Karakteristik Turbin Hidrokinetik Savonius Petrus Sampelawang1*, Nasaruddin Salam2, Luther Sule2 , Rustan Tarakka 2
3. Hasil dan pembahasan
Karakter dari turbin hidrokinetik savonius dapat ditunjukkan oleh beberapa parameter utama yaitu tip speed ratio (TSR), koefisien torsi (CT) dan koefisien daya (CP) pada masing-masing variasi. Pada penelitian ini, variabel yang diamati pengaruhnya difokuskan pada pengaruh alur model empat persegi yang dibuat pada sisi cekung sudu dengan jumlah divariasi yaitu sudu tanpa alur, 4 alur dan 8 alur.
3.1 Pengaruh Variasi Alur Terhadap Daya (Pout) Pengaruh variasi jumlah alur terhadap kemampuan mengekstrak energi kinetik dalam aliran dari tubin hidrokinetik savonius dapat dilihat pada grafik 1. Nampak bahwa daya maksimum yang dihasilkan sudu tanpa alur adalah sebesar 22,9 Watt, hal mana lebih kecil dibanding sudu 4 alur yang menghasilkan daya maksimum sebesar 30,77 Watt, dan sudu dengan 8 alur sebesar 36.16 Watt. Hasil tersebut menunjukkan bahwa adanya alur berdampak pada peningkatan daya yang dapat diekstrak.
Grafik 1. Pengaruh variasi alur terhadap Pout
3.2 Pengaruh Variasi Alur Terhadap Koefisien Torsi(Ct)
Grafik 2 menunjukkan bahwa
penambahan alur mengakibatkan terjadinya peningkatan koefisien torsi (CT) maksimum. Sudu tanpa alur menghasilkan sebesar 1,33 sudu 4 alur 1,50 dan sudu 8 alur sebesar 1,50. Terjadi peningkatan koefisien torsi pada sudu dengan 4 alur dan 8 alur sebesar 12, 78 %.
Grafik 2. Hubungan variai alur terhadap koefisien torsi (CT)
A. Pengaruh variasi alur terhadap Koefisien daya (Cp)
Grafik 3. Hubungan Koefisien daya (Cp) dengan TSR
Koefisien daya merupakan salah satu
parameter penting untuk mengetahui
karakteristik mesin konversi termasuk turbin hidrokinetik savonius. Grafik 3 memberi gambaran pengaruh alur pada sudu. Hal mana nampak bahwa sudu beralur menghasilkan koefisien daya (CP) yang lebih besar dibanding sudu tanpa alur. CP maksimum sudu tanpa alur adalah 0,193 sedang CP maksimum sudu 4 alur adalah 0,326 dan sudu 8 alur mencapai CP
maksimm sebesar 0,378. Hal tersebut
menunjukkan bahwa alur mengakibatkan
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 P ou t (Wa tt ) TSR 0 Alur 4 Alur 8 Alur 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 0.00 0.50 1.00 K oe f. T or si (C T ) TSR 0 Alur 4 Alur 8 Alur 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 Ko ef . d ay a (C p) TSR 0 Alur 4 Alur
Prosiding SNTTM UH, 24 November 2020 ISBN : 978-979-18011-4-0
64 peningkatan koefisien daya. Peningkatan
koefisien daya terbesar terjadi pada sudu 8 sebesar 29,01 % dari koefisien daya sudu tanpa alur.
4. Kesimpulan
1. Penambahan alur empat persegi pada sisi cekung sudu savonius meningkatkan kecepatan rotasional. TSR maksimum sebesar 0.69 dihasilkan sudu dengan 8 alur, meningkat 9.6 % dibanding TSR yang dihasilkan sudu tanpa alur.
2. Koefisien torsi maksimum sebesar 1.5 dihasilkan sudu 8 alur, meningkat 12,78 % dari koefisien torsi maksimum yang dihasilkan sudu tanpa alur.
3. Penambahan alur pada sisi cekung sudu meningkatkan Koefisien daya (CP). Nilai CP terbesar dihasilkan sudu 8 alur sebesar
0,37. Hal tersebut menunjukkan
peningkatan sebesar 29,01 % dari koefisien daya maksimum yang dihasilkan sudu tanpa alur.
DAFTAR PUSTAKA
[1] M. Basumatary, A. Biswas, and R. D. Misra, “CFD analysis of an innovative combined lift and drag (CLD) based modified Savonius water turbine,” Energy
Conversion and Management, vol. 174, pp.
72–87, Oct. 2018, doi:
10.1016/j.enconman.2018.08.025. [2] Y. Zhang, C. Kang, Y. Ji, and Q. Li,
“Experimental and numerical investigation of flow patterns and performance of a modified Savonius hydrokinetic rotor,”
Renewable Energy, vol. 141, pp. 1067–
1079, 2019.
[3] A. Kumar and R. P. Saini, “Performance parameters of Savonius type hydrokinetic turbine - A Review,” Renewable and
Sustainable Energy Reviews, vol. 64, pp.
289–310, 2016, doi:
10.1016/j.rser.2016.06.005.
[4] W. Tian, Z. Mao, B. Zhang, and Y. Li, “Shape optimization of a Savonius wind rotor with different convex and concave sides,” Renewable Energy, vol. 117, pp. 287–299, 2018, doi:
10.1016/j.renene.2017.10.067.
[5] P. K. Talukdar, A. Sardar, V. Kulkarni, and U. K. Saha, “Parametric analysis of model Savonius hydrokinetic turbines through experimental and computational
investigations,” Energy Conversion and
Management, vol. 158, pp. 36–49, 2018.
[6] E. Kerikous and D. Thévenin, “Optimal shape of thick blades for a hydraulic Savonius turbine,” Renewable Energy, vol. 134, pp. 629–638, 2019, doi:
10.1016/j.renene.2018.11.037. [7] G. Kailash, T. Eldho, and S. Prabhu,
“Performance study of modified Savonius water turbine with two deflector plates,”
International Journal of Rotating Machinery, vol. 2012, 2012.
[8] E. Kerikous and D. Thévenin, “Optimal shape of thick blades for a hydraulic Savonius turbine,” Renewable Energy, vol. 134, pp. 629–638, 2019.
Prosiding SNTTM UH, 24 November 2020 ISBN : 978-979-18011-4-0
65
[KE-15] UJI KINERJA BRIKET ARANG BAGIAN KOPI
SEBAGAI BAHAN BAKAR LATERNATIF
(Sallolo Suluh1*, Yafet Bontong2, Nitha3, Frans R,. Bethony4, Chendri Johan5, N. Pasae6
123456Dosen Depaterment Teknik Mesin, Universitas Kristen Indonesia Toraja Jalan Nusantara N0. 12 Makale, Kabupaten Tana Toraja 98111
*Email: sallolonel@gmail.com
Abstrak
Kopi merupakan tanaman perkebunan strategis yang biasa dikonsumsi dalam bentuk minuman yang bersifat menyegarkan. Karena cita rasa unik yang dimilikinya sehingga menghipnotis orang untuk selalu menikmatinya. Pada proses pasca panen kopi tentu membuat limbah yang.terbuang begitu saja tanpa proses daur ulang yang tepat Oleh karena itu limbah kopi ini berupa kulit, batang, daun dan ranting kopi dimanfaatkan sebagai energi alternatif. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode experimental dengan memanfaatkan kulit, batang, ranting daun kopi sebagai bahan bakar dalam bentuk briket arang. Hasil uji pembakaran dari 4 jenis briket yang berbeda menunjukkan bahwa briket B1(batang kopi) paling unggul dalam hal mendidihkan air sebanyak 5 (lima) kali dengan efisiensi thermal sebesar 47,98%
Kata kunci : briket, batang, ranting, daun dan kulit kopi, efisiensi thermal
Abstract
Coffee is a strategic plantation crop which is usually consumed in the form refreshing drink. Because of the unique taste that hypnotizes people to always enjoy it. In the post-harvest process, coffee naturally creates waste that is wasted without a proper recycling process. Therefore, coffee waste in the form of coffee skins, stems, leaves and branches is used as alternative energy. The method used in this research is an experimental method by utilizing the skin, stems and twigs of coffee leaves as fuel in the form of charcoal briquettes. The combustion test results of 4 different types of briquettes show that the B1 (coffee stem) briquette is the most superior in terms of boiling water 5 (five) times with a thermal efficiency of 47.98%
Keywords: briquettes, stems, twigs, leaves and skin of coffee, thermal efficiency 1. Pendahuluan
Peningkatan permintaan energi yang
disebabkan oleh pertumbuhan populasi
penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan
menggunakan energi terbarukan. Untuk
mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerinta telah menerbitkan peraturan presiden republik indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak[1]. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai energi alternatif pengganti bahan bakar minyak. Salah satu energi yang dapat diperbaharuia adalah energi biomassa. Biomassa atau bahan-bahan organik ini dapat di olah dan di jadikan sebagai bahan bakar alternatif contonya dengan pembuatan briket. Sumber energi jenis ini banyak di peroleh dari hasil kehutanan, peternakan, dan perkebunan. Pemanfaatan energi biomassa yang berasal dari produk
aktifitas perkebunan yaitu berupa batang kopi, daun dan kulit merupakan tiga bagian dari pohon kopi.
Pohon kopi banyak tumbuh subur daerah sulawesi selatan khususnya Toraja Utara. Menurut data dari dinas Kehutanan dan perkebunan Kabupaten Toraja Utara tahun 2013-2016 wilayah perkebunan ada sekitar 10751,5 ha dan produksi kopi 2879,52 ton yang dhasilkan dari kopi Robusta dan Kopi arabika. Dari hasil produktivitas kopi yang begitu melimpah tentu ada limbah yang dihasilkan seperti batang, ranting daun dan kulit kopi yang tergolong dalam pencemaran organic. Pencemar organik apabilah tidak di manfaatkan untuk hal yang lebih baik, maka dapat merusak daerah sekitar. Adapun beberapa penelitian sebelumnya yang telah dilakukan dengan memanfaatkan limbah kopi yaitu [2] melakukan penelitian terhadap tiga jenis daun yaitu daun kopi, daun pinus dan daun bamboo sebagai bahan briket biomassa menghasilkan nilai kalor dan efisiensi daun kopi masingmasing sebesar 4180 cal/gram dan
38,56%.[3]melakukan penelitian briket
campuran kulit kopi dengan sekam padi dengan perbandingan 50:50 menghasilkan nilai kalor
Prosiding SNTTM UH, 24 November 2020 ISBN : 978-979-18011-4-0
66 briket sebesar 4179 cal/gram dan laju
pembakaran 0,0134 gram/sekon.[4] melakukan
pembuatan briket dengan perbandingan
campuran 75% kulit kopi dan 25% tempurung kelapa menghasilkan nilai kalor sebesar 6125.6%. Dalam penelitian, peneliti mencoba untuk menggunakan zat penguat yang terbuat dari pasir, mengingat adanya penelitian tentang campuran briket tempurung kelapa dengan menvariasikan dengan zat penguat pasir
menghasilkan efisiensi thermal sebesar
68,57%[5]. Dari ulasan beberapa penelitian sebelumnya menggambarkan bahawa belum adanya penelitian terhadap bagian kopi berupa batang, kulit, daun dan ranting kopi dengan berbagai komposisi untuk dibentuk menjadi briket yang bermutu baik dan menjadi bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan.