proposal program kreatifitas mahasiswa the … · listrik, adalah bentuk rumah dengan panel sel...

i

PROPOSAL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM :

THE ENERGY-SAVING BUILDING : Pemanfaatan Atap Bangunan untuk

Mengkonversi Energi Matahari menjadi Energi Listrik dengan Sistem Solar

Chimney

BIDANG KEGIATAN :

PKM KARSA CIPTA

Diusulkan oleh :

Sofia Fitrina/I0413049/2013

Bayu Sutanto/I0412012/2012

Cahyo Fajar Budi Anranto/I0412014/2012

Chamelia/I0413016/2013

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

DAFTAR ISI iii

DAFTAR GAMBAR iv

DAFTAR TABEL iv

RINGKASAN v

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Perumusan Masalah 2

1.3 Tujuan 2

1.4 Luaran yang Diharapkan 3

1.5 Kegunaan 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 3

2.1 Konsep Solar Chimney 3

2.2 Desain Bangunan Hemat Energi 5

2.3 Analisa Sistem Solar Chimney 5

BAB 3. METODE PELAKSANAAN 7

3.1 Tahap Pra Pengiriman Proposal 8

3.2 Tahap Pasca Persetujuan Proposal 9

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 9

4.1 Rancangan Biaya 9

4.2 Jadwal Kegiatan 10

DAFTAR PUSTAKA 10

LAMPIRAN 11

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Sistem Solar Chimney Power Plant 2

Gambar 2. Konsep Solar Chimney 4

Gambar 3. Energy storage system 5

Gambar 4. Konsep Desain Energy-Saving Building 5

Gambar 5. Kecepatan Fluida Udara didalam Sistem 6

Gambar 6. Grafik putaran rotor terhadap kecepatan angin turbin Savonius 7

Gambar 7. Blok Diagram Metodologi Pelaksanaan Program 8

Gambar 8. Konsep Desain Energy-Saving Building 24

Gambar 9. Bentuk Prototipe Pengujian Solar Chimney 25

Gambar 10. Perpindahan Panas pada Kolektor 29

Gambar 11. Perpindahan Panas pada Fluida Udara 29

Gambar 12. Kecepatan Fluida Udara didalam Sistem 30

Gambar 13. Tekanan pada aliran Fluida 30

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Data kecepatan pada Sistem Solar Chimney 6

Tabel 2. Rencana Anggaran 10

Tabel 3. Jadwal Pelaksanaan Program 10

v

RINGKASAN

Indonesia yang secara geografis terletak di daerah tropis, mampumenerima radiasi energi surya harian mencapai 4,8 kW/m2. Meskipun lebih kecildari daerah Australia, Timur Tengah dan Amerika namun potensi tersebut dapatdimanfaatkan untuk menjadi salah satu sumber energi untuk kebutuhan pendudukIndonesia. Pemanfaatan energi surya di Indonesia sejauh ini belum maksimal,sehingga perlu penelitian lebih mendalam mengenai teknologi konversi energijenis ini.

Konsep yang kami ajukan adalah Energy-Saving Building yang merupakankonsep desain bangunan dengan atap memakai sistem solar chimney. Sistem inimampu menangkap energi panas matahari melalui kolektor panas untukmenaikkan temperatur udara sehingga menghasilkan aliran fluida. Aliran ini akandipusatkan menuju sebuah cerobong (chimney) yang mampu menggerakkan turbindidalam cerobong tersebut. Dan energi mekanik pada turbin tersebut dapatdikonversikan menjadi energi listrik dengan adanya generator.

Dari simulasi yang dilakukan dengan menggunakan kolektor berukuran(3x3) meter dan cerobong berdiameter 30 cm tinggi 5 meter, didapatkan aliranudara sebesar 3,18 m/s. Kecepatan ini dapat digunakan untuk tipe turbinkecepatan rendah seperti Savonius. Dengan bertambah luasnya permukaankolektor maka akan menambah laju aliran fluida akibat dari banyaknya udarayang dapat dipanaskan. Selain itu dengan menambah ketinggian cerobong(chimney) juga akan menambah kecepatan aliran udara akibat tingginya perbedaantekanan yang dapat dihasilkan.

Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah terciptanya konsepbangunan hemat energi melalui sistem Solar Chimney. Yang selanjutnya dapatdibuat sebuah prototipe untuk diteliti besarnya aliran yang mampu dihasilkan darisistem ini jika diaplikasikan pada atap bangunan. Sehingga diharapkan hasilpengujian dapat menguatkan konsep ini untuk direalisaikan. Selain itu desain inidiharapkan sebagai pelopor teknologi pembangkit listrik dari energi alternatifyang murah serta mudah dalam aplikasi dan perawatannya. Dengan konsepbangunan seperti ini, kebutuhan energi listrik dari penghuninya dapat disupplydari sistem tersebut. Sehingga bangunan ini akan lebih hemat energi dan tidaksepenuhnya bergantung pada supply PLN yang kadangkala melakukanpemadaman aliran listrik.

Kata Kunci: Energi matahari, Sistem Solar Chimney, Bangunan hemat energi

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang MasalahIndonesia terletak di daerah tropis dan menerima radiasi energi surya

harian persatuan luas, persatuan waktu kira-kira 4.8 kilo watt/m2. Memang lebihkecil bila dibandingkan dengan Australia tengah , Amerika tengah dan sebagiannegara Eropa (lebih dari 6 kilo watt/m2) atau Arab Saudi, Mesir dan beberapanegara di Afrika (5.5 kilo watt/m2). Namun Indonesia menerima radiasi sepanjangtahun dengan waktu siang tahunan lebih panjang terhadap negara-negara subtropis. Hal ini jelas bahwa bangsa ini dituntut untuk meningkatkan pemanfaatanenergi surya sebagai sumber energi terbarukan yang melimpah dan nir polutan.Pemanfatan energi ini dapat dalam bentuk baik konversi termal maupun konversifotovoltaik (LIPI).

Salah satu pemanfaatan potensi energi matahari untuk dijadikan energilistrik, adalah bentuk rumah dengan panel sel surya (Solar Home System). Rumahini dapat menghasilkan energi listrik dari cahaya matahari melalui prosesfotovoltaik. Dalam sinar matahari terkandung energi dalam bentuk foton. Ketikafoton ini mengenai permukaan sel surya, elektron-elektronnya akan tereksitasi danmenimbulkan aliran listrik. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip fotoelektrik. Selsurya dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor yangmengandung unsur silikon. Silikon ini terdiri atas dua jenis lapisan sensitif:lapisan negatif (tipe-n) dan lapisan positif (tipe-p). Konstruksi ini dapatmemproduksi listrik hingga 50 Watt dari tiap modul solar cell setiap harinya.Kekurangan dari sistem ini untuk berkembang luas adalah harga instalasi yangdiperlukan cukup mahal yaitu sekitar 15 juta rupiah. Selain itu bentuk panel yangtidak tegak lurus terhadap arah cahaya matahari akan sangat mempengaruhikinerja sel surya, dan jika menggunakan alat tambahan berupa pengatur posisi selsurya tentu akan membutuhkan biaya tambahan yang tidak sedikit. Panel surya inijuga mempunyai durability life yang cukup singkat yaitu sekitar 4-6 tahun(http://www.solarcellsurya.com/).

Teknologi yang memanfaatkan energi surya termal adalah sistem solarchimney seperti pada gambar 1. Sistem ini menggunakan panas matahari untukmemanaskan udara sehingga menghasilkan suatu aliran fluida yang dapatdikonversi menjadi energi listrik dengan adanya turbin dan generator. Namuntekmologi ini masih terbatas biaya instalasi yang tinggi dan kebutuhan area tanahyang luas, sehingga kurang banyak dimanfaatkan di wilayah Indonesia.

2

Gambar 1. Sistem Solar Chimney Power Plant (Zhou, 2010)

Dengan melihat permasalahan tersebut, maka pada Program Kreatifitas iniakan mengaplikasikan konsep Solar Chimney pada desain bangunan di bagianatapnya dengan ukuran sistem yang relatif lebih kecil, sehingga akanmenghasilkan pasokan energi listrik bagi penghuninya. Diharapkan nantinyakebutuhan listrik untuk bangunan ini tidak sepenuhnya bergantung dari pasokanPLN dan mewujudkan bangunan hemat energi (Energy-Saving Building).Sehingga dari pengembangan konsep ini dapat banyak digunakan diberbagaibentuk bangunan yang ada.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang tersebut maka dapat dirumuskanpermasalahan sebagai berikut:

1. Apakah desain Energy-Saving Building dengan sistem Solar Chimneymampu menghasilkan daya listrik sekitar 50 Watt bagi penghuninya ?

2. Apakah desain Energy-Saving Building dapat diterapkembangkan untuksetiap jenis bangunan yang sudah ada ?

3. Apakah desain Energy-Saving Building mampu menjadi bangunan hematenergi yang murah dan mudah diaplikasikan untuk setiap lapisanmasyarakat ?

1.3 Tujuan

Tujuan dari pembuatan karya tulis ini adalah memaksimalkan potensienergi surya yang terdapat dilingkungan untuk dikonversikan menjadi energilistrik melalui sistem Solar Chimney yang diaplikasikan pada atap bangunansehingga menghasilkan konsep Energy-Saving Building.

3

1.4 Luaran yang Diharapkan

Luaran yang diharapkan dari program ini adalah terciptanya konsep bangunan

hemat energi melalui sistem Solar Chimney. Yang selanjutnya dapat dibuat

sebuah prototipe untuk diteliti besarnya aliran yang mampu dihasilkan dari sistem

ini jika diaplikasikan pada atap bangunan. Luaran lainnya adalah pembuatan paper

serta artikel tentang Pemanfaatan Atap Bangunan untuk Mengkonversi Energi

Matahari menjadi Energi Listrik dengan Sistem Solar Chimney.

1.5 Kegunaan

Desain Energy-Saving Building dapat dimanfaatkan secara nyata olehpemerintah dan masyarakat luas untuk memdapatkan suatu bentuk bangunantempat tinggal yang hemat energi. Selain itu desain ini diharapkan sebagai peloporteknologi pembangkit listrik dari energi alternatif yang murah, mudah dalamaplikasi dan perawatannya.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Konsep Solar ChimneyMenurut Ghalamchi (2014), apabila udara dipanaskan, maka molekul udara

tersebut akan bergerak lebih cepat dan saling bertabrakan hingga volumenyamenjadi lebih besar. Karena jumlah molekulnya sama, maka kepadatannya(densitas) menjadi lebih rendah, akibatnya massa udara menjadi lebih ringan danakan mengalir keatas. Lalu udara panas ini akan mengalir masuk kedalamcerobong. Didalam cerobong, udara ini memiliki massa jenis yang rendah,akibatnya tekanan udara dibawahnya menjadi lebih kecil dibandingkan tekananudara luar, sehingga ada “efek yang menarik” udara masuk kedalam cerobong.Efek ini menambah kecepatan aliran udara kedalam cerobong. Dalam ilmu Fisikaefek ini dikenal dengan nama natural draft atau chimney effect . Konsep solarChimney ini dapat dilihat pada gambar 2, dimana semakin tinggi cerobongmaka semakin besar efek yang dihasilkan. Aliran udara didalam cerobongotomatis akan menggerakan turbin yang terdapat dalam cerobong/chimney. Turbinakan dihubungkan dengan generator, sehingga dapat membangkitkan energilistrik.

4

Gambar 2. Konsep Solar Chimney (Hamdan, 2012)

Berikut adalah komponen utama pada sebuah Solar Chimney Power Plantuntuk aplikasi pada bangunan:

Kolektor Surya

Menurut Zhou (2010), Ketika cahaya matahari menimpa absorber padakolektor surya, sebagian cahaya akan dipantulkan kembali ke lingkungan,sedangkan sebagian besarnya akan diserap dan dikonversi menjadi energi panas,lalu panas tersebut dipindahkan kepada fluida yang bersirkulasi di dalam kolektorsurya untuk kemudian dimanfaatkan pada berbagai aplikasi yang membutuhkanpanas Kolektor surya merupakan piranti utama dalam sistem surya termal yangberfungsi mengumpulkan dan menyerap radiasi sinar matahari danmengkonversinya menjadi energi panas.

Turbin

Turbin berfungsi untuk merubah bentuk energi yang terkandung dalam aliranudara pada Solar Chimney Power Plant menjadi energi mekanik yang berupaputaran/rotasi yang kemudian digunakan untuk menghasilkan listrik melaluisebuah generator.

Cerobong atau Chimney

Bagian ini adalah komponen utama dari sebuah Solar Chimney. Udaradidalam chimney dapat dimodelkan dengan persamaan Bernoulli, dan alirannyadapat disederhanakan jika densitas didalam chimney diasumsikan konstan.

Energy storage system atau penyimpan energi.

Komponen ini berupa tabung hitam / black tube yang tertutup dan diisidengan air, dan tidak ada proses penguapan pada tabung ini sehingga jumlah airdidalam tabung tidak akan berubah. Energy storage ini diletakan diatas atapgedung dibawah kaca kolektor, sehingga pada saat siang hari energi storage iniakan menerima energi radiasi sinar matahari dan menyimpannya , dapat dilhatpada gambar 3.

4



Kolektor Surya


Turbin






4



Kolektor Surya


Turbin






5

Gambar 3. Energy storage system(Zhou, 2010)

2.2 Desain Bangunan Hemat EnergiBerdasarkan uraian diatas, maka konsep desain Energy-Saving Building

dengan sistem Solar Chimney ini berupaya mewujudkan bentuk hunian yangdapat menghasilkan energi listrik dari panas matahari disekitarnya. Gambaran darisistem ini dapat dilihat pada gambar 4, dimana desain bangunan ini menggunakanatap berbahan kaca dan kerrangka almunium untuk menyerap panas matahari disekitar bangunan. Udara dalam atap (kaca) akan dipanaskan oleh cahaya matahari.Sehingga terbentuk aliran udara menuju kedalam cerobong yang sudah dipasangturbin dan generator

Gambar 4. Konsep Desain Energy-Saving Building

.

2.3 Analisa Sistem Solar Chimney

Dari kutipan jurnal tentang konversi energi surya menjadi energi mekanik(Rosa, 2008), perbedaan tekanan yang terjadi antara cerobong dan keluarankolektor serta lingkungan, jika diasumsikan bahwa gaya gesek diabaikan makadiperoleh hubungan:

6

Δptot = g . ∫ ( ₒ − ).Δptot = Δps + Δpd……………………………………………....(4)

dimana,

Δps = perbedaan tekanan statik

Δpd = perbedaan tekanan dinamik

Dengan total perbedaan tekanan dan laju aliran udara pada ΔPs = 0 makadaya Ptot dari aliran diperoleh:

Ptot = Δptot . Vtower,max . Acoil…………………………..(5)Maka efisiensi dari sistem ini adalah:

ηsistem = ̇ ……………………………………….(6)

Untuk melihat besar aliran udara yang mampu dihasilkan maka dilakukansimulasi dengan memberikan heat flux sebesar 850 W/m2 pada permukaan sisidalam kolektor dan kondisi batas ditiap aliran fluida berada pada kondisi atmosfirlingkungan (tekanan 101,3 kPa dan temperatur 270C). Dengan software FlowSimulation Solidworks diperoleh hasil simulasi aliran fluida yang terjadi padasolar chimney yang dapat dilihat pada gambar 5, Kolektor yang digunakanberdimensi (3x3) meter dan cerobongnya berdiameter 30 cm dengan tinggi 5meter. Isolator diletakkan berjarak 10 cm dari kolektor untuk menjaga agar panastetap berada di fluida yang dekat dengan cerobong, sehingga diharapkanmenghasilkan aliran yang optimal.

Gambar 5. Kecepatan Fluida Udara didalam Sistem

Untuk melihatnya besarnya kecepatan yang dihasilkan oleh sistem inidapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Data kecepatan pada Sistem Solar Chimney

Parameter Nilai SatuanKecepatan inlet collector 0.632955852 m/s

Kecepatan outlet cerobong 3.177498425 m/s

7

Dari data diatas, maka perancangan turbin akan disesuaikan dengankecepatan yang terdapat di dalam cerobong yaitu 3,18 m/s. Untuk merancangturbin tersebut, digunakan jenis turbin untuk kecepatan rendah jenis Savonius.Menurut Ali, 2013 besarnya putaran rotor yang dapat dihasilkan dari turbinSavonius dapat dilihat dari gambar 6, Dengan adanya sistem ini, maka energikinetik angin yang dihasilkan oleh kolektor akan lebih stabil daripadapemanfaatan energi angin secara langsung. Sehingga voltase listrik pada generatorakan lebih stabil dan mempermudah instalasi listriknya. Dan jika dibandingkandengan panel surya, sistem ini akan lebih murah untuk diaplikasikan, selain itudurability life juga dapat lebih lama daripada penggunaan panel surya pada atapbangunan

Gambar 6. Grafik putaran rotor terhadap kecepatan angin turbin Savonius

BAB 3. METODE PELAKSANAAN

Diagram alir dari penelitian ini dapat dilihat pada gambar 7 sebagai berikut.

8

Gambar 7. Blok Diagram Metodologi Pelaksanaan Program

3.1 Tahap Pra Pengiriman ProposalSebelum mengajukan proposal program ini, telah dilaksanakan kegiatan

sebagai berikut:

a. Pengumpulan Fakta dan InformasiKegiatan ini dilakukan dengan melakukan mencari informasi mengenaipotensi energi surya di Indonesia melalui media internet, jurnal, dll.

b. Identifikasi dan Perumusan Masalah

Pengumpulan Fakta danInformasi

Identifikasi dan Perumusan

Studi Literatur

Pembuatan Gambar Teknikdan Simulasi Aliran Fuida

Pembuatan Prototype SolarChimney

Pengujian Aliran yangDihasilkan Prototype Solar

Chimney

Data

Analisa

Hasil Analisa

Tah

ap P

ra P

engi

rim

an P

ropo

sal

Tah

ap P

asca

Pen

giri

man

Pro

posa

l

9

Dari hasil pengamatan tersebut didapatkan sebuah konsep Energy-SavingBuilding dengan sistem Solar Chimney yang memanfaatkan energi surya.

c. Studi LiteraturDari gagasan konsep Energy-Saving Building ini, dilakukan studi literaturmelalui buku, jurnal dan internet mengenai instalasi Solar Chimney skalakecil untuk kebutuhan puluhan Watt.

d. Pembuatan Gambar Teknik dan Simulasi Aliran FluidaUntuk mempermudah proses pembuatan prototipe alat uji danmemperkirakan hasil kinerja sistem ini, dilakukan pembuatan gambarteknik dan simulasi aliran fluida dengan menggunakan software Autocaddan Flow Simulation Solidworks seperti pada lampiran 6.

3,2 Tahap Pasca Persetujuan Proposal

a. Pembuatan Prototipe Solar ChimneyPrototipe dibuat berdasarkan gambar teknik yang telah dibuat sebelumnya(Lampiran 5) dengan menggunakan peralatan seperti obeng, tang, gunting,dsb. Diharapkan dapat terselesaikan dalam waktu 2 bulan, sehingga waktuuntuk pengujian dapat berlangsung lebih lama.

b. Pengujian Aliran yang Dihasilkan Prototipe Solar ChimneySetelah prototipe dibuat, akan dilakukan pengujian di LaboratoriumPerpindahan Panas dan Mekanika Fluida dengan menggunakanpyranometer, anemometer, dll.

c. Data

Setelah di lakukan pengujian, maka akan didapatkan besarnya kecepatanaliran didalam cerobong berdasarkan besarnya intensitas radiasi matahariyang mengenai sistem ini.

d. Analisa

Setelah data diperoleh maka akan dilakukan analisa terhadap hasil yangdidapatkan.

e. Hasil Analisa

Hasil analisa yang diperoleh akan dievaluasi. Jika terjadi kesalahan padaprototipe yang menyebabkan sistem tidak bekerja dengan baik, maka akandilakukan perbaikan.

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Rancangan BiayaRencana anggaran yang disusun per komponen dapat dilihat pada tabel 3.

10

Tabel 3. Rencana Anggaran

No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)

1 Peralatan Penunjang Rp 3.760.000,002 Barang Habis Pakai Rp 5.070.000,003 Perjalanan Rp 1.875.000,004 Biaya Lain-lain Rp 1.795.000,00

Jumlah Rp 12.500.000,00

4.2 Jadwal Kegiatan

Jadwal kegiatan yang akan dilakukan dapat dilihat ada tabel 4.

Tabel 4. Jadwal Pelaksanaan Program

No KEGIATANBulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 5

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

1Konsultasi dengandosen pembimbing

2Perencanaan danPembuatan Desain

3Persiapan alat danbahan

4PembuatanPrototipe

5Pengujian AliranFluida pada Sistem

7 Evaluasi program

8PenyusunanLaporan akhir

DAFTAR PUSTAKA

Ali, Mohammed Hadi, 2013, Experimental Comparison Study for Savonius WindTurbine of Two and Three Blades at Low Wind Speed, Lecturer Universityof Mustansiriya

Ghalamchi, Mehran, dll, 2014, Experimental Study of Geometrical and ClimateEffects on the Performance of a Small Solar Chimney, Department ofRenewable Energi University of Tehran, Tehran Iran

Hamdan, Mohammad, 2012, Analysis of Solar Chimney Power Plant UtilizingChimney Discrete Model, Mechanical Engineering Department UnitedArab Emirates University : United Arab Emirates

LIPI. Pengembangan Energi Terbarukan sebagai Energi Aditif di Indonesia,http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1101089425&9

Rosa, Yazmendra, 2008, Rancang Bangun Alat Konversi Energi Surya MenjadiEnergi Mekanik, Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang: Padang

12

1. Anggota PelaksanaAnggota Pelaksana 1A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Bayu Sutanto2 Jenis Kelamin Laki-laki3 Program Studi Teknik Mesin4 NIM I04120125 Tempat dan Tanggal Lahir Surakarta, 3 Oktober 19946 E-mail [email protected] Nomor Telepon/HP 085647571963

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN I Sumberharjo SMPN I Eromoko SMK Giri WacanaJurusan OtomotifTahun Masuk – Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)

NoNama Pertemuan Ilmiah/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat

12.

D. Penghargaan dalam 10 tahun terakhir

No. Jenis PenghargaanInstitusi Pemberi

PenghargaanTahun

1Finalis Lomba Rancang Bangun MesinIII

Badan Kerjasama TeknikMesin Indonesia

2013

2 Juara 2 Presentasi Teknologi Teknik Mesin UNDIP 2013

3Delegasi UNS dalam acara SilaturahimPresiden SBY dengan mahasiswapenerima bidikmisi

Menteri Pendidikan danKebudayaan

2014

4Peserta Kontes Mobil Hemat Energi(KMHE)

Direktorat JenderalPendidikan Tinggi

2014

52nd Runner Up Shell Eco Marathon Asia2015 kategori Urban Diesel

Shell Company 2015

6Juara 1 Mahasiswa Berprestasi FakultasTeknik

Fakultas Teknik,Universitas Sebelas Maret

2015

7Juara Favorit Alternatif EnergiCompetition

Jurusan Teknik MesinInstitut teknologi SepuluhNopember

2015

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalahbenar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudianhari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggupmenerima sanksi.

16

III. PENGALAMAN PENELITIAN (bukan skripsi maupun tesis)

Tahun Judul Penelitian

Pendanaan

SumberJml

(JutaRp)

2014Identifikasi Pola Aliran Dua Fase Menggunakan MetodeStatistik Non Linier

PU-UNS

17

2013Karakteristik Aliran Dua Fase Gas-Likuid Melalui U-Bend, Sudden Contraction dan Expansion padaRectangular Mini-Channel

H-Utama

80

2012

Pengembangan Teknologi Deteksi Kebocoran Pipa padaAliran

Dua Phase Gas-Cair (Gas-Liquid Two Phase Flow)Menggunakan Kecerdasan Buatan (Artificial NeuralNetworks)

HB 42,5

2011

Pengembangan Teknologi Deteksi Kebocoran Pipa padaAliran

Dua Phase Gas-Cair (Gas-Liquid Two Phase Flow)Menggunakan Kecerdasan Buatan (Artificial NeuralNetworks)

HB 42,5

2008

Pengembangan Teknologi Atomisasi CampuranBatubara-Air (Coal Water Mixture/Cwm) SebagaiBahan Bakar Alternatif Peleburan Logam Pada IndustriPengrajin Kuningan

HB 37

2007 Pengembangan Teknologi Atomisasi CampuranBatubara-Air (Coal Water Mixture/Cwm) SebagaiBahan Bakar Alternatif Peleburan Logam Pada IndustriPengrajin Kuningan

HB 45

2005 Analisa Perpindahan Panas pada Ketel Suling untukMeningkatkan Effisiensi Produksi

DosenMudaDikti

10

2006 Peniningkatan Effisiensi Kompor Menggunakan AnalisaPerpindagan Panas Dan Pengembangan Produk

DosenMudaDikti

10

2005 Peningkatan Mutu Briket Kokas Lokal Sebagai UpayaPenyelamatan Sentra Industri Cor di Ceper

DIKUNS

2

IV. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH

Publications:

Santoso, B., Indarto, and Deendarlianto, 2014. Pipeline Leak Detection in TwoPhase Flow Based on Fluctuation Pressure Difference and ArtificialNeural Network (ANN). Applied Mechanics and Materials Vol. 493(2014) pp 186-191. ISSN: 1662-7482. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.493.186

17

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2012. The Identificationof Gas-Liquid Co-Current Two Phase Flow Pattern in a HorizontalPipe Using the Power Spectral Density and the Artificial NeuralNetwork (ANN). Modern Applied Science (MAS), Volume 6, No. 9,September 2012. ISSN 1913-1844 (Print) ISSN 1913-1852 (Online).http://dx.doi.org/10.5539/mas.v6n9p56http://www.ccsenet.org/journal/index.php/mas/issue/current.

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2012. Differentialpressure fluctuation of plug flow pattern gas-liquid of co-current twophase flow in a horizontal pipe. Journal of Fluids and ThermalSciences, Volume 1, Issue 2, 11 June 2012, Pages 205-217.http://MiliLink.com

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2012. Fluktuasi BedaTekanan dari Pola Aliran Slug Air-Udara pada Aliran Dua FaseSearah Pipa Horizontal. Rotasi Jurnal Teknik Mesin UNDIP, Volume14 No. 2. ISSN: 1411-027X.http://ejournal.undip.ac.id/index.php/rotasi/issue/archive

Santoso, B., Fitroh D. R., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2011. KajiEksperimen Kecepatan Pola Aliran Slug Air-Udara pada Aliran DuaFase Searah Pipa Horisontal Menggunakan High Speed VideoCamera. Mekanika Teknik Mesin UNS, Volume 10 No. 1.ISSN: 1412-7962.http://mekanika.mesin.ft.uns.ac.id/index.php/archive/cat_view/26-vol-10-no-1--september-2011.html

Conferences:

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2012. Deteksi KebocoranPipa Aliran Dua Fase Plug Menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan(JST). Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XI(SNTTM XI) & Thermofluid IV Universitas Gadjah Mada (UGM),Yogyakarta, 16-17 Oktober 2012.

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2012. Fluktuasi BedaTekanan Aliran Plug Gas –Cair Pada Pipa Horisontal. Proseding:Industrial Research Workshop and National Seminar, 11 Juli 2012.Politeknik Negeri Bandung, Bandung. ISBN 978-979-3541-25-9

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2012. Deteksi KebocoranPipa pada Aliran Dua Fase Plug Menggunakan Analisis FluktuasiBeda Tekanan. Proseding: Konferensi Nasional EngineeringPerhotelan III, 6-7 Juli 2012. Universitas Udayana, Denpasar. ISBN978-602-9042-92-4

Santoso, B., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2011. KarakteristikFluktuasi Perbedaan Tekanan Aliran Slug Gas-Cair dalam PipaHorisontal. Proseding: Seminar Nasional Perkembangan Riset dan

18

Teknologi di Bidang Industri ke-17, 16 Mei 201. Fakultas TeknikUniversitas Gadjah Mada, Yogyakarta. ISBN: 978-979-95620-7-4

Santoso, B., Fitroh D. R., Indarto, Deendarlianto, and Widodo, T. S., 2010. KajiEksperimen Pola Aliran Plug dan Slug Air-Udara pada Pipa Mendatar.Proseding: Simposium Nasional RAPI IX 2010, 4 Desember 2010.Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Surakarta, Surakarta.ISSN: 1412-9612

V. PENGALAMAN MENGAJAR

1. Mesin Konversi Enegi

2. Transport Penomena

3. Mekanika Fluida

4. Teknik Pendingin

5. Teknologi Manufaktur

6. Fisika

7. Motor Bakar

8. Termodinamika

VI. PENGALAMAN PENULISAN BUKU

No. Tahun Judul BukuJumlah

HalamanPenerbit

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dandapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyatadijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya.

Surakarta, 23 September 2015.Dosen Pembimbing

( Dr. Budi Santoso, S.T., M.T.)NIDN. 0005117001

18






3. Mekanika Fluida

4. Teknik Pendingin


6. Fisika

7. Motor Bakar

8. Termodinamika



HalamanPenerbit




18






3. Mekanika Fluida

4. Teknik Pendingin


6. Fisika

7. Motor Bakar

8. Termodinamika



HalamanPenerbit




19

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Penelitian

1. Peralatan Penunjang

Material Justifikasi Pemakaian KuantitasHarga

Satuan (Rp)Keterangan

Sewa Anemometermengukur kecepatanangin dalam sistem

1 275000 275000

Sewa tabung pitotbeserta digitalmeasurement

mengukur kecepatanangin ditiap titik lokalaliran udara

1 300000 300000

Sewa termometerdigital

mengukur suhu aliranudara dan kolektor

1 250000 250000

Sewa Piranometermengukur intensitascahaya matahari

1 350000 350000

Sewa kunci pas memasang baut dan mur 2 90000 180000

Sewa peralatan lasAlumunium

mengelas frame kolektor 1 350000 350000

Sewa peralatan lasbesi tipe SMAW

mengelas penopangkolektor

1 400000 400000

Sewa mesinpemotong Akrilik(Jigsaw)

memotong akrilik bahankolektor

1 325000 325000

Sewa gerinda listrikmenghaluskanpermukaan tiapkomponen

2 175000 350000

Sewa gergaji besi memotong besi dan pipaPVC

3 75000 225000

Sewa gunting besimenggunting plat danplastic

3 40000 120000

Sewa Obeng set merangkai komponen 3 60000 180000

Sikat besi membersihkan part 4 25000 100000Sewa Solder melubangi pipa PVC 3 45000 135000Sewa Tang set merangkai komponen 4 55000 220000

SUB TOTAL (Rp) 3760000

2. Barang Habis Pakai



Pipa PVC Ø 3 inchi Saluran chimney besar 2 145000 290000

Pipa PVC Ø 2 inchi Saluran chimney kecil 2 135000 270000

Sealermenutup celah padakolektor

3 55000 165000

20

Lem G menyambung isolator 5 9500 47500

Plastic Steelmenyambung pipa PVCdan kolektor

5 15000 75000

Rivet 5mm memasang kolektor 75 1000 75000

Rivet 3mmmemasang penutupkerangka

75 500 37500

Baut dan mur M12pengikat hopper, mesin,dll

50 1000 50000

Larutan Foging menguji aliran fluida 1 275000 275000Amplas menghaluskan part 10 7000 70000

Kaca (2x2)m setebal3mm

membuat kolektorpenangkap panas sistemsolar chimney

2 350000 700000

Akrilik (92x183) mmsetebal 3 mm

membuat kolektorpenangkap panas awal

3 330000 990000

Akrilik (92x183) mmsetebal 2 mm

membuat kolektorpenangkap panas awal

3 200000 600000

Plastik isolator sistem 10 meter 15000 150000

Almunium siku 2cmmembuat kerangkakolektor

8 meter 120000 960000

Besi siku 4cm pendukung kerangka 3 meter 75000 225000

Baja profil persegi bahan fondasi kerangka 4 meter 95000 380000SUB TOTAL (Rp) 5070000

3. Perjalanan



Perjalanan ke daerahSukoharjo, Klaten,dll

mencari data kecepatanangin dan intensitascahaya matahari rata-rata

5 75000 375000

Perjalanan di dalamkota Solo

membeli peralatan danbahan penyusun mesin

10 50000 500000

Perjalanan keBengkel las denganmobil pengangkut

membawa peralatan kebengkel las

4 150000 600000

Konsumsikonsumsi tim selamakegiatan

16 25000 400000


21

4. Biaya Lain-lain



Kertas A4 mencetak laporan akhir 2 35000 70000

Buku Logbookmencatat kegiatanharian

1 50000 50000

Tinta warnakomputer mencetak laporan akhir

2 95000 190000

Administrasi, suratdan pengarsipan menyusun laporan akhir 1 150000 150000

Cetak gambar A3 mencetak seluruhgambar teknik

4 125000 500000

Fotocopy danpenjilidan

menyelesaikan laporandan gambar teknik

4 55000 220000

CD mempersiapkan monev 2 10000 20000

Sewa kamera digital dokumentasi kegiatan 1 75000 75000

Flashdisk dokumentasi kegiatan 2 80000 160000

Cetak X-bannermempersiapkan monevdan publikasi hasilpenelitian

2 180000 360000


Total (Keseluruhan) 12500000

22

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Penyusun dan Pembagian Tugas

No. Nama/NIMProgram

StudiBidang Ilmu

Alokasi

Waktu

(jam/minggu)

Uraian Tugas

1Sofia Fitrina /

I0413049Teknik Mesin Teknik Mesin 8

1. Perancangan konsep

desain Solar Chimney

2. Pembuatan prototipe

3. Pengujian aliran

fluida pada sistem

4. Analisa data hasil

percobaan

2Bayu Sutanto /


1. Persiapan alat dan

bahan


3. Penginputan data

hasil uji

3

Cahyo Fajar

Budi Anranto /

I0412014

Teknik Mesin Teknik Mesin 8


2. Penyusunan Laporan

akhir kegiatan

4Chamelia /



2. Penyusunan Laporan

akhir kegiatan

24

Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang Hendak Diterapkembangkan

1. Konsep Desain Energy-Saving Building

Gambar 8. Konsep Desain Energy-Saving Building

25

2. Bentuk Prototipe Pengujian Solar Chimney

Gambar 9. Bentuk Prototipe Pengujian Solar Chimney

3. Hasil Report Flow Simulation Sistem Solar Chimney

REPORT

SizeX min -1.610 m

X max 1.415 m

Y min 0.214 m

Y max 3.581 m

Z min -1.755 m

Z max 1.271 m

Initial Conditions

Thermodynamic parameters Static Pressure: 101325.00 Pa

Temperature: 300.00 K

Solid parameters Default material: Glass

Initial solid temperature: 300.00 K

Radiation Transparency: Opaque

Turbulence parameters Turbulence intensity and length

Intensity: 2.00 %

Length: 0.030 m

26

Solid Materials

Collector

Components KOLEKTOR 3 m-1@Simulasi solar chimney

Solid substance Glass

Radiation Transparency Opaque

Insulator

Components ALAS ISOLATOR-1@Simulasi solar chimney

Solid substance Insulator


Cerobong

Components CEROBONG-1@Simulasi solar chimney

Solid substance Iron


Boundary Conditions

Inlet Collector

Type Static Pressure

Coordinate system Global coordinate system

Reference axis X

Thermodynamic parameters Static pressure: 101325.10 Pa



Intensity: 2.00 %

Length: 0.030 m

Boundary layer parameters Boundary layer type: Turbulent

Outlet Cerobong

Type Static Pressure

Faces Face <1>

Coordinate system Face Coordinate System

Thermodynamic parameters Static pressure: 101315.41 Pa



Intensity: 2.00 %

Length: 0.030 m

27

Boundary layer parameters Boundary layer type: Turbulent

Heat Surface Sources

Heat Flux Collector

Type Surface heat generation rate

Coordinate system Global coordinate system

Surface heat generation rate 850.000 W/m^2

RESULTS

General Info

Iterations: 128

CPU time: 398 s

Calculation Mesh

Basic Mesh Dimensions

Number of cells in X 18

Number of cells in Y 20

Number of cells in Z 18

Number Of Cells

Total cells 84551

Fluid cells 20550

Solid cells 24750

Partial cells 39251

Irregular cells 0

Trimmed cells 0

Maximum refinement level: 5

Goals

Name Unit Value Delta Criteria

GG Av Static PressureKeseluruhan Sistem

Pa 101324.08 0.00201669807 0.0106762464

GG Av VelocityKeseluruhan Sistem

m/s 0.592 0.00167512795 0.0174783268

SG Av Temperature ofFluid Inlet Collector

K 300.00 8.17037403e-07 3.00000001e-06

SG Av Velocity InletCollector

m/s 0.633 0.000585759135 0.0187204547

SG Av Temperature of K 300.56 0.0255146118 0.0290742558

28

Fluid Outlet Cerobong

SG Mass Flow Rate OutletCerobong

kg/s -0.2628 0.000216287817 0.00780739986

SG Av Velocity OutletCerobong

m/s 3.177498425 0.00240270035 0.0935571455

SG Av Static Pressure InletCollector

Pa 101325.10 0 0.00101325097

SG Av Static PressureOutlet Cerobong

Pa 101315.41 0 0.00101315408

VG Av Temperature ofCollector

K 307.34 0.00179402748 0.0022093377

VG Av Temperature ofCerobong

K 300.00 6.33538338e-06 2.10875966e-05

Min/Max Table

Name Minimum Maximum

Pressure [Pa] 101298.61 101325.36

Temperature [K] 297.57 315.67

Velocity [m/s] 0 4.218

X - Component of Velocity[m/s]

-3.848 3.884

Y - Component of Velocity[m/s]

-0.188 4.149

Z - Component of Velocity[m/s]

-3.852 3.815

Fluid Temperature [K] 297.57 315.67

Solid Temperature [K] 300.00 315.67

Melting Temperature Exceed[K]

-1511.200 -757.475

Mach Number [ ] 0 0.01

Shear Stress [Pa] 0 0.28

Heat Transfer Coefficient[W/m^2/K]

0 37016.504

Surface Heat Flux [W/m^2] -6474.527 1151.092

Density [kg/m^3] 1.15 1.18

29

4. Gambar Simulasi Perpindahan Panas, Kecepatan dan Tekanan padaSolar Chimney

Gambar 10. Perpindahan Panas pada Kolektor

Gambar 11. Perpindahan Panas pada Fluida Udara

30

Gambar 12. Kecepatan Fluida Udara didalam Sistem

Gambar 13. Tekanan pada aliran Fluida

proposal program kreatifitas mahasiswa the … · listrik, adalah bentuk rumah dengan panel sel...

Documents