PEMANFAATAN ENERGI AIR PEDESAAN MELALUI PENGEMBANGAN DESAIN KINCIR AIR KAKI ANGSA UTUK MENGEKSTRAK ENERGI FREE WATER FLOW

MAKALAH TUGAS KOMPUTER

Pemateri : SILFIA JULIANA I.KB42120211TEKNIK ENERGI TERBARUKAN

POLITEKNIK NEGERI JEMBERSEPTEMBER, 2012

PEMANFAATAN ENERGI AIR PEDESAAN MELALUI PENGEMBANGAN DESAIN KINCIR AIR KAKI ANGSA UNTUK MENGEKSTRAK ENERGI FREE WATER FLOW

Oleh : Silfia Juliana I.K

ABSTRAK

Tujuan janka panjang dari penelitian ini adalah memperoleh temuan teknologi baru hasil pengembangan kincir kaki angsa yang memiliki unjuk kerja lebih baik dan efisien untuk mengekstrak energi kinetik dari free water flow baik yang terdapat pada aliran sungai tanpa dan maupun aliran arus laut.meningat potensi tersebut sangat melimpah di Indonesia.Adapun target khusus yang ingin dicapai adalah didapatkan model kincir air dan prototipenya serta kincir sebagai pembangkit daya yang sesuai dan efisien sebagai alat untuk konversi energy kinetik dari free water flow menjadi energi lain yang berguna baik sebagai sumber pembangkit listrik maupun sumber energi gerak yang bisa digunakan untuk keperluan industri.Dalam rangka mencapai tujuan dan target tersebut, maka pada penelitian ini akan dilakukan karakterisasi aliran arus sungai tanpa dam, meliputi kecepatan rata-rata aliran,densitas,dan viskositas air sungai serta kedalaman sungai.Data tersebut bersama data hasil evaluasi kincir generasi terdahulu diperlukan sebagai dasar untuk desain model kincir yang baru. Selanjutnya sebelum model kincir dibuat terlebih dahulu akan di desain model kincir baru dan selanjutnya dilakukan analisis prestasi kincir secara teorik untuk mendapatkan prediksi awal prestasi kincir yang di desain. Selanjutnya model akan dibuat dan diuji pada sungai tiruan skala laboratorium. Dari hasil analisis dan pengujian laboratorium selanjutnya dilakukan karakterisasi model kincir.Berdasarkan data-data dari desain model kincir dengan menggunakan prinsip kesamaan dinamik dan analisis dimensional selanjutnya di buat prototipe kincir untuk free water flow. Prototipe kincir selanjutnya akan diujicobakan pada sungai (direncanakan pada sungai di wilayah Kabupaten Malang). Hasil uji coba selanjutnya digunakan untuk menggambarkan karakteristik prototype kincir. Hasil pengujian unjuk kerja prototype kincir pada sungai dibandingkan dengan hasil analisis secara teoritik selanjutnya digunakan sebagai dasar untuk evaluasi prototype kincir.Selanjutnya akan dibuat kincir kaki angsa model horizontal sebagai pembangkit energy alternatif di pedesaan. Dengan ijin dari pihak-pihak terkait, kincir tersebut akan diinstal pada sistem pembangkit skala kecil sebagai pilot project pembangkit kincir kaki angsa.

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPada saat unu, kebutuhan energy lostrik masyarakat Indonesia belum tercukupi,lebih-lebih masyarakat pedesaan yang sulit dijangkau oleh jaringan listrik, untuk pemenuhan kebutuhan energy tersebut pemerintah juga mencari energy alternative seperti gas alam,batu bara, dan tenaga nuklir, akan tetapi untuk memperoleh energy alternative tersebut harus mengeluarkan biaya yang besar dan harus menggunakan teknologi tinggi (high technology).Usaha lain terhadap diversifikasi energy dilakukan dengan cara memeanfaatkan energy non-konvensional seperti energy surya,angin,air,biomassa dan lain-lain melalui pengembangan teknologi tepat guna. Menurut Abdullah (1990), suatu kecenderungan menunjukan bahwa minyak dan gas akan terkuras habis, oleh karena itu prlu energy pengganti (energy alternative) khusunya yang bersifat terbarukan (renewable). Dalam hal ini diperlukan pula metode pemilihan yang paling baik ditinjau dari segi teknologi,social maupun ekonomi.Dalam rangka mencari bentuk-bentuk sumber energi yang bersih dan terbarukan tersebut, kembali energy air mendapatkan perhatian yang besar. Air merupakan suatu energy terbarukan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energy untuk keperluan hidup manusia. Di Indonesia pada dasarnya memiliki potensi air yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber tenaga.Berkaitan dengan hal ini Indonesia juga memiliki potensi energy air yang baik untuk di kembangkan,namun problem yang masih belum terselesaikan secara tuntas adalah bagaimana pola pemanfaatan energy tersebut dalam bentuk yang lebih sedrhana dan dapat dinikmati oleh semua lapisan masyarakat yang membutuhkannya.Problem inilah yang nampaknya perlu di tindak lanjuti melalui suatu penelitian dalam bentuk desain kincir air kaki angsa (sebagai bentuk temuan baru dalam membangkitkan energy terbarukan) dan uji kinerjanya sebagai suplai energy untuk suatu tujuan tertentu yang bermanfaat bagi masyarakat.Sembari melakukan efisiensi melalui program budya gemat listrik secara nasional, maka alternatif lain yang kiranya dapat menjadi solusi dalam menjawab sumber energi di masa depan adalah dengan melaksanakan aktifitas penelitian secara intensif gun menemukan energi alternatif yang terbarukan (renewable) dan tepat guna (appropriate).Krisis energy yang bersumber dari bahan bakar fosil harus dioecahkan dengan mencari sumber energi alternatif. Aliran arus bebas (free waer flow) baik yang bersumber dari aliran arus sungai maupun arus laut merupakan sumber energy kinetic yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energy alternative. Potensi sungai dan laut yang memiliki energy kinetic aliran sungai melimpah di Indonesia. Untuk mengekstrak energy kinetic dari free water flow sehingga menjadi energi yang berguna diperlukan alat yaitu mesin konversi energi. Mesin tersebut diantaranya berupa turbin.Kebanyakan turbin yang secara praktis dikembangkan umtuk pembangkit daya hidro selam ini adalah turbin untuk instalasi air dengan menggunakan dam. Desain turbin tersebut sangat efisien untuk sungai dengan dam karena tersedia head dan gaya yang maksimum yang diperlukan untuk operasi turbin. Akan tetapi, desain konvensional tersebut memiliki keterbatasan, Karena pembuatan dam membutuhkan biaya besar dan tidak semua sungai memungkinkan dibangun dam karena alas an lingkungan dan mengganggu progress imigrasi ikan. Selain itu, desain turbin konvensional juga tidak bisa digunakan untuk mengekstrak energy yang bersumber dari aliran arus laut maupun sungai dengan grade yang rendah.Oleh karena iut diperlukan desian turbin baru yang dapat beroperasi secara efisien dan mampu mengekstrak energi dari free fluid flow atau zero head water power resources.Inovasi yang diusulkan adalah teknologi kincir air kaki angsa sebagai pembangkit energi pedesaan yang merupakan temuan baru untuk membangkitkan energi alternatif dan ramah lingkungan yang telah dipatenkan sejak tahun 2002 dan telah mendapatkan Sertifikat/Granted (ID P 0024982 B) pada tahun 2010.Inovasi teknologi ini dilatar belakangi perlunya energi alternatif terbarukan untuk memenuhi kebutuhan energi nasional.Kincir tersebut sangat sesuai untuk merubah kecepatan aliran fluida menjadi energy lain berupa putaran poros, disebabkan lemampuan sudu-sudunya untuk membuka dan menutup.Sebagian sudu menutup untuk menangkap aliran fluida sehungga menimbulkan gaya dorong dan menghasilkan torsi dan pada saat yang sama sudu pada posisi yang berlawanan membuka sehingga tidak menangkap aliran fluida.Dengan demikian torsi yang dihasilkan oleh sebagian sudu tidak dihilangkan atau dikurangi oleh sudu pada posisi yang berlawanan.Oleh karena itu, upaya pengembangan desain kincir kaki angsa pelu terus dilakukan dalam rangka mencari desain yang paling bagus, efisien dan dapat secara maksimal mengekstrak energi kinetik dari free water flow yang potensinya melimpah di Imdonesia.

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang diatas, maka yang menjadi problem statement sebagai berikut :1. Bagaiman pengembangan desain dan prototipe kincir air kaki angsa sebagai pembangkit energy pedesaan dan uji kinerjanya?2. Bagaiman penerapan hasil penelitian kincir air kaki angsa sebagai salah satu bentuk pemanfaatan energy terbatukan untuk pembangkit energy pedesaan?

1.3 TujuanPenelitian ini dilakukan untuk mecapai beberapa tujuan sebagai berikut :1. Menghasilkan inovasi teknologi dalam bentuk pengembangan desain dan prototype kincir air kaki angsa sebagai pembangkit energi pedesaan dan uji kinerjanya.2. Penerapan hasil penelitian kincir air kaki angsa sebagai salah satu bentuk pemanfaatan energi terbatukan untuk pembangkit energi pedesaan.3. Tulisan ilmiah yang dapat dipublikasikan dalam jurnal ilmiah yang terakreditasi

1.4 SasaranSasaran penelitian ini adalah diperolehnya teknologi tepat guna terbarukan yaitu inovasi teknologi Kincir Air Kaki Angsa sebagai pembangkit energi listrik di pedesaan, artinya secara teknologi kinerja sistem Kincir ini lebih efisien dan tepat guna pada sasaran masyarakat pedesaan.