutup cool box dilakukan dengan cara yang sama

dengan pembuatan cool box.

18

Gambar 16 Cool box

g). Pembuatan Dudukan Cool Box dan Sistem Refrigerasi

Dudukan cool box dan sistem refrigerasi dibuat dengan tujuan untuk

menjadikan cool box dan sistem refrigerasi menjadi satu bagian. Dudukan

tersebut terbuat dari besi siku dengan bentuk persegi. Pada bagian bawah tempat

kompresor melekat ditutup dengan plat besi. Penyambungan besi dilakukan

dengan pengelasan. Bentuk dan ukuran dudukan cool box dan sistem refrigerasi

dapat dilihat pada Gambar 17.

Gambar 17 Dudukan cool box dan sistem refrigerasi

h). Pembuatan Sistem Refrigerasi

Sistem refrigerasi terdiri dari rangkaian kompresor, evaporator, dan

kondensor. Langkah awal pada perakitan ini diawali dengan pemasangan plat

evaporator pada bagian dalam cool box. Kemudian pemasangan kondensor pada

sisi luar box, lalu diikuti dengan pemasangan kompresor pada dudukan mesin cool

box. Selanjutnya pipa output kompresor disambungkan ke pipa input kondensor

dengan menggunakan pipa tembaga berdiameter 6 mm. Penyambungan pipa

dilakukan dengan me-“nyenai” bagian ujung salah satu pipa agar diameternya

menjadi lebih besar dari pipa lain yang akan disambung. Setelah kedua pipa

disatukan, kemudian di-las dengan menggunakan perak.

Selanjutnya pipa output kondensor disambungkan ke filter dengan cara yang

sama. Setelah itu lubang output filter disambungkan ke pipa kapiler. Kemudian

pipa kapiler disambungkan ke pipa input evaporator. Penyambungan pipa

selanjutnya adalah penyambungan pipa saluran output evaporator dengan pipa

input kompresor. Setiap penyambungan pipa selalu di-las dengan menggunakan

perak. Hal ini dilakukan untuk menghindari kebocoran pada sambungan. Setelah

semua rangkaian telah terpasang, kemudian diisi dengan refrigerant.

19

Jumlah Putaran Turbin Angin, Arus Listrik yang Dihasilkan, Penurunan

Tegangan Akumulator dan Suhu yang Dicapai

Berdasarkan data hasil pengukuran kecepatan putaran turbin dan arus listrik

yang dihasilkan, kecepatan putaran turbin paling tinggi yaitu sebesar 141.4 rpm

pada kecepatan angin 25.2 km/jam dan menghasilkan arus listrik sebesar 3.7

ampere. Kecepatan putaran turbin paling rendah yaitu sebesar 0.0 rpm pada

kecepatan angin 15.9 km/jam, 16.0 km/jam, dan 16.1 km/jam. Dari fakta tersebut

dapat dikatakan bahwa, turbin akan berputar bila angin memiliki kecepatan

minimal 16.2 km/jam. Kecepatan rata-rata putaran turbin selama 24 jam yang

diukur setiap 15 menit yaitu sebesar 53.6 rpm dan menghasilkan arus listrik rata-

rata sebesar 2.4 ampere. Jika dilihat dari arus rata-rata yang dihasilkan maka

waktu yang dibutuhkan untuk mengisi accumulator dengan kapasitas 540 watt

sampai penuh adalah 18 jam 45 menit. Data hasil pengukuran disampaikan pada

Tabel 3. Sedangkan data hasil pengukuran penurunan tegangan accumulator, suhu

yang dicapai dengan waktu disampaikan pada Tabel 4.

Tabel 3 Hasil pengukuran kecepatan putaran turbin dan arus listrik yang

dihasilkan

Kecepatan Angin

(Km/Jam)

Kecepatan Putaran Turbin

Rata-rata (rpm)

Arus Listrik Rata-rata

yang dihasilkan (Ampere)

15.8-18.1 45.7 2.3

18.2-20.5 78.5 2.9

20.6-22.9 114.6 3.3

23.0-25.3 131.9 3.5

Tabel 4 Hasil pengukuran penurunan tegangan accumulator, suhu yang dicapai

dengan waktu

Suhu yang dicapai

(oC)

Penurunan Tegangan

Accumulator Rata-rata

(Volt)

Waktu Rata-rata penurunan

suhu setiap 0.1oC

(Jam:Menit:Detik)

26.1-20.5 0.022 0:00:12

20.4-14.8 0.022 0:00:13

14.7-9.1 0.018 0:00:24

9.0-3.4 0.066 0:01:21

Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa jumlah waktu yang

dibutuhkan untuk mencapai suhu 3.5 oC adalah 2 jam 1 menit 59 detik dan

menurunkan tegangan accumulator menjadi 6 volt. Waktu rata-rata yang

dibutuhkan untuk menurunkan suhu sebesar 0.1 oC adalah sebesar 33 detik.

Kemampuan turbin angin dalam menghasilkan daya dan daya yang dibutuhkan

oleh sistem refrigerasi tersebut belum seimbang, hal tersebut dapat dilihat dari

waktu yang diperlukan oleh turbin untuk mengisi accumulator sampai penuh

dengan waktu yang diperlukan oleh mesin refrigerasi untuk menghabiskan daya

yang tersimpan di accumulator. Sehingga hal tersebut menyebabkan adanya

kemungkinan accumulator kehabisan daya. Kelemahan ini dapat disempurnakan

dengan pemilihan jenis turbin angin dan/ atau jenis alternator lain yang berbeda

dengan turbin angin dan alternator yang digunakan pada penelitian ini.

20

Hubungan antara Kecepatan Angin dan Kecepatan Putaran Turbin

Hubungan kecepatan angin dengan kecepatan putaran turbin dapat dilihat

pada Gambar 18.

Gambar 18 Hubungan kecepatan angin dengan kecepatan putaran turbin

Grafik tersebut menunjukkan bahwa kecepatan angin minimal yang

dibutuhkan untuk menggerakan turbin adalah sebesar 16.2 km/jam dan

menghasilkan kecepatan putaran turbin sebesar 41.2 rpm. Gradien atau

kemiringan garis pada grafik tersebut adalah sebesar 12.125 dan setiap perubahan

nilai kecepatan angin akan mempengaruhi nilai kecepatan putaran turbin sebesar -

158.73. Kondisi ini menunjukkan semakin besar kecepatan angin, maka akan

semakin besar pula kecepatan putaran turbin angin.

Hubungan antara Kecepatan Putaran Turbin dan Arus Listrik yang

Dihasilkan

Hubungan kecepatan putaran turbin dengan arus listrik yang dihasilkan

disajikan dalam Gambar 19.

Gambar 19 Hubungan kecepatan putaran turbin dengan arus listrik yang

dihasilkan

21

Gambar 19 di atas menunjukkan bahwa arus listrik baru dapat dihasilkan

ketika kecepatan putaran turbin sebesar 41.2 rpm dengan arus listrik yang

dihasilkan sebesar 2.0 Ampere. Arus listrik tertinggi yang dihasilkan yaitu pada

saat kecepatan putaran turbin sebesar 141.4 rpm dengan nilai arus listrik sebesar

3.7 Ampere. Gradien atau kemiringan garis pada grafik tersebut adalah sebesar

0.0199 dan setiap perubahan nilai kecepatan putaran turbin akan mempengaruhi

nilai arus listrik yang dihasilkan sebesar 1.3184. Dari persamaan tersebut dapat

diketahui bahwa semakin besar kecepatan putaran turbin angin maka akan

semakin besar pula arus listrik yang dihasilkan.

Hubungan antara Waktu dan Suhu yang Dicapai dan Penurunan Tegangan

Accumulator

Hubungan lama waktu dengan perubahan suhu yang terjadi disampaikan

pada Gambar 20 dan hubungan lama waktu dengan penurunan tegangan pada

accumulator disampaikan pada Gambar 21.

Gambar 20 Hubungan waktu dengan suhu

Gambar 21 Hubungan waktu dengan penurunan tegangan accumulator

22

Persamaan pada Gambar 20 menjelaskan bahwa nilai suhu didapatkan dari

23.633 dipangkatkan dengan 25.42 kali nilai waktunya. Grafik hubungan waktu

dengan suhu di atas menggambarkan fungsi eksponensial dengan eksponen

negatif. Eksponen negatif ini menunjukkan bahwa semakin besar waktu maka

nilai suhu akan semakin menurun.

Gambar 21 menunjukkan hubungan waktu dengan penurunan tegangan

accumulator. Penurunan tegangan accumulator paling besar terjadi pada saat

mesin pendingin baru dihidupkan, yaitu sebesar 0.5 Volt. Hal ini dikarenakan

mesin pendingin tersebut membutuhkan daya awal yang cukup besar pada saat

baru dihidupkan, sehingga berpengaruh terhadap penurunan tegangan

accumulator. Gradien atau kemiringan garis dari grafik pada Gambar 15 adalah

sebesar -69.871 dan setiap perubahan waktu akan mempengaruhi penurunan

tegangan accumulator sebesar 11.86. Gambar 21 memperlihatkan bahwa

dibutuhkan waktu selama 2 jam 1 menit 59 detik untuk menurunkan tegangan

accumulator menjadi 6 Volt dalam penggunaan mesin pendingin pada penelitian

ini.

Suhu minimal sebesar 3.5oC dicapai dalam waktu 2 jam 1 menit 59 detik

dengan suhu awal ruang pendingin berkapasitas 57400 cm3 sebesar 26

oC. Suhu

minimal tersebut belum mencapai suhu stabil pada ruang pendingin yang

diperkirakan akan stabil di bawah nol derajat celcius. Kemampuan dari

thermostat pada mesin pendingin ini dapat mencapai suhu -2.1oC. Ketika suhu

ruang pendingin sudah mencapai suhu -2.1oC, maka kompresor akan berhenti

bekerja dan akan bekerja kembali jika terjadi peningkatan suhu. Hasil percobaan

ini lebih diarahkan untuk mengetahui kekuatan maksimum dari accumulator terisi

penuh hingga dipertimbangkan tidak mampu lagi untuk menjalankan kompresor.

Tegangan accumulator pada saat itu adalah 6 volt. Tegangan ini tidak dihabiskan

karena tetap diperlukan tegangan cadangan pada saat proses pengisian

accumulator dengan turbin angin. Dari percobaan ini dapat dikatakan bahwa

accumulator dapat berfungsi baik selama maksimum 2 jam, setelah itu harus

dilakukan pengisian ulang kembali. Pada kenyataannya di alam jarang ditemukan

kondisi dimana tidak ada angin yang bertiup sama sekali dalam rentang waktu dua

jam, sehingga proses pengisian ulang accumulator oleh alternator dengan turbin

angin tetap dapat terjadi.

23

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Adapun saran dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan angin minimal yang dibutuhkan untuk memutarkan turbin angin

yaitu sebesar 16.2 km/jam dan menghasilkan kecepatan putaran turbin sebesar

41.2 rpm;

2. Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi accumulator 45 Ah sampai penuh

dengan kecepatan angin rata-rata 17.5 km/jam, kecepatan putaran turbin rata-

rata 53.6 rpm dan arus listrik rata-rata yang dihasilkan 2.4 ampere adalah 18

jam 45 menit;

3. Waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan tegangan accumulator menjadi 6

volt adalah 2 jam 1 menit 59 detik dan menghasilkan suhu sebesar 3.5 oC; dan

4. Hasil uji coba menunjukkan bahwa angin dapat digunakan sebagai sumber

energi alternatif pada mesin pendingin skala kecil yang dirancang.

Saran

Adapun saran dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Desain kincir angin lebih disempurnakan agar kemampuan pengisian daya

lebih maksimal dan dapat mengimbangi pemakaian daya; dan

2. Desain mesin pendingin lebih disempurnakan agar suhu yang dicapai dapat

lebih rendah dan daya yang dibutuhkan dapat lebih kecil.

3. Acuumulator yang digunakan memiliki kapasitas yang lebih besar dari

accumulator yang digunakan dalam penelitian ini.

24

DAFTAR PUSTAKA

Anwar MS. 2008. Rancang Bangun Pembangkit Listrik Tenaga Angin Pada

Stasiun Pengisian Accu Mobil Listrik [Skripsi]. Surabaya: Jurusan Teknik

Elektro Industri, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember.

Atmadi S, Fitroh AJ. 2008. Pengembangan Metode Parameter Awal Rotor Turbin

Angin Sumbu Vertikal Tipe Savonius. Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 6

No. 1: 41-50.

Atwell R. 2011. Charging System Tests. [diunduh 2013 November 20]. Tersedia

pada: http://www.ratwell.com/technical/ChargingSystem.html

Dalimunthe IS. 2004. Pengantar Teknik Refrigerasi. Medan: Program Studi

Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Daryanto. 2011. Teknik Listrik Lanjutan. Bandung: PT. Sarana Tutorial Nurani

Sejahtera.

Firmansyah D. 2011. Uji Coba Turbin Angin sebagai Alternatif Energi Sumber

Listrik untuk Lampu Navigasi Kapal Ikan [Skripsi]. Bogor: Departemen

Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu

Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Hasan S, Widodo S. 2008. Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 1. Jakarta:

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal

Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan

Nasional.

Havendri A. 2008. Kaji Eksperimental Perbandingan Prestasi dan Emisi Gas

Buang Motor Bakar Diesel Menggunakan Bahan Bakar Campuran Solar

dengan Biodiesel CPO, Minyak Jarak dan Minyak Kelapa. Jurnal TeknikA

No. 29 Vol. 1 Thn. XV April 2008.

Huda MA, Baheramsyah A, Cahyono B. 2013. Desain Sistem Pendingin Ruang

Muat Kapal Ikan Tradisional dengan Menggunakan Campuran Es Kering

dan Cold Ice yang Berbahan Dasar Propylene Glycol. Jurnal Teknik

Pomits Vol. 2, No.1 (2013).

[NETPDTC] Naval Education and Training Program Development Center. 1998.

Navy Electricity and Electronics Training Series. Module 16: Introduction

to Test Equipment (NAVEDTRA 14188). United States. 272 p.

Prawiroredjo K. 2006. Pemahaman dan Penggunaan Alat Ukur Multimeter

Analog Sebagai Pengenalan Teknik Elektronika. Jurnal Ilmiah

LEMDIMAS Vol. 6, Nomor 2 Tahun 2006.

Putro SM. 2003. Perancangan Sistem Kontrol Kompressor AC Berbasiskan PC.

Semarang: Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Diponegoro.

Reksoatmodjo TN. 2004. Vertical-Axis Differential Drag Windmill. Jurnal

Teknik Mesin Vol. 6 No. 2: 65 – 70.

Setiono P. 2006. Pemanfaatan Alternator Mobil Sebagai Pembangkit Listrik

Tenaga Angin [Skripsi]. Semarang: Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.

Tampubolon D, Samosir R. 2005. Pemahaman Tentang Sistem Refrigerasi. Jurnal

Teknik Simetrika Vol. 4 No. 1: 312 – 316.

25

LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi penelitian

Turbin angin

Amperemeter dan Voltmeter

Alternator

Pelindung alternator

Proses pembuatan cool box

Proses pembuatan cool box

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 26 Januari 1991 dari pasangan

Bapak Sumpeno dan Ibu Kunarti. Penulis merupakan putra kedua dari tiga

bersaudara. Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 7 Tangerang dan pada

tahun yang sama, penulis lulus seleksi masuk IPB melalui jalur USMI pada

Program Studi Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap, Departemen

Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam kegiatan organisasi.

Penulis pernah menjabat sebagai Wakil Kepala Departemen Penelitian,

Pengembangan dan Keprofesian Himafarin (Himpunan Mahasiswa Pemanfaatan

Sumberdaya Perikanan) periode 2009-2010, Ketua Umum Himpunan Mahasiswa

Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan (Himafarin) periode 2010-2011. Selain itu,

penulis pernah menjadi asisten matakuliah Rekayasa Tingkah Laku Ikan 2010-

2011, Metode Observasi Bawah Air 2010-2011 dan Kepelautan tahun 2011-2013.