i
RANCANG BANGUN MESIN PENCUCI RUMPUT LAUT BERBASIS
TEKNOLOGI HYBRID
WILLIANDI SETIAWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Rancang Bangun Mesin Pencuci Rumput Laut Berbasis Teknologi Hybrid adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber Informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, September 2011
iii
WILLIANDI SETIAWAN. Prototype Seaweed Washing Machines Based on Hybrid Technology. Under direction of INDRA JAYA and TOTOK HESTIRIANOTO.
Seaweed has a high economic value in terms of its considerable use in various industries of sweets, cosmetics, ice cream, flavourings, bakery, sauce, silk, meat/fishery canning, medicine and iron-rod welding. In 2005,Indonesia has declared that seaweed as one of the leading commodities to be prioritized and revitalized. To produce quality of industrial-scale seaweed has necessary a serious handling, start from harvesting process, uploading, washing, drying, up to manufacturing caraggenan.This study has tried to produce a seaweed washing machine that capable to improve the quality of the seaweed in the washing process. This washing machine is based on hybrid technology that can be operated using energy from pedal-powered and electrical-powered generated from solar panels.The washing machine resemble three-wheeled transport vehicle using pedal-powered for mobility. Activity of seaweed washing process using plastic drum that rotated. There are two different size of plastic drum used in washing machine, the bigger size for static water storage containers and the little one for dynamic (rotation) using pedal-powered or electrical motor.The rolled chain transmission that connected with integrated toothed gear is used to ratate a dynamic drum. The different between pedal-powered and electrical-motor powered lies in process to rotated dynamic drum. Pedal-powered use manpower to rotated dynamic drum but electrical motor powered from electrical that generated from solar panel. Washing machine with pedal-powered similar like pedal powered that contained in bicycle. Solar panel systems which is the source energy for generated electrical motor consists of solar panel itself, controller, battery and DC to AC converter. Overall the machine has works well butt need improvement in terms of manueverability
iv
Teknologi Hybrid. Dibimbing oleh INDRA JAYA dan TOTOK HESTIRIANOTO.
Pada 2005, Pemerintah Indonesia telah menetapkan rumput laut sebagai salah satu komoditi unggulan yang diprioritaskan untuk direvitalisasi. Alasannya permintaan ekspor masih sangat besar, teknologi budidaya yang mantap dan sangat sederhana, kebutuhan modal baik untuk investasi maupun operasional relatif kecil, siklus produksi relatif singkat hanya sekitar 45 hari, tergolong usaha padat karya, dan areal budidaya tersedia sangat luas.
Kegiatan penelitian dilaksanakan selama 8 bulan, dimulai bulan Agustus 2010 sampai dengan Maret 2011. Penelitian dilakukan di dua tempat, yaitu (1) Laboratorium Instrumentasi Kelautan, Departemen ITK, untuk melakukan perancangan mesin pencuci rumput laut dan pengujian lab; serta (2) Pelabuhan Ratu, Sukabumi, Jawa Barat. sebagai tempat diambilnya sampel rumput laut dari pembudidaya, yakni di Desa Sanggrawayang.
Menimbang potensi rumput laut yang sangat besar dan kebutuhan pasar yang amat tinggi, maka perlu adanya pengembangan mesin pengolah rumput laut yang ditujukan untuk meningkatkan nilai tambah yang berlipat ganda dari produk tersebut. Adapun penelitian yang dilakukan adalah sebatas proses pencucian rumput laut dari proses pengolahan secara keseluruhan, dengan membuat rancang bangun mesin pencuci rumput laut berbasis teknologi hybrid, yaitu menggunakan penggabungan sumber energi yang dihasilkan dari sistem pedal
dan sistem tenaga matahari.
Bahan yang dipakai untuk penelitian adalah sebagai berikut (1) seperangkat sepeda bekas yang merupakan bagian utama dari sistem mobilitas mesin keseluruhan; (2) dua drum plastik yang berbeda ukuran sebagai wadah penampung dari rumput laut dan air; (3) solar panel merupakan alat untuk mengubah panas matahari menjadi sumber energi listrik; (4) kontroler untuk menstabilkan energi listrik yang dihasilkan dari solar panel.; (5) DC to AC Converter merupakan perangkat yang merubah tegangan DC menjadi tegangan AC; (7) baterai kering sebagai media penyimpanan sumber listrik; (8) motor AC merupakan motor penggerak yang mengaduk wadah penampungan rumput laut; (9) rumput laut jenis Eucheuma Spp. merupakan bahan yang akan diujikan pada mesin.
v
Tempat memasukkan rumput laut (loading) terdapat pada bagian atas. Rancangan sistem pencuci rumput laut ini dapat dipindahkan dan bersifat mobile. Beberapa ujicoba mesin pencuci rumput laut yang dilakukan, yaitu (1) uji coba mobilitas dari mesin pencuci dilakukan terhadap jalur lurus dan jalur berbelok; (2) uji coba sistem penggerak pencuci rumput laut dengan sistem motor AC; dan (3) uji coba mesin pencuci terhadap rumput laut.
Hasil uji coba sistem motor AC pada mesin pencuci rumput laut dilakukan dengan dua perlakuan, yaitu perlakuan dengan menambahkan beban dan tanpa menambahkan beban. Perlakuan menggunakan beban menghasilkan daya maksimal yang dikonsumsi oleh baterai sebesar 619 Watt dan daya minimum sebesar 586 Watt. Waktu yang dibutuhkan untuk baterai pada perlakuan dengan beban hingga motor tidak dapat bekerja lagi adalah 240 menit atau 4 jam operasi. Kecepatan putar drum dinamis adalah 18 rpm. Tegangan pada motor sebesar 210 Volt dan arus yang dihasilkan sebesar 0,9 Ampere sehingga dihasilkan daya pada motor sebesar 189 Watt dengan torsi dari motor didapatkan 10,5 Nm.
Perlakuan tanpa beban menghasilan daya maksimal yang dikonsumsi oleh baterai sebesar 376,80 Watt dan daya minimum sebesar 346,50 Watt. Waktu yang dibutuhkan untuk baterai pada perlakuan dengan beban hingga motor tidak dapat bekerja lagi adalah 480 menit atau 8 jam operasi. Kecepatan putar drum dinamis adalah 92 rpm. Tegangan pada motor sebesar 190 Volt dan arus yang dihasilkan sebesar 0,9 Ampere sehingga dihasilkan daya pada motor sebesar 171 Watt dengan torsi dari motor didapatkan 1,86 Nm.
vi
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruhnya karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
vii
TEKNOLOGI HYBRID
WILLIANDI SETIAWAN
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
viii
ix
Teknologi HybridNama Mahasiswa : Williandi Setiawan
NIM : C552070031
Disetujui, Komisi Pembimbing
Ketua
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc
Anggota
Dr. Ir. Totok Hestirianoto, M.Sc
Diketahui,
Ketua Program Studi Teknologi Kelautan,
Tanggal Ujian:
Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc.
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Tanggal Lulus:
x
Puji syukur dari segenap keiklasan hati kepada Allah Maha Pengasih, Maha Penyayang, Maha Besar, sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Tesis yang berjudul RANCANG BANGUN MESIN PENCUCI RUMPUT LAUT BERBASIS TEKNOLOGI HYBRID diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Kelautan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Orang tua dan saudara-saudara saya beserta sanak keluarga atas doa, dukungan dan semangat yang tak henti-hentinya diberikan kepada penulis selama menempuh pendidikan SI dan S2 di Institut Pertanian Bogor.
2. Komisi pembimbing Prof. Dr. Ir. Indra jaya, M.Sc dan Dr. Ir Totok Hestirianoto, M.Sc atas bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
3. Ketua Program Studi Mayor Teknologi Kelautan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc atas bimbingan selama penulis menempuh ilmu di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan – IPB
4. Dr. Ir. Gondo Puspito, M.Sc. sebagai penguji tamu pada ujian akhir tesis yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis.
5. Staf pengajar bagian Akustik dan Instrumentasi Kelautan: Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc, Dr. Ir. Totok Hestirianoto, M.Sc., Dr. Ir Sri Pujiyati, M.Si, Dr. Ir. Nyoman Arnaya, Ayi Rachamt, M.Si, dan Sri Ratih Deswati, M.Si atas semua pendidikan dan ilmu yang telah diberikan kepada penulis.
6. Staf pengajar dan staf penunjang di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan atas pemberian ilmu dan bantuannya selama penulis menyelesaikan studi di IPB.
7. Teman-teman TEK 2007-2010 serta mahasiswa S1 ITK seluruhnya atas kebersamaan dan kerjasamanya.
Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik sangat diharapkan demi kesempurnaan tesis ini. Akhir kata penulis berharap agar tesis ini berguna bagi diri sendiri maupun orang lain.
Bogor, September 2011
xii
Penulis dilahirkan di bandung, Jawa Barat, 3 Februari 1982 dari Ayah alm. Mamat Susandi dan Ibu Aan Eti kartikasari. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara.
Tahun 2000 penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Atas Negeri 10 Bandung, Jawa Barat. Selanjutnya tahun 2000 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Program Studi Ilmu dan Teknologi Kelautan. Penulis menyelesaikannya studi S1 pada tahun 2006 dengan mendapatkan gelar Sarjana Perikanan. Pada tahun 2007 Penulis melanjutkan jenjang pendidikan Strata 2 melalui Sekolah Pascasarjana pada Mayor Teknologi Kelautan (TEK), Institut Pertanian Bogor. Selama kuliah di Institut Pertanian Bogor, penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Dasar-dasar Elektronika Kelautan, Instrumentasi Kelautan, Telemetri Kelautan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan maupun di Program Diploma Teknologi Kelautan, IPB.
xiii
Halaman DAFTAR ISI ...
DAFTAR TABEL ... DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR LAMPIRAN ... 1. PENDAHULUAN ...
xiii xv xvi xviii 1 1.1. Latar Belakang ...
1.2. Perumusan Masalah ... 1.3. Kerangka Pemikiran ... 1.4. Tujuan Penelitian ... 1.5. Manfaat Penelitian ...
1 1 2 3 3 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Komoditi Rumput Laut ... 2.2. Teknologi Hybrid ... 2.2.1. Sistem Pedal ... 2.2.2. Sistem Tenaga Matahari ... 2.2.2.1. Solar Panel / Panel Surya ... 2.2.2.2. Solar Charge Controller ... 2.2.2.3. Inverter ... 2.2.2.4. Battery ... 2.2.3. Aplikasi Penggunaan Panel Surya ...
5 7 8 9 11 14 15 16 17 3. METODE PENELITIAN ... 19
3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian ... 3.2. Alat dan Bahan ... 3.3. Alir Penelitian ... 3.4. Perancangan Mesin ... 3.4.1. Perancangan Sistem Elektronika ... 3.4.2. Konstruksi Rangka Mesin Pencuci Rumput Laut ... 3.4.2.1. Motor listrik ... 3.4.2.2. Kopling ... 3.4.2.3. Bearing / Bantalan Bercangkang ... 3.4.2.4. Transmisi Rantai ...
xiv
3.5.2. Pengambilan Data Daya yang Dikonsumsi oleh Mesin Terhadap Baterai ... 3.6. Ujicoba Mesin Pencuci Rumput Laut ...
27 27 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29 4.1. Bentuk Fisik ...
4.1.1. Rangka Dasar Mesin ... 4.1.2. Mesin Pencuci dengan Penggerak Sistem Pedal ... 4.1.3. Mesin Pencuci dengan Penggerak Sistem Motor AC ... 4.1.4. Mesin Pencuci dengan Penggerak Sistem hybrid ... 4.2. Hasil Uji Coba ... 4.2.1. Uji Coba mobilitas Mesin Pencuci Rumput Laut ... 4.2.2. Uji Coba Sistem Penggerak Pencuci Rumput Laut dengan Sistem Motor AC ... 4.2.3 Uji Coba Pencucian Rumput Laut ...
29 29 31 32 34 40 41
41 43 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 47 5.1. Kesimpulan ...
5.2. saran ...
xv
Halaman 1.
2. 3. 4. 5.
6.
Nilai dan kuantitas ekspor rumput laut Indonesia periode 1999-2004 ... Tujuan utama ekspor rumput laut Indonesia... Perbandingan jenis-jenis panel surya ... Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ... Tabel pemakaian sistem penggerak dalam pengoperasian mesin pencuci rumput laut ... Komponen pembentuk sistem solar panel ...
6 6 12 19
xvi
Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.Kerangka pemikiran penelitian ... Komoditi budidaya rumput laut (a) Gracilaria spp. (b) Eucheuma spp. ... Teknologi sistem pedal yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari (a) blender sistem pedal, (b) pompa sumur sistem pedal ... Mesin cuci yang dikembangkan mahasiswa Massachusetts Institute of Technology ... Bentuk dari panel surya yang dipasarkan ... Konfigurasi sistem peralatan utama sistem solar panel ... Kurva I-V terhadap intensitas cahaya matahari pada panel surya ... Kurva I-V terhadap suhu/temperatur pada panel surya ... Bentuk solar charge controller yang ada dipasaran ... Bentuk inverter yang ada di pasaran ... Bentuk baterai yang ada di pasaran ... Contoh penggunaan solar panel sebagai sumber energi dalam beberapa instrumen (a) lampu penerangan, (b) sistem buoy ... Diagram alir tahapan pembuatan mesin ... Konsep dasar perancangan mesin pencuci rumput laut ... Blok perancangan sistem elektronika ... Desain mesin pencuci rumput laut ... Komponen motor ... Kopling fleksibel yang digunakan pada instrumen ... Bantalan gelinding/bearing yang dipakai pada mesin ... Transmisi rantai roll pada mesin ... Kerangka dasar mesin pencuci rumput laut ... Skema kerangka mesin pencuci rumput laut ... Rangka dasar yang telah dilengkapi kerangka untuk sistem solar panel ... Mesin pencuci dengan sistem pedal; drum dinamis (panjang 70cm, diameter 50 cm); gear sepeda (r = 8cm), sproket (r = 4 cm, jumlah 3); bearing (diameter lubang 1 inch, jumlah 4 buah); batang as (panjang 56cm, diameter 1 inch); rantai roll A (panjang 106 cm); rantai roll B (panjang 126 cm) ... Mesin pencuci rumput laut (a) dengan sistem pedal; (b) dengan sistem motor Mesin pencuci dengan sistem motor AC; drum dinamis (panjang 70cm,
xvii
27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36.inch, jumlah 4 buah); batang as (panjang 56cm, diameter 1 inch); rantai roll B (panjang 126 cm); motor AC (190=220 volt); kopling (diameter lubang 12mm to 254mm) ... Gambar desain teknik dari mesin pencuci rumput laut berbasis teknologi hybrid ... Bentuk akhir mesin pencuci rumput laut berbasis teknologi hybrid (a) tampak samping; (b) tampak depan ... Wadah pencuci rumput laut (drum statis berwarna biru sedangkan drum dinamis berwarna hitam) ... Balok penampang yang terpasang di dalam drum dinamis ... Pengujian mobilitas mesin ... Perbandingan daya yang diperlukan untuk menggerakkan motor AC antara perlakuan dengan beban dan tanpa beban ... Uji Coba pencucian rumput laut ... Ketiga botol yang berisi air sampel ... Pengujian air sampel menggunakan TDS meter ... Diagram batang hasil pengukuran TDS air sampel ...
xviii
halaman 1.
2.
3.
4.
5. 6. 7. 8.
Data pengukuran daya motor AC yang dikonsumsi dari baterai dengan menggunakan beban ... Data pengukuran daya motor AC yang dikonsumsi dari baterai dengan tanpa beban ... Data pengukuran daya motor AC yang dikonsumsi dari baterai dengan menggunakan beban pada sistem hybrid ... Data pengukuran jumlah partikel organik dan anorganik dengan menggunakan TDS meter ... Proses pembuatan ... Proses ujicoba ... Digital multimeter ... Amperemeter DC ...
51
52
54
1.1. Latar Belakang
Tahun 2005, Pemerintah Indonesia telah menetapkan rumput laut sebagai salah satu komoditi unggulan yang diprioritaskan untuk direvitalisasi. Alasannya permintaan ekspor masih sangat besar, teknologi budidaya yang mantap dan sangat sederhana, kebutuhan modal baik untuk investasi maupun operasional relatif kecil, siklus produksi relatif singkat hanya sekitar 45 hari, tergolong usaha padat karya, dan areal budidaya tersedia sangat luas. Perairan laut yang cocok untuk budidaya rumput laut ditaksir seluas 1,2 juta hektar. Nilai jual rumput laut kering yang belum diolah dan berkualitas rendah saat ini sekitar Rp. 12,000/kg dan jika diolah dapat menjadi berlipat ganda.
Selama ini pembudidayaan rumput laut umumnya hanya menjual hasil budidaya dalam bentuk mentah (rumput laut kering) dan belum diolah dengan baik. Guna meningkatkan nilai tambah dari rumput laut dan mengurangi impor akan hasil olahannya, pengolahan di dalam negeri perlu dikembangkansehingga hasilnya berkualitas tinggi dan pembudidaya mendapatkan nilai tambah dari hasil rumput laut tersebut. Untuk menghasilkan kualitas rumput laut berskala industri diperlukan penanganan yang serius mulai dari proses panen, pengangkatan ke darat, pencucian, pengeringan, pencucian kembali sampai dengan pembuatan bahan olahan rumput laut.
Menimbang potensi bahan olahan rumput laut yang sangat besar dan kebutuhan pasar yang amat tinggi maka penulis mengusulkan untuk mengembangkan mesin pengolah rumput laut yang ditujukan untuk meningkatkan nilai tambah yang berlipat ganda dari produk tersebut. Adapun penelitian yang akan dilakukan adalah sebatas proses pencucian rumput laut dari proses pengolahan secara keseluruhan. Penulis mengambil proses pencucian rumput laut sebagai bahan penelitian dengan mengacu kepada proses pencucian ini sangat diperlukan pada proses awal produksi setelah panen dan pengeringan agar kualitas rumput laut dapat terjaga pada proses selanjutnya. Proses pencucian ini bertujuan umtuk membersihkan rumput laut dari bahan-bahan pencemar dan kontaminan yang menempel baik pada proses panen maupun setelah proses pengeringan. Bahan pencemar dan kontaminan tersebut dapat berupa pasir, garam, kapur, pecahan karang dan alga laut lainnya yang menempel.
pedal yang dikembangkan oleh Jenny Hu, Radu Raduta, dan Jessica Vechakul (Gambar 1). Selain perbedaan pada obyek yang dicuci, penelitian mesin cuci rumput laut ini dibuat agar mesin dapat dipindahkan (moveable), praktis serta dilengkapi dengan motor AC sebagai sistem penggerak dalam proses pencucian selain dari sistem pedal.
(Sumber: Hu et al, 2005)
Gambar 1. Mesin cuci yang dikembangkan mahasiswa Massachusetts Institute of Technology
1.2. Perumusan Masalah
Penelitian ini didasarkan kepada upaya peningkatan nilai tambah dari hasil rumput laut. Permasalahan umum yang dihadapi antara lain:
1. Bahan-bahan pencemar bawaan yang terdapat pada rumput laut pasca panen.
Peningkatan kualitas rumput laut dengan sedikit mungkin mengurangi bahan-bahan pencemar kontaminan dalam proses produksi rumput laut dengan melakukan pencucian terhadap rumput laut sebelum dilakukan pengeringan. Berdasarkan peninjauan langsung di lapangan pencucian ini sangat diperlukan pada proses awal produksi setelah panen agar kualitas rumput laut dapat terjaga pada proses selanjutnya.
2. Mesin untuk skala produksi biasanya berukuran besar dan mahal.
3. Sumber energi penggerak mesin
Biasanya sumber energi untuk menggerakan mesin skala produksi memakai bahan bakar solar atau premium (bahan bakar tak terbarukan). Selain tidak ramah lingkungan bahan bakar ini harganya terbilang mahal untuk skala produksi kecil. Melihat permasalahan tersebut diperlukan rancangan mesin yang murah dan ramah lingkungan. Teknologi hybrid dari penggabungan sistem pedal dan sistem tenaga surya dapat menjawab permasalahan tersebut.
1.3. Kerangka Pemikiran
Untuk menghasilkan kualitas rumput laut berskala industri tentunya diperlukan penanganan yang serius dimulai dari proses pemanenan ke darat, pencucian, pengeringan, sampai kepada pembuatan karagenan. Melihat dari proses penanganan rumput laut di atas sampai dengan proses pencucian, dibutuhkan suatu mesin/alat yang sifatnya lebih efisien dan efektif dari proses yang dilakukan secara konvensional sehingga kualitas rumput laut lebih bagus untuk proses penanganan selanjutnya.
Gambar 2. Kerangka pemikiran penelitian
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk terciptanya desain atau konstruksi peralatan (instrumen) pencuci rumput laut berteknologi hybrid dengan menggabungkan sumber energi penggerak yang dihasilkan dari sistem pedal dan sistem tenaga surya.
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk :
1. memudahkan para pengusaha budidaya rumput laut untuk mendapatkan nilai tambah dari produksi rumput laut yang dihasilkannya.
2.
peningkatan produktivitas dan efektivitas serta nilai hasil olahan rumput laut sehingga memiliki nilai tawar yang lebih tinggi.Proses panen rumput laut
Pengangkatan ke darat
Pencucian dengan mesin
pencuci rumput laut
Bahan-bahan pencemar
kontaminan terbuang
Pengeringan rumput laut
Pencucian dan penyortiran
Proses pengolahan rumput
laut menjadi bahan olahan
(agar, karagenan, algin)
2.1. Rumput Laut
Rumput laut (Gambar 3) sangat populer dalam dunia perdagangan sedangkan dalam ilmu pengetahuan dikenal sebagai alga/ganggang. Rumput laut sebenarnya adalah alga yang termasuk dalam kelompok tumbuhan tingkat rendah atau disebut sebagai Thallophyta yang hidup di laut. (Parenrengi et al., 2010). Walaupun lebih kompleks dari unisel alga, rumput laut masih kurang kompleks dibandingkan dengan tumbuhan tingkat tinggi dalam hal reproduksi dan struktur tubuh. Kebanyakan ahli menggolongkan rumput laut ke dalam kingdom Protista (Nybakken, 1992).
Dibanding dengan alga lain, rumput laut ini tidak memiliki daun sejati, batang dan akar. Keseluruhan tubuh disebut sebagai Thallus yang dapat berupa filamen, bantalan berkulit keras, ataupun lumut laut raksasa. Semua bagian dari Thallus dapat melakukan fotosintesis selama bagian tersebut memiliki klorofil. Bagian lembaran yang bagiannya mendatar disebut sebagai Blade. Blade bukan merupakan daun sejati karena kedua sisi lembarannya sama persis dan tidak memiliki stomata (Nybakken, 1992).
Jenis-jenis rumput laut berdasarkan komposisi pigmen dibagi menjadi 4 kelas, yaitu : Chlorophyceae (ganggang hijau), Rhodophyceae (ganggang merah), Cyanophyceae (ganggang biru), Phaeophyceae (ganggang coklat). Dari keempat kelas tersebut hanya dua kelas yang banyak digunakan sebagai bahan mentah industri, yaitu (Istini et al., 1998) :
1. Rhodophyceae (ganggang merah) yang antara lain terdiri dari : - Gracilaria, Gelidium sebagai penghasil agar-agar;
- Chondrus, Eucheuma, Gigartina sebagai penghasil karaginan; dan - Fulcellaria sebagai penghasil fulceran.
2. Phaeophyceae (ganggang coklat) yang antara lain terdiri dari : Ascephyllum, Laminaria, Macrocystis sebagai penghasil alginat.
melekat. Rumput laut yang terdapat didasar laut banyak terdapat disepanjang pantai, mulai zona pasang surut sampai sinar matahari dapat tembus ke dasar perairan. Pertumbuhan dan penyebaran rumput laut seperti halnya biota perairan lainnya sangat dipengaruhi oleh toleransi fisiologi dari biota tersebut untuk beradaptasi dengan faktor-faktor lingkungan,seperti subtrat, salinitas, temperatur, intensitas cahaya, tekanan dan nutrisi. Secara umum, rumput laut dijumpai tumbuh didaerah perairan yang dangkal (intertidal dan sublitorral) dengan kondisi perairan berpasir, sedikit lumpur atau campurankeduanya (Nybakken, 1992)
2.2. Kegunaan Rumput Laut dan Hasil Olahannya
Rumput laut telah lama digunakan sebagai makanan maupun obat-obatan di negeri Jepang, Cina, Eropa maupun Amerika. Diantaranya sebagai nori, kombu, puding atau dalam bentuk hidangan lainnya seperti sop, saus dan dalam bentuk mentah sebagai sayuran. Adapun pemanfaatan rumput laut sebagai makanan karena mempunyai gizi yang cukup tinggi yang sebagian besar terletak pada karbohidrat di samping lemak dan protein yang terdapat di dalamnya. Hasil analisa dari sebagian jenis rumput laut yang berasal dari daerah Sulawesi Selatan dan Bali dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisa rumput laut yang berasal dari wilayah Sulawesi Selatan dan Bali
Selain itu Istini (1998) menjelaskan di samping digunakan sebagai makanan, rumput laut juga dapat digunakan sebagai penghasil alginat, agar-agar, karagenan, fulceran, pupuk, makanan ternak dan Yodium. Beberapa hasil olahan rumput laut yang bernilai ekonomis yaitu :
1. Alginat, digunakan pada industri :
- farmasi sebagai emulsifier, stabilizer, suspended agent dalam pembuatan tablet, kapsul;
- kosmetik : sebagai pengemulsi dalam pembuatan cream, lotion dan saus;
- makanan : sebagai stabilizer, additive atau bahan tambahan dalam industri tekstil, kertas, keramik, fotografi dan lain-lain.
2. Agar-agar, banyak digunakan pada industri/bidang : - makanan : sebagai stabilizer, emulsifier, thickener; - mikrobiological : sebagai cultur media;
- kosmetik : sebagai pengemulsi dalam pembuatan lotion, cream dan salep; dan - lainnya digunakan sebagai additive dalam industri kertas, tekstil.
Karaginan, biasanya diproduksi dalam bentuk garam Na, K, Ca yang dibedakan dua macam yaitu kappa karaginan dan lota karaginan berasal dari Eucheuma cottoniidan Eucheuma striatum. Iota kagarinan berasal dari Eucheuma spinosum. Kedua jenis karaginan tersebut dapat berfungsi sebagai stabilizer, thickener, emulsifer, gelling agent, dan pengental. Pemakaian karaginan diperkirakan 80% digunakan di bidang industri makanan, farmasi dan kosmetik. Pada industri makanan sebagai stabilizer, thickener, gelling agent, additive atau komponen tambahan dalam pembuatan coklat, milk, pudding, instant milk, makanan kaleng dan bakery, sedangkan untuk industri non food antara lain pada industri :
1. farmasi : suspensi, emulsi, stabilizer dalam pembuatan pasta gigi, obat- obatan, mineral oil.
(sumber : http://www. indonesia.go.id. 2004)
Gambar 3. Jenis rumput laut (a) Gracilaria spp, (b) Euchema spp.
2.3. Komoditi Rumput Laut
Rumput laut merupakan salah satu sumber devisa negara dan sumber pendapatan bagi masyarakat pesisir. Selain dapat digunakan sebagai bahan makanan, minuman dan obat-obatan, beberapa hasil olahan rumput laut seperti agar-agar, alginat dan karaginan merupakan senyawa yang cukup penting dalam industri (Istini et al, 1998). Sebagian besar rumput laut di Indonesia diekspor dalam bentuk kering (Suwandi, 1992). Bila ditinjau dari segi ekonomi, harga hasil olahan rumput laut seperti karaginan jauh lebih tinggi dari pada rumput laut kering. Jenis rumput laut yang merupakan komoditas budidaya di Indonesia adalah Gracilaria spp. (kelompok agarofit) dan Eucheuma spp. (kelompok karaginofit).
Pertumbuhan ekspor rumput laut Indonesia dipicu oleh peningkatan permintaan dari negara tujuan utama ekspor rumput laut Indonesia yaitu, Denmark, Cina, Filipina, dan Hongkong. Total ekspor ke empat negara tersebut mencapai 57% dari total ekspor rumput laut Indonesia. Pertumbuhan ekspor rumput laut Indonesia ke Filipina tercatat mengalami peningkatan paling besar dengan rata-rata pertumbuhan 123% pada lima tahun terakhir. Sedangkan ekspor ke Cina meningkat 99% dan ekspor ke Denmark meningkat 24% pada lima tahun terakhir (Tabel 2.).
Permintaan rumput laut di pasar dunia pada tahun 2005 diperkirakaan mencapai 260.571.050 ton, tahun 2006 meningkat menjadi 273.599.602 ton, tahun 2007 (287.279.582 ton), dan tahun 2009 sebanyak 316.725.339 ton. Permintaan pasar sebesar itu belum mampu terpenuhi karena hanya sedikit negara yang bisa membudidayakan komoditas tersebut, termasuk Indonesia (Nurdjana, 2006).
Tabel 2. Tujuan utama ekspor rumput laut Indonesia Tujuan Ekspor Rumput Laut Ekspor 2004 (000 )USD Ekspor 2004 (Tons) Share dari Indonesia ekspor (%) ROG nilai ekspor 2000-2004 (%) ROG kuantitas ekspor 2000-2004 (%) Peringkat dalam mengimpor rumput laut (%)
Pertumbuhan impor Rumput laut
2000-2004 (%)
Denmark 4.208 5.294 17 24 21 5 1
China 4.010 13.785 16 99 94 4 23
Philiphima 3.370 5.302 13 123 131 14 45
Hong Kong 2,659 9.214 11 3 0 12 16
Spanyol 2.404 4.716 10 1 2 11 2
Jepang 1.945 202 8 10 -1 1 7
USA 1.398 1,750 6 28 15 2 3
Chilie 674 2.361 3 29 61 18 -5
Korea 610 1.152 2 11 23 8 11
Brazil 518 917 2 - - 26 4
(Sumber: PT Bank Ekspor Indonesia (Persero) in Nur Hira, 2006)
Produksi rumput laut kering dalam setahun rata-rata 12 ton per Ha, Jika seluruh areal potensial sebesar 770.000 Ha tersebut dimanfaatkan secara optimal, maka total produksi rumput laut secara nasional mencapai 9.240.000 ton per tahun. Jika diasumsikan harga di pasar dunia sekitar Rp. 4.0 juta per ton, maka akan diperoleh pendapatan sebesar Rp. 36,96 triliun. Berdasarkan nilai dan perkembangan data statistik di atas terlihat bahwa komoditas rumput laut jika digarap secara sungguh-sungguh dapat menjadi sumber devisa dan sekaligus meningkatkan pendapatan masyarakat. Tantangan pengembangan budidaya rumput laut saat ini adalah bagaimana menggiring kegiatan budidaya ini ke arah industrialisasi (Nurdjana, 2006).
Berdasarkan uji kelayakan mutu yang diterima oleh konsumen akhir maka terdapat badan-badan yang berkompeten mengeluarkan baku mutu untuk menjamin kualitas rumput laut yang dikonsumsi atau dijadikan sebagai bahan baku, berikut ini adalah beberapa syarat yang harus dipenuhi dalam baku mutu rumput laut (Nurdjana, 2006) :
1. Baku mutu yang ditetapkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN), SNI 01-2690-1998 :
- Organoleptik (bau khas rumput laut), - kandungan benda asing minimal 5 % - kadar air maksimal 35 %
- kandungan karaginan minimal 25% 2. Syarat Mutu yang ditetapkan oleh pembeli:
- kadar garam (15-40%)
3. FAO :
- kandungan karaginan minimal 25 % - kadar sulfat 15-40%
- Viskositas minimal 5 cps
Pencucian rumput laut dimaksudkan untuk menghilangkan kotoran-kotoran baik itu berupa pasir, kerikil, garam, kapur, maupun jenis kotoran yang lainnya, sehingga diperoleh rumput laut yang bersih. Perlakuan pencucian sangat penting dilakukan karena tidak semua proses pencucian mampu menghilangkan kotoran dengan kadar yang tinggi. Cara pencucian pun sangat berpengaruh terhadap mutu produk tepung karaginan yang dihasilkan jika tidak berhati-hati dalam melakukan pencucian maka kemungkinan besar bahan banyak yang rusak, masih menempelnya kotoran-kotoran pada bahan, dan hilangnya kandungan-kandungan penting pada rumput laut seperti ion-ion pembentuk gel bisa terjadi. Pencucian rumput laut dapat dilakukan pada saat basah setelah di panen atau setelah dikeringkan, setelah dicuci bersih rumput laut dikeringkan hingga kadar air sekitar 20-25%. Untuk memperoleh mutu rumput laut kering yang baik, rumput laut dapat dicuci dengan larutan alkali (KOH atau NaOH), larutan kapur tohor dan dapat dicuci dengan air tawar yang sebelumnya dilakukan proses perendaman (Anggadiredja et al., 2006).
2.4. Proses Pencucian Rumput Laut
Air tawar (H2O) sering digunakan dalam pencucian rumput laut . Air yang akan digunakan harus memenuhi standar mutu air, yaitu kadar air yang diperbolehkan dalam zat yang akan digunakan yang dalam hal ini air yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau. Pencucian rumput laut dalam air biasanya dilakukan melalui perendaman terlebih dahulu. Hasil penelitian Warkoyo (2007) in Soleh (2011), perendaman rumput laut Eucheuma spp. dalam air tawar selama 24 jam menghasilkan kadar abu karaginan relatif rendah dan menghasilkan kekuatan gel terbaik pada perendaman dengan air tawar selama 12 jam. Selain untuk menghilangkan kotoran, baik berupa pasir, lumpur dan kotoran lain yang menempel pada rumput laut, secara umum pencucian rumput laut dalam air tawar dilakukan untuk mengurangi bau amis dan kadar garam. Pada perendaman rumput laut coklat dalam air bertujuan untuk mengembalikan kondisi segar dari rumput laut coklat dan untuk mempersiapkan tekstur rumput laut coklat menjadi lunak sehingga mempermudah proses ekstraksi alginat dan juga untuk melarutkan laminarin, manitol, zat warna dan garam-garam.
manual tanpa menggunakan alat sampai berwarna putih yang kemudian dilakukan proses pengeringan dengan penjemuran di bawah sinar matahari. Proses pencucian dan pengeringan ini dilakukan beberapa kali sehingga diperoleh rumput laut yang bersih dan putih. Sementara untuk proses pencucian secara semi tradisional setelah proses pembersihan awal dicuci lagi supaya lebih bersih.
Proses pencucian rumput untuk skala produksi besar (modern), pencucian dilakukan dengan mesin yang dibangkitkan dengan menggunakan bahan bakar bensin. Salah satu contoh mesin pencuci rumput laut ini (Gambar 4) menggunakan motor yang memiliki kekuatan 5,5 - 6,5 HP, sehingga kapasitas tampung dari rumput laut mencapai 100 - 500 kg/jam. Mesin pencuci ini dapat mencuci rumput laut basah setelah panen ataupun mencuci rumput laut hasil cacahan. Pencucian sekaligus netralisasi rumput laut, dilengkapi sirip-sirip pengaduk, produktivitas tinggi dan material tabung keseluruhan berbahan stainless merupakan kelebihan yang datawarkan alat ini.
Pencucian dilakukan dalam drum-drum berisi air yang mengalir secara over flow atau pencucian dengan mengalirkan air tawar ke dalam drum berlubang arah horizontal yang berisi rumput laut. Drum berputar mengikuti porosnya (Istini et al., 1998).
(sumber : Anonymous, http://promo88.com/wp-content/uploads/2011/05/550109-500x479.jpg,)
Banyak teknologi saat ini yang merusak bumi melalui polusi atau dengan menguras sumber daya alami yang tidak dapat diperbaharui di lingkungan. Ini menyebabkan banyak masalah yang muncul di daerah setempat sehingga dibutuhkan sebuah solusi untuk memecahkan masalah tersebut. Penggunaan teknologi tepat guna merupakan sebuah solusi yang tepat.
2.5. Teknologi Hybrid
Pengembangan teknologi tepat guna untuk sumberdaya energi alternatif merupakan sebuah solusi dalam menghadapi krisis energi. Hampir semua energi yang gunakan berasal dari bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak dan gas alam termasuk dalam pembangkitan sumber energi listrik. Ketiga bahan tersebut merupakan non sumber energi terbarukan (sumber energi yang tidak dapat diperbaharui) karena ketiga bahan tersebut memerlukan jutaan tahun untuk terbentuk kembali untuk dapat digunakan lagi. Pembakaran bahan bakar fosil menyebabkan terjadinya pelepasan dalam jumlah besar karbondioksida, jika konsumsi energi terus meningkat pada tingkat sekarang diprediksikan suhu bumi akan naik/pemanasan global.
Belajar dari konsep teknologi “berbagi” yang dikembangkan pada teknologi hybrid di dunia otomotif, berbagai inovasi dapat terbentuk dengan mengadopsi inovasi tersebut bagi kebutuhan dalam dunia bisnis ataupun dunia produksi (Miller, 2004).
Teknologi hybrid terbukti memberikan efek penghematan konsumsi sumber energi, namun untuk pengembangan mesin pencuci rumput laut ini akan menggunakan teknologi hybrid perpaduan antara sumber energi dari sistem pedal yang digerakan oleh tenaga manusia dengan sistem listrik yang dihasilkan dari sistem tenaga surya. Berikut adalah penjelasan tentang teknologi hybrid penggabungan dari sistem pedal dan sumber tenaga matahari.
2.5.1. Sistem pedal
Sistem pedal menggunakan tuas yang digerakkan oleh kaki untuk mengoperasikan kerja dari suatu mesin/alat. Sistem pedal umumnya digunakan pada sepeda yang berfungsi sebagai alat transportasi. Tuas yang digerakkan oleh kaki pada porosnya akan mengoperasikan ban belakang sepeda untuk meluncur/melaju mengikuti pergerakan kaki melalui perantara transmisi rantai sebagai penghubung gigi roda depan dengan gigi roda belakang yang terpasang pada sepeda (Shigley et,al, 2004).
Jauh dari sumber listrik dan susah masuknya teknologi, sistem pedal terbukti dapat mengatasi kekurangan tersebut (Hu et al, 2005). Teknologi pedal tersebut dapat digunakan untuk mengganti kegunaan alat-alat yang membutuhkan listrik seperti, blender, pompa air , dan mesin cuci (Gambar 5).
(Sumber: Hu et al, 2005)
Gambar 5. Blender (a) dan pompa sumur (b) yang menggunakan sistem pedal
2.5.2. Sistem tenaga matahari
Letak Negara Indonesia yang berada pada garis khatulistiwa memberikan peluang terhadap Negara Indonesia untuk memanfaatkan radiasi sinar matahari yang cukup tinggi dan merata dalam menyuplai daya listrik untuk kebutuhan sehari-hari. Penggunaan solar panel dapat dijadikan solusi sebagai sumber daya listrik yang relatif murah dan indenpenden (Gambar 6). sangat menjanjikan. Sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan pembangkit listrik menggunakan uap (dengan minyak dan batubara). Perkembangan teknologi dalam membuat
Gambar 6. Bentuk panel surya yang dipasarkan
Keunggulan solar panel antara lain adalah (1) ramah lingkungan, (2) pemasangan fleksibel, praktis, tidak memerlukan perawatan sulit, (3) energi yang terbarukan/tidak pernah habis dan tidak memerlukan bahan bakar minyak, (4) tahan Lama; umur kebutuhan. sebagai komponen penting pembangkit listrik tenaga surya, mendapatkan tenaga listrik pada pagi sampai sore hari sepanjang ada sinar matahari. Tenaga listrik pada pagi - sore disimpan dalam pada malam hari (Patel, 2000). Konfigurasi peralatan utama pada sistem solar panel untuk kebutuhan listrik sehari-hari dapat dilihat pada Gambar 7.
Untuk instalasi listrik tenaga surya sebagai pembangkit listrik, diperlukan komponen sebagai berikut.:
2.5.2.1. Solar panel/panel surya
surya menghasilkan arus yang digunakan untuk mengisi photovoltaic, yang menghasilkan listrik dari intensitas cahaya, saat intensitas cahaya berkurang (berawan, hujan, mendung) arus listrik yang dihasilkan juga akan berkurang. Dengan menamba Umumnya panel surya dengan ukuran tertentu memberikan hasil tertentu pula. Contohnya ukuran a cm x b cm menghasilkan listrik DC (Direct Current) sebesar x Watt per jam. Menurut Jha (2010), terdapat 4 macam jenis solar panel yang memiliki karakteristik yang berbeda-beda dalam hal efesiensi perubahan daya, daya tahan, biaya pembuatan, serta penggunaannya untuk tiap jenisnya (Tabel 3.)
Tabel 3. Perbandingan jenis-jenis panel surya Jenis solar panel Efesiensi perubahan daya Daya tahan
Biaya Keterangan Penggunaan
Sangat baik
Mono Sangat
baik Baik Kegunaan Pemakaian Luas Sehari-hari Baik Poly Sangat baik Sangat baik Cocok untuk produksi massal di masa depan
Sehari-hari
Cukup baik Amorphous
Cukup
baik Baik
Bekerja baik dalam pencahayaan fluorescent Sehari-hari & perangkat komersial (kalkulator) Sangat baik Compound (GaAs) Sangat baik Cukup
baik Berat & rapuh
Pemakaian di luar angkasa (Sumber: Jha, 2010)
Lima faktor utama yang mempengaruhi unjuk kerja/performansi dari solar panel adalah (Fraas et al, 2010):
1. Bahan pembuat solar panel 2. Resistansi beban
volt, tegangan baterai biasanya antara 11.5 sampai 15 Volts. Untuk dapat men-charge baterai, solar panel harus beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi daripada tegangan baterai.
3. Intensitas cahaya matahari
Semakin besar intensitas cahaya matahari secara proposional akan menghasilkan arus yang besar. Jika tingkatan cahaya matahari menurun, bentuk dari kurva I-V menunjukkan hal yang sama, tetapi bergerak ke bawah yang mengindikasikan menurunnya arus dan daya. tegangan tidak berubah oleh bermacam-macam intensitas cahaya matahari (Gambar 8).
4. Suhu/ temperatur panel surya
Ketika keadaan suhu pada solar panel meningkat diatas standar suhu normal, yaitu 25 derajat Celcius efisiensi solar panel dan efesiensi tegangan akan berkurang. Gambar 9 memperlihatkan ketika suhu sel meningkat diatas 25 derajat Celcius (suhu pada solar panel, bukan suhu udara), bentuk kurva I-V tetap sama, tetapi bergeser ke kiri sesuai dengan kenaikan suhu solar panel menghasilkan tegangan dan daya yang lebih kecil. Panas dalam kasus ini, adalah hambatan listrik untuk aliran elektron. Untuk itu aliran udara di sekeliling modul panel surya sangat penting untuk menghilangkan panas yang menyebabkan suhu solar cell panel yang tinggi.
Gambar 9. Kurva I-V terhadap suhu/temperatur pada panel surya
5. Bayangan/shading
Solar panel terdiri atas beberapa silikon yang diserikan untuk menghasilkan daya yang diinginkan. Satu silikon menghasilkan 0.46 Volt, untuk membentuk solar cell panel 12 Volt, 36 silikon diserikan, hasilnya adalah 0.46 Volt x 36 = 16.56. Shading adalah dimana salah satu atau lebih sel silikon dari matahari. Shading akan mengurangi pengeluaran daya dari panel surya. Beberapa jenis modul solar panel sangat terpengaruh oleh shading dibandingkan yang lain.
2.5.2.2. Solar charge controller
Solar charge controller adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk
mengatur arus searah yang diisi keSolar
charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian - karena baterai sudah 'penuh') dan kelebihan tegangan dari pengisian akan mengurangi umur(Fraas et al, 2010).
1. Mengatur arus untuk pengisian keovercharging, dan overvoltage.
2. Mengatur arus yang dibebaskan/ diambil dari baterai agar baterai tidak full discharge, dan overloading.
3. Monitoring temperatur baterai
Gambar 10. Bentuk solar charge controler yang ada dipasaran
Seperti yang telah disebutkan di atas, solar charge controller yang baik biasanya mempunyai kemampuan mendeteksi kapasitas maka secara otomatis pengisian arus dari melalui monitor level tegangan baterai. Solar charge controller akan mengisi baterai sampai level tegangan tertentu, kemudian apabila level tegangan drop, maka baterai akan diisi kembali (Fraas et al, 2010).
2.5.2.3 Inverter
searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari
perangkat seperti bater
dihasilkan oleh PLN (Gambar 11). Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemiliha:
1. Kapasitas beban dalam Watt, usahakan memilih
mendekati dgn beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal 2. Input DC 12 Volt atau 24 Volt
3. Sinewave ataupun square wave output AC
tidak cepat panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka true sine wa yang paling mahal diantara yang lainnya karena yang outputnya paling mendekati bentuk gelombang asli dari jaringan listrik PLN. Dalam perkembangannya di pasaran juga beredar modified sine wavesquare wave dan sine wave. Perangkat yang menggunakan kumparan masih bisa beroperasi dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal tetapi pada square wave sama sekali.
Rugi-rugi (loss) yang terjadi pada bentuk panas. Pada umumnya effisiensi inverter adalah berkisar 50-90% tergantung dari beban outputnya. Bila beban outputnya semakin mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya semakin besar, demikian pula sebaliknya. Modified sine wave inverter ataupun square wave inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya akan jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter. Perangkatnya akan menyedot daya 20% lebih besar dari yang seharusnya (Hurley, 2006).
Gambar 11. Bentuk inventer yang ada dipasaran
2.5.2.4 Baterai
Baterai adalah alat penyimpan tenaga listrik arus searah (DC) (Gambar 12). Ada beberapa jenis baterai/aki di pasaran yaitu jenis baterai basah/konvensional, hybrid dan MF (maintenance free). Baterai basah/konvensional masih menggunakan asam sulfat (H2SO4
Aki konvensional memiliki kandungan timbalnya (Pb) yang tinggi sekitar 2,5% untuk masing-masing sel positif dan negatif. kandungan timbal untuk jenis hybrid sudah dikurangi menjadi masing-masing 1,7%. Hanya saja pada sel negatifnya sudah ditambahkan unsur Calsium. Adapun sel positif untuk baterai MF/kering masih menggunakan timbal 1,7%, tetapi sel negatifnya sudah tidak menggunakan timbal melainkan Calsium sebesar 1,7%. Ada beberapa pertimbangan dalam memilih baterai dalam penggunaannya (Fraas et al, 2010):
1. Tata letak, apakah posisi tegak, miring atau terbalik. Bila pertimbangannya untuk segala posisi, maka baterai kering adalah pilihan utama karena cairan air aki tidak akan tumpah. baterai kering tahan goncangan sedangkan untuk baterai basah bahan elektodanya mudah rapuh jika terkena goncangan.
2. Voltase/tegangan pada baterai yang banyak dijumpai di pasaran adalah yang bertegangan 6V, 12V dan 24V. Ada juga yang multipole yang mempunyai beberapa titik tegangan. Kapasitas baterai yang tertulis dalam satuan Ah (Ampere hour) yang menyatakan kekuatan baterai, seberapa lama baterai tersebut dapat bertahan mensuplai arus untuk beban/load.
3. Cranking ampere yang menyatakan seberapa besar arus start yang dapat disuplai untuk pertama kali pada saat beban dihidupkan. Baterai kering biasanya mempunyai cranking ampere yang lebih kecil dibandingkan baterai basah, akan tetapi suplai tegangan dan arusnya relatif stabil dan konsisten. Itu sebabnya perangkat audio mobil banyak menggunakan baterai kering.
4. Pemakaian dari baterai itu sendiri apakah untuk kebutuhan rutin yang sering dipakai ataukah cuma sebagai back-up saja. Aki basah, tegangan dan kapasitasnya akan menurun bila disimpan lama tanpa recharge, sedangkan aki kering relatif stabil bila di simpan untuk jangka waktu lama tanpa recharge.
Gambar. 12. Bentuk baterai yang ada di pasaran
2.5.3. Aplikasi Penggunaan Solar Panel
Sampai saat ini, penggunaan solar panel sebagai salah satu energi alternatif telah meluas dalam berbagai bidang. Dilihat dari nilai ekonomis, pembangkit listrik tenaga surya (solar panel) memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan listrik yang dihasilkan dari PLN jika berada di daerah yang tidak dimungkinkan tersedianya jaringan listrik dari PLN, misalnya daerah terpencil, pertambangan, perkebunan, perikanan, dan desa terpencil. Dari segi jangka panjang, nilai ekonomisnya juga tinggi karena dengan perencanaan yang baik tahan 20-25 tahun. Baterai dan beberapa komponen lainnya dengan daya tahan 3 - 5 tahun.Tenaga surya dapat diaplikasikan sebagai berikut (Gambar 13):
1. Tenaga surya untuk
2. Tenaga surya untuk penerangan lampu jalan, taman, daerah pertambakan, dan pulau-pulau kecil
3. Tenaga surya sebagai sumber listrik untuk instalasi wireless (WIFI), radio pemancar, perangkat komunikasi.
3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian
Kegiatan penelitian dilaksanakan selama 8 bulan, dimulai bulan Agustus 2010 sampai dengan Maret 2011. Penelitian dilakukan di dua tempat, yaitu (1) Laboratorium Instrumentasi Kelautan, Departemen ITK, untuk melakukan perancangan mesin pencuci rumput laut dan pengujian lab dan (2) Desa Sanggrawayang, Pelabuhan Ratu, Sukabumi, Jawa Barat sebagai tempat diambilnya sampel rumput laut dari pembudidaya.
3.2. Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini ditabulasikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
No. Alat dan bahan Kegunaan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Seperangkat sepeda bekas
Dua drum plastik yang berbeda ukuran
Solar panel Kontroler Inventer Baterai 65Ah Motor AC Rumput laut
Bagian utama dari sistem pedal sebagai penggerak Mesin keseluruhan
Sebagai wadah penampung dari rumput laut
Mengubah panas matahari menjadi sumber energi listrik
Menstabilkan energi listrik yang dihasilkan dari solar panel
Perangkat yang merubah tegangan DC menjadi tegangan AC 220 Volt
Media penyimpanan sumber listrik
Motor penggerak yang mengaduk wadah penampungan rumput laut, selain menggunakan sistem pedal
3.3. Alur Penelitian
[image:42.595.93.553.134.677.2]Alur penelitian mengikuti pola algoritma yang digambarkan pada Gambar 14.
Gambar 14. Diagram alur tahapan pembuatan mesin
Mulai
Perumusan Masalah
Perancangan Model
Model
Memenuhi
syarat
Perancangan
Perangkat
Sistem Tenaga
Matahari
Sistem pedal
Intergrasi Perangkat
Uji coba
3.4. Perancangan Mesin
Secara umum konsep perancangan mesin pencuci rumput laut ditunjukkan pada Gambar 15.
Ada 2 proses pekerjaan perancangan mesin pencuci rumpun laut teknologi hybrid ini, yaitu :
1. Perancangan sistem elektronika 2. Konstruksi rangka
3.4.1. Perancangan sistem elektronika
Mesin pencuci rumpun laut teknologi hybrid ini dirancang dengan menggunakan solar panel sebagai sumber energi yang dapat disimpan dalam dry cell battery/baterai kering yang kemudian digunakan untuk menggerakan motor AC. Kemudian, motor AC ini akan memutar wadah (drum) sehingga rumput laut didalam wadah teraduk (Gambar 16). Bagian-bagian penting dari mesin pencuci rumpun laut teknologi hybridini adalah : 1. Sistem solar panel, merupakan sumber energi yang akan menghasilkan listrik untuk
menggerakan Motor AC. Energi matahari diserap oleh solar panel untuk dikonversi menjadi energi listrik. Besar kecilnya energi listrik yang terserap oleh solar panel tergantung pada intensitas dan lamanya penyinaran matahari, sehingga diperlukan adanya controller sebagai pengatur dan penstabil besaran energi yang dihasilkan solar panel. Aki kering pada sistem ini mempunyai fungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan energi.
2. Inverter, dikarenakan tegangan listrik yang dihasilkan oleh solar panel merupakan tegangan DC maka dibutuhkan alat untuk merubah tegangan DC menjadi tegangan AC yang dibutuhkan untuk menjalankan motor AC.
3. Motor AC berfungsi untuk menggerakan wadah penampung rumput laut yang terendam air.
Gambar 15. Konsep dasar perancangan mesin pencuci rumput laut Masukan (Rumput
laut kotor)
Mesin Pencuci Rumpun Laut Teknologi Hybrid
3.4.2. Konstruksi mesin pencuci rumput laut
Bahan dasar pembuatan rangka mesin pencuci rumput laut ini adalah besi. Bagian dari mesin pencuci rumput laut yang dapat membuat mesin ini moveable adalah sepeda bekas yang bagian depannya dilepas (ban depan dan stang) yang kemudian dilas dengan bagian rangka penopang wadah penampung rumput laut. Bagian wadah penampung terbuat dari bahan plastik untuk menghindari karat karena bekerja dengan air laut.
Desain mesin pencuci rumput laut ini menggunakan roda tiga yang dilengkapi dengan pemutar drum plastik dengan ontel (Gambar 17). Terdapat dua drum plastik berbeda ukuran yang digunakan sebagai wadah dalam sistem pencucian. Satu drum yang ukurannya lebih besar bersifat statis yang berfungsi untuk menampung air dengan jumlah maksimum 50 % dari kapasitas drum yang dilengkapi kran outlet air, sedangkan drum yang ukurannya lebih kecil ditempatkan di dalam drum yang ukurannya lebih besar. Drum tersebut bersifat dinamis yang bergerak memutar yang dihasilkan oleh sistem pedal menggunakan transmisi rantai dan gigi roda. Bagian drum dinamis dibuat berlubang-lubang dan dipasang palang sejajar sebanyak empat palang yang memungkinkan terjadinya pengadukan yang merata untuk rumput laut yang dimasukkan ke dalamnya. Tempat memasukkan rumput laut (loading) terdapat pada bagian atas. Rancangan sistem pencuci rumput laut ini dapat dipindahkan dan bersifat mobile, untuk mengantisipasi medan di daerah pesisir budidaya rumput laut dilakukan.
Gambar 17. Desain mesin pencuci rumpun laut
Berikut adalah komponen-komponen yang terdapat pada mesin pencuci rumput laut berbasis teknologi hybrid:
3.4.2.1. Motor Listrik AC
(sumber : http://eprints.ums.ac.id)
Gambar. 18. Komponen motor listrik AC
3.4.2.2. Kopling
Istilah kopling berkaitan dengan alat yang digunakan untuk menghubu ngkan dua poros pada kedua ujungnya dengan maksud perpindahan daya. Ada dua jenis kopling secara umum kopling kaku dan kopling fleksibel (Gambar 19). Kopling kaku di rancang untuk menghubungkan kedua poros secara kencang sehingga tidak terjadi gerakan relatif diantara kedua poros. Kopling fleksibel dirancang utuk memindahkan torsi secara halus yang memungkinkan terjadinya sedikit ketidak lurusan aksial, anggular dan radial. Fleksibelitas berfungsi ketika terjadi ketidak lurusan bagian-bagian kopling berpindah sedikit atau tanpa hambatan agar tidak terjadi tegangan lengkung atau aksial yang signifikan pada poros (Mott, 2004).
Gambar 19. Kopling fleksibel yang digunakan pada mesin
3.4.2.3. Bearing/bantalan bercangkang
mesin. Dalam banyak jenis mesin berat dan mesin-mesin khusus yang diproduksi dalam jumlah kecil, bantalan-bantalan bercangkang lebih dipilih daripada bantalan jenis lainnya (Gambar 20). Bantalan bercangkang memberikan sarana pengikatan bantalan secara langsung ke rangka mesin dengan menggunakan baut, bukan dengan menyisipkannya ke dalam ceruk yang dibuat di dalam rumah mesin.
Gambar 20. Bantalan bercangkang /bearing yang dipakai pada mesin
3.4.2.4. Transmisi Rantai
Rantai adalah elemen transmisi daya yang tersusun sebagai sebuah deretan penghubung dengan sambungan pena. Rancangan ini menyediakan fleksibilitas di samping juga memungkinkan rantai mentrasmisikan gaya tarik yang besar. Ketika mentransmisikan daya antara poros-poros yang berputar, rantai berhubungan terpadu dengan roda bergigi yang disebut sproket. Gambar 21 memperlihatkan transmisi rantai pada umumnya. Jenis rantai yang paling umum disebut rantai rol (roller chain), dimana rol-rol pada setiap pena menyediakan gesekan yang sangat kecil di antara rantai dan sproket.
(sumber: Mott, 2004)
3.5. Uji Coba Sistem Solar Panel pada Mesin Pencuci Rumput Laut
Uji coba ini dilakukan untuk pengambilan data dengan menguji efesiensi dari sistem solar panel dalam beberapa hal, yaitu perhitungan berapa lama penggunaan baterai untuk menjalankan motor AC, berapa arus yang dibutuhkan untuk menjalankan motor AC terhadap waktu baik dalam keadaan wadah kosong ataupun wadah terisi air dan rumput laut, daya yang dikonsumsi oleh mesin terhadap baterai, dan perhitungan putaran drum dinamis (rpm).
3.5.1. Pengambilan data putaran drum dinamis (rpm)
Kecepatan putar dari drum dinamis didapat dari perpindahan sudut (Youden, 1997). Perpindahan sudut adalah keliling lingkaran pedal dibagi dengan jari-jari jari pedal sehingga akan didapatkan persamaan berikut :
...(1) dimana; θ = Perpindahan sudut pada pedal (rad);
r = Jari-jari pedal (cm);
π = Sudut pada lingkaran (3.14).
atau dengan kata lain satu kali putaran adalah 360 atau 2 π rad. Pada gerak melingkar, kelajuan rotasi benda dinyatakan dengan putaran per menit (biasa disingkat rpm – revolution per minute). Kelajuan yang dinyatakan dengan satuan rpm adalah kelajuan sudut. Dalam gerak melingkar dapat juga menyatakan arah putaran. Kelajuan sudut adalah perpindahan sudut dibagi dengan waktu. Persamannya.:
...(2) dimana; ω = Kecepatan sudut pedal (rpm);
θ = Perpindahan sudut (rad); t = Waktu putar satuan (secon).
Pengambilan data kecepatan putar dilakukan secara manual dengan cara memberikan tanda untuk menentukan satu titik awal pada drum dinamis kemudian setelah titik tersebut kembali ke titik awal dihitung satu putaran. Perputaran drum dinamis dihitung dengan menggunakans stop watch selama satu menit.
3.5.2. Pengambilan data daya yang dikonsumsi oleh mesin terhadap baterai
Untuk mengetahui daya yang dikonsumsi oleh mesin dilakukan pengukuran pada baterai. Pengukuran dilakukan untuk mendapatkan nilai tegangan dan arus yang mengalir sebelum masuk ke konverter DC to AC. Pengukuran dilakukan dengan mengunakan digital multimeter untuk mengukur tegangan dan ampermeter DC untuk mengukur arus sehingga dapat mengukur daya yang dikeluarkan dengan persamaan berikut (Kularatna, 2003):
P = V × I ...(3) dimana; P = Daya yang dikeluarkan baterai;
V = Tegangan pada baterai; dan I = Arus yang mengalir menuju beban.
Hubungan antara daya (P), putaran (n), dan torsi (T) dalam poros dijelaskan melalui persamaan :
...(4) dimana; P = Daya (Watt atau N.m/s);
n = Putaran (rad/s); dan T = Torsi (Nm).
3.6. Uji Coba Mesin Pencuci Rumput Laut
Uji coba mesin pencuci rumput laut dilakukan untuk mengetahui efektivitas dari mesin dalam proses pencucian rumput laut. Pengujian untuk melihat hasil akhir proses pencucian rumput laut dilakukan dengan cara membandingkan kekeruhan air sebelum proses pencucian dengan air yang di dapatkan setelah proses pencucian rumput laut. Sampel air sebelum proses pencucian (sampel air kontrol) dimasukan terlebih dahulu ke dalam drum stasis kemudian sampel air dikeluarkan melalui outlet. Setelah proses pencucian rumput laut selama 10 menit, sampel air diambil kembali untuk dibandingkan dengan sampel air sebelumnya dengan pengulangan sebanyak dua kali..
4.1.1. Rangka dasar mesin
Desain awal dari mesin pencuci rumput laut mengacu pada mesin yang sifatnya fleksibel, ramah lingkungan dan moveable. Mesin dibuat untuk mudah digunakan, praktis, menggunakan energi yang terbarukan serta dirancang untuk dapat berpindah-pindah. Bagian yang terpenting dalam rancang bangun mesin adalah pembuatan rangka, Rangka berfungsi sebagai penopang dan pemersatu antara komponen-komponen mesin yang satu dengan komponen mesin yang lainya. Rangka menjadi bagian yang sangat penting sehingga dapat menentukan bentuk mesin yang ideal dalam rancang bangun alat. Rangka dasar dari mesin dibuat dari bahan dasar besi yang di sambung dengan sistem pengelasan. (Gambar 22)
[image:50.595.102.495.89.789.2]
Gambar 22. Rangka dasar mesin pencuci rumput laut
Mesin dibentuk menyerupai kendaraan pengangkut beroda tiga. Bagian depan yang mempunyai dua roda sejajar diperuntukkan sebagai rangka pengangkut sedangkan bagian belakang yang mempunyai satu roda merupakan hasil modifikasi dari sepeda tipe mountain bike sebagai rangka penggerak. Bagian stang dan roda depan dari bagian sepeda dihilangkan kemudian dihubungkan langsung dengan rangka pengangkut. Kendali arah untuk keseluruhan mesin dibuat menyatu pada bagian rangka pengangkut.
pembudidaya. Gambar 23 merupakan gambar skema kerangka dasar mesin pencuci rumput laut.
Gambar 23. Skema kerangka mesin pencuci rumput laut
Panjang, lebar, dan tinggi dari rangka mesin secara berturut-turur adalah 213 cm, 104 cm dan 115cm. Bagian kerangka mesin mempunyai 2 set pedal yang mempunyai fungsi yang berbeda, pedal bagian belakang merupakan pedal bawaan dari sepeda yang berfungsi dalam mobilitas mesin. Pedal bagian depan merupakan modifikasi yang dipasang pada bagian rangka pengangkut yang mempunyai kegunaan dalam menggerakkan wadah pencuci (drum dinamis).
penyerapan energi matahari oleh solar panel lebih lama dibandingkan dengan posisi tepat menghadap ke atas (kemiringan 00) sehingga energi yang dapat tersimpan lebih banyak.
Gambar 24. Rangka dasar yang telah dilengkapi kerangka untuk sistem solar panel
4.1.2. Mesin pencuci dengan penggerak sistem pedal
Salah satu sistem mekanika dalam menggerakkan bagian utama dari mesin pencuci adalah menggunakan sistem pedal. Sistem pedal yang digunakan menyerupai sistem pedal pada sepeda, dimana pada sepeda pedal yang dikayuh akan menggerakan roda belakang sehingga dapat berpindah sedangkan pedal pada mesin pencuci ketika dikayuh akan menggerakkan atau membuat drum dinamis berputar. Perpindahan gaya yang dihasilkan dari sistem pedal yang dikayuh menuju drum dinamis menggunakan transmisi rantai roll. Rancangan transmisi rantai roll ini selain menyediakan fleksibilitas, juga memungkinkan rantai mentrasmisikan gaya tarik yang besar. Pada saat pentransmisian daya antara poros-poros yang berputar, rantai berhubungan terpadu dengan roda bergigi yang disebut sproket (Gambar 25). Pada mekanisme sistem pencuci rumput laut ini menggunakan 2 transmisi rantai. Transmisi rantai pertama dihubungkan antara gear pedal dengan sproket dengan perbandingan 2 : 1, yang berarti setiap gear pedal berputar pada porosnya 1 kali maka sproket akan berputar 2 kali. Transmisi rantai yang kedua menghubungkan diantara 2 sproket dengan perbandingan 1 : 1.
bercangkang) yang dipasang pada kerangka pengangkut. Drum dinamis untuk dapat berputar pada porosnya pada bagian sisi kanan dan sisi kiri dipasang batang as yang dimodifikasi agar dapat mencengkram drum. Kemudian setiap batang as tersebut ditopang oleh masing-masing satu buah bearing/bantalan bercangkang agar beban daya untuk membuat drum berputar dapat terbagi pada kedua sisinya. Transmisi rantai yang menghubungkan antara sproket untuk menggerakkan drum dipasang disisi sebelah kiri.
4.1.3. Mesin Pencuci dengan Penggerak Sistem Motor AC
Prinsip mekanisme penggerak dengan sistem motor AC hampir sama dengan prinsip mekanisme sistem pedal, yang membedakan adalah untuk sistem pedal sebagai energi penggerak menggunakan tenaga kayuhan yang dilakukan oleh manusia, sedangkan untuk sistem penggerak motor AC menggunakan tenaga listrik untuk menggerakkan motor (Gambar 26).
Komposisi komponen alat yang dipakai pada penggerak sistem motor AC ini hampir sama dengan sistem pedal, kecuali adanya tambahan komponen kopling dan motor AC (Gambar 27.).
Gambar 26. Mesin pencuci rumput laut (a) dengan sistem pedal; (b) dengan sistem motor
Motor yang digunakan pada penelitian ini adalah motor AC yang memiliki daya 250 Watt dengan kecepatan putaran kurang lebih 1.400 rpm. Motor ini menggunakan gear box sebagai reduksi putaran untuk menaikkan torsi atau kekuatan putar motor. Gear box yang digunakan menggunakan pebandingan gear 1 : 7,5 atau dengan kata lain ketika motor berputar 7.5 kali gear box akan berputar satu kali sehingga perputaran motor akan menjadi lambat namun kekuatan putar motor atau torsi meningkat.
Penggunaan kopling bertujuan untuk menghubungkan poros motor dengan poros sistem mekanisme pencucian. Kopling akan memindahkan daya yang dihasilkan oleh motor menuju sistem mekenisme pencucian. Kopling yang digunakan adalah kopling fleksibel sehingga dapat memindahkan torsi secara halus yang disebabkan adanya sedikit ketidak lurusan aksial, anggular dan radial. Dikarenakan sistem mekanisme dengan penggerak motor ac bersatu dengan sistem penggerak pedal maka pada saat penggunaan sistem penggerak motor, pedal akan perputar pada porosnya mengikuti perputaran poros motor AC.
4.1.4. Mesin Pencuci dengan penggerak sistem hybrid
Mesin pencuci dengan penggerak sistem hybrid merupakan penggabungan dari kedua sistem penggerak, yaitu sistem pedal dan sistem motor. Penggabungan mekanisme ini dimaksudkan dalam pengoperasian mesin ini dapat saling berbagi. Berbagi disini memiliki arti dapat dioperasikan sendiri-sendiri maupun dioperasikan secara kooperatif tanpa harus merubah kondisi mekanika mesin.
Gambar 27. Bagian-bagian mesin pencuci dengan sistem motor AC
Tabel 5. Perbedaan pemakaian sistem penggerak dalam pengoperasian mesin pencuci rumput laut
Sistem Pedal Sistem Motor Sistem Hybrid 1. Bobot dan
volume air
Bobot rumput laut 10 -15 kg, volume air maksimal 110 liter
Bobot rumput laut maksimal 5 kg dan volume air
maksimal 36 liter
Volume air maksimal 90 liter 2. Perputaran drum dinamis pada porosnya Tidak menentu, tergantung kekuatan otot kaki pengguna
Perputaran konstan Perputaran konstan (kayuhan sinergi dengan perputaran motor AC) 3. Lama pengoperasian Tidak menentu, tergantung kekuatan otot kaki pengguna
Dengan bobot kurang lebih 4 jam
30 menit
4. Bentuk energi Ramah lingkungan, menggunakan
kekuatan otot manusia
Ramah lingkungan menggukan energi terbarukan, yaitu menggunakan solar panel Ramah lingkungan, menggabungkan kekuatan otot manusia dan listrik yang dihasilkan solar panel
Dioperasikan secara kooperatif maksudnya dalam penggunaan sistem penggerak motor AC dan kayuhan pada sistem pedal dilakukan pada saat bersamaan. Untuk beban maksimum biasanya dibutuhkan kayukan pedal sebagai awalan untuk membantu perputaran drum dinamis. Hal ini disebabkan motor AC pada saat awalan membutuhkan daya hampir 2 kali lipat dari daya pada saat perputaran konstan.
panel dan sistem pedal yang digerakan oleh tenaga manusia dan ramah lingkungan, mesin ini bisa dikategorikan sebagai green technology.
Energi surya yang ditangkap oleh solar panel akan dirubah menjadi energi listrik yang searah (DC). Pada penelitian ini solar panel yang digunakan memiliki daya keluaran maksimum 100 Wattpeak hasil penggabungan secara paralel dari dua buah solar panel 50 Wattpeak atau dengan dengan kata lain solar panel ini akan menghasilkan daya maksimum 100 Watt perjamnya.
[image:57.595.111.534.401.741.2]Daya yang dihasilkan oleh solar panel akan diproses oleh controller agar tegangan masukan yang berasal dari solar panel stabil. Selain sebagai penstabil tegangan controller juga berfungsi sebagai pengatur pengisian pada baterai sehingga daya yang masuk dari solar panel menuju baterai akan stabil dan tidak menyebabkan kerusakan pada aki pada saat pengisian. Biasanya tegangan yang dihasilkan solar panel berkisar 16 – 21 Volt, sehingga jika tanpa melalui controler baterai akan over-charge sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada baterai. Baterai yang dipakai adalah jenis aki kering dengan spesifikasi 12 Volt, dan 65 Ampere hour (Ah). Penempatan baterai pada mesin pencuci rumput ditempatkan pada bagian bawah dari kerangka pengangkut dan posisi tepat dibawah drum statis (wadah) (Gambar 28.)
Keluaran daya pada baterai berupa tegangan DC atau tegangan searah sedangkan pada motor yang digunakan menggunakan tegangan AC atau tegangan bolak-balik. Oleh karena itu pada penelitian ini digunakan inverter agar dapat merubah tegangan DC menjadi tegangan AC, sehingga dapat menggerakan motor listrik. Komponen-komponen sistem solar panel yang dipergunakan dijelaskan dalam Tabel 6.
Tabel 6. Komponen pembentuk sistem solar panel
No. Nama alat Spesifikasi alat
1. Solar panel
(2 buah dipasang secara paralel)
Bp Solar, model BP 350J Peak power (Pmax) : 50 watt
Warranted minimum P power : 45 watt Voltage (Vmp) : 17,7 V
Current (Imp) : 2,9 Ampere
Open circuit voltage (Voc) : 21,8 V Short circuit current (Isc) : 3,2 V Minimum bypass diode : 9 A Minimum series fuse : 20 A
2, Baterai Panasonic, valve regulated lead acid battery Model : LC X1265CH (12 Volt, 65 Ah, 20 hour) Pengisian baterai : 14,8 – 14,0 volt
Standby use : 13,5 – 13,0 volt
Intial current : kurang dari 25 Ampere
3. Controler Shinyoku, model S990
Tegangan 12 volt
Toleransi arus 5-10 ampere
25% Current max holding for one minute
Tegangan rata-rata yang masuk ke baterai 14,6 volt Self timer
4. Inverter DC to AC Suoer, power inverter model SDA 600 Daya maksimum 600 watt
Gambar 29 merupakan bentuk akhir dari mesin pencuci rumput berbasis teknologi hybrid. Sesuai dengan desain awal mesin pencuci rumput laut ini menggunakan roda tiga yang dilengkapi dengan pemutar drum plastik dengan ontel. Pada bagian kerangka pengangkut terdapat 2 drum plastik berbeda ukuran yang digunakan sebagai wadah dalam sistem pencucian. Satu drum yang ukurannya lebih besar (warna biru, diameter 60 cm dan panjang 95 cm) bersifat statis yang berfungsi untuk menampung air dengan jumlah maksimum 50 % dari kapasitas drum yang dilengkapi kran outlet air, sedangkan drum yang ukurannya lebih kecil (berwarna hitam, diameter 50 cm dan panjang 75 cm) ditempatkan didalam drum yang ukurannya lebih besar (Gambar 29.). Drum tersebut bersifat dinamis yang bergerak memutar pada porosnya setelah mendapat daya dari sistem pedal dan sistem motor AC menggunakan sistem transmisi rantai.
Bagian drum dinamis dibuat berlubang-lubang (Gambar 30) dan dipasang palang sejajar sebanyak 4 palang dengan luas penampang 2,5x50 (cm) yang memungkinkan terjadinya pengadukan yang merata untuk rumput laut yang dimasukkan ke dalamnya (Gambar 31). Tempat memasukkan rumput laut (loading) terdapat pada bagian atas. Rancangan pencuci rumput laut ini dapat dipindah atau bersifat mobile.
Gambar 29. Bentuk akhir mesin pencuci rumput laut berbasis teknologi hybrid (a) tampak samping; (b) tampak depan
Gambar 30. Wadah pencuci rumput laut (drum statis berwarna biru sedangkan drum dinamis berwarna hitam)
Gambar 31. Balok penampang yang terpasang didalam drum dinamis
4.2. Hasil Uji Coba
4.2.1. Uji coba mobilitas mesin pencuci rumput
Gambar 32. Pengguna/users sedang melakukan pengujian mobilitas mesin pencuci rumput laut
[image:61.595.112.498.116.665.2]Penempatan pivot (tumpuan) pada bagian bawah rangka pengangkut, tepatnya diantara dua roda bagian depan akan mengurangi tenaga yang akan dikeluarkan oleh pengguna/user dalam manuver jalur berbelok. Tenaga yang dikeluarkan oleh pengguna/user digunakan hanya untuk membuat roda depan berbelok kanan-kiri bukan membuat keseluruhan rangka pengangkut berbelok kanan-kiri.
4.2.2. Uji coba sistem penggerak pencuci rumput laut dengan sistem motor AC Untuk mengetahui daya yang dikonsumsi oleh mesin dilakukan pengukuran pada baterai/aki. Pengukuran dilakukan untuk mendapatkan nilai tegangan dan arus yang mengalir sebe
