RANCANG BANGUN SISTEM ANALISIS FINANSIAL PADA
PEMBUATAN
DIGESTER
TIPE
FIXED DOME
BERBASIS
WEB
RIENDY PUSPITASARI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK
CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun Sistem Analisis Finansial pada Pembuatan Digester Tipe Fixed Dome
Berbasis Web adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Riendy Puspitasari
ABSTRAK
RIENDY PUSPITASARI. Rancang Bangun Sistem Analisis Finansial pada Pembuatan Digester Tipe Fixed Dome Berbasis Web. Dibimbing oleh BAMBANG PRAMUDYA dan SRI WAHYUNI.
Reaktor biogas atau yang disebut dengan digester merupakan tempat terjadinya perubahan kotoran padat organik menjadi gas yang disebut dengan biogas. Biogas mudah terbakar karena mangandung campuran antara metana dan karbondioksida sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Tujuan dari penelitian ini ialah membangun sistem yang dapat menentukan tipe digester yang tepat sesuai dengan kebutuhan pengguna, serta menentukan biaya dan kelayakan dari digester dengan berbasis web. Kebutuhan pengguna yang dianalisis yaitu jumlah sapi yang dimiliki, luas lahan yang tersedia, serta jumlah rumah tangga yang menggunakan biogas. Ketiga faktor tersebut akan menentukan tipe digester yang sesuai untuk digunakan. Digester yang dianalisis bertipe Fixed Dome Beton dan
Fiberglass dengan ukuran yang setara. Hasil pemilihan sistem pakar menunjukkan bahwa rata-rata kondisi pengguna menghasilkan kesimpulan tipe digester Fiberglass 17 m3 dan analisis finansialnya menjelaskan bahwa
digester yang paling layak digunakan juga digester yang sama. Sistem analisis finansial berbasis web ini kemudian dievaluasi oleh pengguna yang menyatakan bahwa sistem ini bermanfaat serta butuh pengembangan lebih lanjut.
Kata kunci: biogas, digester, fixed dome, sistem pakar
ABSTRACT
RIENDY PUSPITASARI. Design of Financial Analysis System on Fixed Dome Digester Based Web. Supervised by BAMBANG PRAMUDYA and SRI WAHYUNI.
Biogas reactor or well known as digester is a place where organic dust change into biogas. Biogas are easy to burn, it contains misture from carbondioxyde and methan so it can be used as a fuel. Objective of this research is to build a system that can decide an ideal type of digester based on user needs, and also to determine cost and financial analysis. The system is based on web. User needs that will be analyzed is amount of cow, size of field for digester, and amount of family that used biogas for living. That three factor will determine which digester is ideal to used. The type of digester that used is from Concrete Fixed Dome and Fiberglass with equivalent capacity. Expert system result that average of user condition product a conclusion with type of digester are Fiberglass 17 m3, and the financial analysis result also pointed that the most valuable and benefit digester is the same type. Financial analysis system based on web also evaluated by user in form. Analysis result determined that system are useful and need the development afterwards.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
RANCANG BANGUN SISTEM ANALISIS FINANSIAL PADA
PEMBUATAN
DIGESTER
TIPE
FIXED DOME
BERBASIS
WEB
RIENDY PUSPITASARI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala
atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 ini ialah biogas, dengan judul Rancang Bangun Sistem Analisis Finansial pada Pembuatan Digester Tipe Fixed Dome Berbasis Web.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Bambang Pramudya, M Eng dan Ibu Sri Wahyuni, SE, MP selaku pembimbing, serta Bapak Dr Ir Moh. Solahudin, Bapak Supriyanto, STP, Msi dan Bapak Dr Liyantono STP MSi yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Ibu pegawai dan staf PT. Swen Inovasi Transfer yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR GRAFIK vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 3
TINJAUAN PUSTAKA 3
Sapi 3
Biogas 3
Evaluasi Proyek 6
Sistem Pakar 8
Internet 9
METODE 10
Waktu dan Tempat 10
Alat dan Bahan 10
Tahapan Penelitian 11
HASIL DAN PEMBAHASAN 14
Investigasi Sistem 14
Akuisisi Pengetahuan 14
Representasi Pengetahuan 27
Analisis Sistem 28
Desain Sistem 29
Implementasi Sistem 36
Pengujian 37
Rilis Aplikasi 37
Pengujian Lapang dan Evaluasi 37
SIMPULAN DAN SARAN 40
Simpulan 40
DAFTAR PUSTAKA 43
LAMPIRAN 41
DAFTAR TABEL
1 Perusahaan Sapi di Indonesia Tahun 2000 - 2013 1
2 Komposisi Biogas 4
3 Rasio C/N Beberapa Bahan Organik 4
4 Biogas Dibandingkan dengan Bahan Bakar Lain 5
5 Ukuran Digester dan Kebutuhan Bahan Baku per Hari 15
6 Produksi Kotoran Ternak 15
7 Potensi Produksi Gas 16
8 Jumlah Ternak Minimum yang Dibutuhkan 16
9 Total Biaya dan Manfaat DigesterFixed Dome Beton 3.5 m3 16 10 Analisis Finansial DigesterFixed Dome Beton 3.5 m3 17 11 Total Biaya dan Manfaat DigesterFixed Dome Fiberglass 4 m3 18 12 Analisis Finansial Digester Fixed Dome Fiberglass 4 m3 18
13 Biaya per Unit Output Energi Efektif Biogas 20
14 Tipe Digester yang Layak sebagai Pengganti LPG 20 15 Pengaruh Kenaikan Biaya Investasi 40% Terhadap NPV 21 16 Kenaikan Biaya Investasi Maksimum Agar Investasi Masih
Layak 22
17 Pengaruh Berkurangnya Penerimaan Sebesar 30% Terhadap NPV 23 18 Penurunan Penerimaan Maksimum Agar Investasi Masih Layak 23 19 Pengaruh Penurunan Umur Ekonomis Sebesar 50% Terhadap
Nilai NPV 23
20 Lama Pengoperasian Minimum Agar Investasi Masih Layak 24
21 Basis Data Sistem Pakar Pemilihan Digester 30
22 Bentuk Basis Data Sistem 30
DAFTAR GAMBAR
1 Jenis digester kubah tetap 6
2 Jenis digester fiberglass 6
3 Pelacakan ke depan (forward chaining) 9
4 Pelacakan ke belakang (backward chaining) 9
5 Flowchart penelitian 11
6 Diagram Pohon Sistem Pakar Pemilihan Digester 27
7 Kebutuhan pengguna sistem 29
8 Desain aritektur sistem 33
9 Desain user interface untuk sistem pakar pemilihan digester 34 10 Desain user interface untuk hasil pemilihan digester 34 11 Desain interface rincian biaya, manfaat, dan analisis finansial
digester 35
12 Form biaya digester 35
13 Halaman contact 36
14 Presentase kemudahan penggunaan sistem 38
15 Presentase manfaat sistem 38
16 Presentase tampilan grafis sistem 39
DAFTAR GRAFIK
1 Hubungan ukuran digester terhadap biaya investasi 19 2 Hubungan ukuran digester terhadap produksi gas 19 3 Pengaruh kenaikan biaya investasi terhadap NPV dan IRR 25 4 Pengaruh penurunan manfaat terhadap NPV dan IRR 25 5 Pengaruh penurunan umur ekonomis terhadap NPV dan IRR 26
DAFTAR LAMPIRAN
1 Biaya pembuatan dan analisis finansial digester Fixed Dome
Beton 6 m3 43
2 Biaya pembuatan dan analisis finansial digesterFiberglass 45 3 Analisis finansial digesterFiberglass 5 m3 46 4 Manfaat yang didapat dari digesterFixed Dome Beton 47
5 Contoh Perhitungan 48
6 Database sistem pakar pemilihan biogas 50
7 Desain database sistem 53
8 Relasi tabel dan database 55
9 Alur website 56
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebutuhan akan energi di Indonesia semakin meningkat dan menjadi bagian tak terpisahkan dari kebutuhan hidup masyarakat sehari-hari, namun pelaksanaan penyediaan energi yang dilakukan sampai saat ini masih belum dapat memenuhi kebutuhan masyarakat secara keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas ribuan pulau tersebar dan tidak meratanya pusat-pusat energi. Kurangnya ketersediaan energi juga disebabkan oleh berkurangnya ketersediaan sumber daya energi fosil, khususnya minyak bumi, yang sampai saat ini masih merupakan tulang punggung dan komponen utama penghasil energi listrik di Indonesia. Hal ini menyebabkan kesadaran manusia untuk melestarikan lingkungan meningkat untuk kemudian mencari altematif penyediaan energi listrik yang memiliki karakter;
1. Dapat mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian energi fosil, khususnya minyak bumi
2. Mampu memanfaatkan potensi sumber daya energi setempat, serta
3. Cinta lingkungan, dalam artian proses produksi dan pembuangan hasil produksinya tidak merusak lingkungan hidup disekitarnya.
Salah satu sumber energi yang memenuhi tiga karakter di atas ialah biogas. Biogas merupakan gas hasil aktivitas mikroba secara anaerobik, yang terdapat pada sisa-sisa biomassa dan tidak dimanfaatkan lagi. Umumnya biogas diproduksi pada biodigester yang berfungsi mereaksikan dan mengumpulkan biogas hasil reaksi. Biogas mengandung 60–65% gas metana (Harikishan 2008) yang berpontesi sebagai sumber energi alternatif. Salah satu bentuk penggunaan biogas sebagai sumber energi adalah menggunakannya sebagai bahan bakar pada motor pembakaran internal (internal combustion engine) (Pramuhadi et al. 2010). Selain itu, biogas juga banyak digunakan sebagai sumber energi listrik untuk penerangan, sumber energi panas untuk memasak, dan beberapa fungsi energi lainnya.
Walaupun biogas saat ini cukup banyak tersedia dan mudah didapat, banyak masyarakat yang berpikir bahwa menggunakan biogas adalah proses yang rumit. Sebenarnya pengguna hanya perlu mempersiapkan beberapa ekor sapi dan reaktor biogas serta sistem penyalurannya untuk menjadi sumber energi. Kondisi masyarakat Indonesia yang banyak memiliki peternakan sapi juga sangat membantu untuk perkembangan biogas sebagai sumber energi alternatif. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Jumlah Perusahaan Sapi di Indonesia Tahun 2000-2013
Sumber: Badan Pusat Statistik
Kegiatan Utama 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Pembibitan 14 15 15 10 12 12 6 6 4 4 4 3 6 1
Budidaya 391 407 402 375 341 348 484 511 95 90 84 87 70 63
Pengumpul Susu Sapi - - - 1 1 8 3
Proses pembuatan biogas membutuhkan media untuk membuat dan menyimpan biogas, yang disebut digester. Dalam membuat sistem digester yang baik dan optimal, perlu dilakukan analisis dalam menentukan tipe digester yang dibuat, berapa lahan yang harus disiapkan, serta berapa biaya pembuatannya agar
digester dapat dipakai secara optimal. Pada kenyataannya masyarakat hanya membuat digester dengan metode kira-kira tanpa memperhitungkan faktor-faktor yang mempengaruhinya.
Untuk menyelesaikan masalah tersebut, dibuat sistem perangkat lunak untuk analisis ekonomi dari pembuatan digester berbasis mobile web. Aplikasi ini dapat menentukan tipe digester yang akan dibuat berdasarkan dengan jumlah ekor sapi dan beberapa faktor lainnya sehingga digester yang dibuat dapat terpakai secara efisien. Adapun aplikasi ini dapat digunakan oleh seluruh masyarakat yang menggunakan PC, notebook, maupun laptop yang terhubung dengan internet dan dapat mengakses website aplikasi.
Aplikasi ini dibuat dengan berbasis web programming yang dimaksudkan untuk memudahkan pengguna dalam memberikan akses informasi tanpa batasan waktu dan tempat. Informasi – informasi tersebut dapat diakses dalam suatu sistem yang disebut sistem basis data (database). Sistem basis data dapat dikembangkan menjadi sistem yang dapat menyimpan kumpulan informasi berupa pengetahuan tentang analisis ekonomi pembuatan digester. Adanya sistem analisis ini diharapkan dapat menambah pengetahuan peternak untuk membuat digester
dan menganalisis kelayakan pembuatan serta penggunaan digester. Perumusan Masalah
Pada umumnya, proses pembuatan digester di Indonesia masih dilakukan secara manual, yaitu dengan metode perkiraan luas bangunan digester dari jumlah kotoran sapi yang dikeluarkan dan jumlah lahan peternak yang tersedia. Hal ini membuat digester tidak terpakai secara efisien, yaitu ukuran digester yang terlalu besar maupun kecil. Jika digester terlalu kecil maka tidak dapat menampung gas yang telah terbentuk, sedangkan jika terlalu besar tekanan udara di dalam digester akan kurang untuk mendorong gas ke atas. Keterbatasan pengetahuan peternak dalam memilih digester menjadi kendala tersendiri dalam penggunaan biogas sehingga penggunaannya tidak optimal.
Kemajuan teknologi saat ini dapat membagikan pengetahuan dimana saja dan kapan saja melalui internet, sehingga dapat membantu petani dalam memilih digester yang tepat serta mengetahui kelayakan digester yang dibangun melalui analisis finansial.
Tujuan Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
Sistem analisis finansial digester berbasis web terdiri dari dua bagian, yaitu bagian sistem pakar dan sistem anallisis finansial. Sistem pakar berfungsi untuk memilih digester yang tepat sesuai dengan kebutuhan peternak. Kesimpulan dari sistem pakar berupa tipe digester yang sesuai, yang kemudian dianalisis kelayakannya secara finansial. Analisis finansial digester terdiri dari hasil analisis biaya tetap, biaya operasional, penerimaan, dan analisis finansial. Analisis dilakukan terhadap dua tipe digester, yaitu Fixed Dome Beton yang dapat dibuat sendiri, dan digester Fiberglass yang diproduksi oeh PT. Swen Inovasi Transfer, Ciomas, Bogor.
TINJAUAN PUSTAKA
Sapi
Sapi susu atau sapi perah adalah sapi yang dikembangbiakan secara khusus karena kemampuannya dalam menghasilkan susu dalam jumlah besar. Dalam sejarahnya, sapi penghasil susu dan sapi pedaging tidak memiliki perbedaan mencolok, dengan induk yang sama dapat digunakan untuk menghasilkan sapi yang menghasilkan susu (sapi betina) maupun daging (umumnya sapi jantan).
Ada beberapa jenis limbah dari peternakan sapi, yaitu limbah padat, cair dan gas. Baik sapi perah maupun sapi potong menghasilkan limbah yang sama. Limbah padat adalah semua limbah yang berbentuk padatan atau berada dalam fase padat. Limbah cair adalah semua limbah yang berbentuk cairan atau berada dalam fase cair. Sementara limbah gas adalah semua limbah yang berbentuk gas atau berada dalam fase gas. Limbah tersebut dapat diolah menjadi energi, yaitu biogas (Wahyuni 2008).
Biogas
Biogas merupakan gas yang berasal dari limbah-limbah bahan organik. Gas yang dihasilkan dapat dibakar karena mengandung campuran antara gas methana dengan karbondioksida sehingga mudah terbakar dan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan.
Salah satu ternak penghasil biogas yang banyak dikenal ialah sapi. Sapi laktasi yang mempunyai bobot badan 450 kg membutuhkan rumput kurang lebih 30 kg, konsentrat 6 kg, air 50 liter per ekor per hari serta menghasilkan limbah berupa kotoran dan urin kurang lebih sebanyak 25 kg per ekor per hari (Wiryusuhanto dan Sudono dalam Wahyuni 2008). Selain itu, sapi juga menghasilkan limbah yang terdiri dari limbah padat, cair, dan gas.
Tabel 2 Komposisi Biogas
No Jenis Gas Komposisi Komposisi
1 Methana (CH4) 54-70% 65.7
7 Hidroen Sulfida (H2S) Sedikit sekali Tidak teratur
8 Nilai Kalori (kcal/m3) 4800-6700 6513 Sumber: Harahap et al. (1978)
Komposisi utama biogas ialah metana, dengan kandungan sekitar 60%. Inilah zat yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada biogas. Selain itu, biogas juga mengandung karbon dioksida dalam jumlah cukup besar, sekitar 25–35 % (Wahyuni 2011).
Proses pembentukan biogas
Biogas terbentuk dengan bantuan beberapa faktor, baik faktor internal (kimia), maupun faktor eksternal (lingkungan). Parameter-parameter yang berpengaruh dalam proses pembentukan biogas menurut Wahyuni (2011) diantaranya adalah jenis bahan organik, derajat keasaman, kandungan senyawa karbon dan nitrogen, suhu, laju pengumpanan, zat toksik yang terkandung didalam bahan organik, pengadukan, starter dan yang terakhir adalah lamanya waktu retensi.
Jenis bahan organik yang digunakan dapat berpengaruh terhadap lama waktu fermentasi oleh bakteri. Bahan organik berupa limbah pertanian yang banyak mengandung selulosa dan lignin biasanya lebih lama terurai (Pranayuda 2013).
Derajat keasaman saat proses fermentasi akan mengalami penurunan menjadi 6 atau lebih rendah akibat terbentuknya asam organik, padahal kehidupan mikroorganisme akan efektif dengan pH 6,5 – 7,5. Setelah 2 – 3 minggu, pH akan naik kembali menandakan perkembangan bakteri metanogenetik (Wahyuni 2011).
Mikroorganisme perombak dapat beraktivitas secara optimum jika imbangan C/N sebesar 25 – 30 (Wahyuni 2011). Imbangan C/N yang tinggi dapat menyebabkan produksi metana yang rendah. Hal ini disebabkan karena kandungan N dibutuhkan untuk sumber energi untuk perkembangbiakan bakteri pengurai. Rasio C/N dari beberapa bahan organik dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Rasio Karbon/Nitrogen Beberapa Bahan Organik
Tabel 3 Rasio Karbon/Nitrogen Beberapa Bahan Organik
Serbuk gergaji Di atas 200
Sumber: Karki dan Dixit, 1984 dalam Wahyuni, 2011. Manfaat Biogas
Pada proses anaerob pembentukan biogas, dihasilkan dua jenis produk yaitu biogas dan limbahnya. Biogas dapat digunakan untuk berbagai macam kegiatan. Pada kegiatan skala kecil, biogas digunakan untuk menggantikan minyak tanah untuk memasak, sedangkan untuk penggunaan skala besar biogas digunakan sebagai pembangkit listrik. Selain biogas, proses anaerob juga menghasilkan limbah yang berupa kotoran yang sudah tidak mengandung gas. Limbah ini dapat digunakan sebagai pupuk organik. Biogas yang dibutuhkan untuk skala rumah tangga berbeda dengan skala besar. Wahyuni (2008) menyatakan bahwa komponen biogas untuk skala rumah tangga memiliki metana ±60%, karbondioksida ±38%, oksigen, hidrogen, dan hidrogen sulfida sebesar ±2%. Sementara itu nilai kalori dari 1 m3 biogas sekitar 6000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Kesetaraan biogas dapat dilihat dari Tabel 4.
Tabel 4 Biogas Dibandingkan dengan Bahan Bakar Lain Keterangan Bahan bakar lain
1 m3 Biogas sudah banyak digunakan diantaranya reaktor jenis kubah tetap (fixed-dome), reaktor terapung (floating drum), dan reaktor jenis balon yang terbuat dari plastik namun tipe reaktor biogas yang paling sering digunakan ialah fixed dome dan
fiberglass.
a. Reaktor kubah tetap (fixed – dome)
Reaktor ini terdiri dari dua bagian yaitu digester dan kubah tetap.
Digester berfungsi sebagai tempat untuk mencerna biogas dan tempat bakteri pembentuk asam maupun bakteri pembentuk metana disimpan. Digester
Gambar 1 Jenis digester kubah tetap (Wahyuni 2008)
Material organik yang disimpan pada digester akan menghasilkan gas yang mengalir dan tersimpan pada bagian kubah. Keunggulan dari reaktor ini yaitu biaya konstruksi yang lebih murah daripada reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak yang menggunakan besi. Konstruksi yang sederhana membuat perawatan terhadap reaktor kubah tetap juga lebih mudah. Adapun kerugian dari tipe ini ialah sering terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksinya yang tetap.
b. Reaktor dari bahan fiberglass
Reaktor ini juga banyak digunakan untuk skala rumah tangga yang menggunakan bahan fiber glass sehingga lebih efisien untuk penanganan dan perubahan biogas. Reaktor ini terdiri dari digester dan tempat penyimpanan gas yang saling bercampur. Reaktor berbahan fiber glass sangat kedap, ringan, dan kuat sehingga biogas tidak akan bocor. Jika terjadi kebocoran akan mudah diperbaiki atau dibentuk kembali, dan dapat dipindahkan sewaktu-waktu jika peternak tidak menggunakannya lagi. Bentuk dari reaktor biogas dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Jenis digester fiber glass (Wahyuni 2008) Evaluasi Proyek
Analisis finansial sebelum melakukan proyek perlu dilakukan untuk menentukan hasil dari berbagai alternatif. Perhitungan dilakukan dengan cara menghitung pengeluaran dan pemasukan yang didapat dari masing-masing proyek. Pada tahap evaluasi proyek dibagi menjadi dua tahapan analisis, yaitu analisis ekonomi dan analisis finansial. Menurut Kadariah et al. (1978), dalam analisis ekonomi, proyek dilihat dari sudut perekonomian secara keseluruhan. Sedangkan dalam analisis finansial, proyek dilihat dari segi badan atau orang yang menanam modalnya dalam proyek. Beberapa tujuan dari analisis finansial ialah; 1. Menentukan investasi yang paling menarik bagi investor dari beberapa
kemungkinan yang ada
3. Memastikan keuntungan dari proyek cukup untuk menutup biaya operasi dan biaya lain seperti pajak, hutang, dan sebagainya
4. Menentukan besar keuntungan proyek bagi pengguna 5. Menjamin keunttungan proyek layak bagi pengguna
Ukuran baik tidaknya suatu proyek dapat ditentukan dengan indeks yang disebut kriteria investasi. Beberapa kriteria investasi yang sering digunakan ialah Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Net B/C, Payback Period, biaya per satuan output energi dan analisis sensitivitas (Pramudya 2010). 1. Net Present Value (NPV)
NPV adalah selisih antara penerimaan saat ini dengan biaya pada tingkat suku bunga tertentu.
∑
Keterangan:
Bt = Keuntungan pada tahun t Ct = Biaya pada tahun t
i = Tingkat modal yang berlaku
NPV proyek harus dihitung terlebih dahulu. Jika ada dua atau lebih proyek maka proyek yang dipilih ialah proyek dengan NPV paling tinggi. 2. Internal Rate of Return (IRR)
IRR adalah tingkat pengembalian dari modal proyek yang dianalisis, tingkat pengembalian berupa tingkat bunga saat NPV = 0.
4. Payback Period (PP)
PP adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengembalikan semua modal proyek. Semakin cepat waktu pengembalian modal maka proyek akan semakin menarik bagi investor karena resiko investasi akan semakin menurun.
5. Biaya per Unit Output Energi
Biaya per unit output energi dihitung untuk mengetahui besarnya biaya yang dikeluarkan untuk menghasilkan suatu output berupa satuan energi. Biaya per unit output dapat dihitung dengan persamaan berikut;
Keterangan:
GC = Biaya per unit output O = Biaya operasi tahunan
M = Biaya perawatan dan perbaikan tahunan AO = Hasil output tahunan
6. Analisis Sensitivitas
Analisis ini bertujuan untuk mendeskripsikan hubungan antara proyek dengan kemungkinan kesalahan faktor-faktor yang dipakai dan dihasilkan oleh proyek.
Sistem Pakar
Sistem pakar yang baik di rancang agar dapat dapat menyelesaikan suatu permasalahan tertentu dengan meniru kerja dari para ahli (Kusumadewi 2003). Ada empat komponen yang membentuk suatu sistem pakar sebagai berikut;
1. Basis Pengetahuan (Knowledge Base)
Jika proses akuisisi data telah selesai dilakukan, maka data-data tersebut harus direpresentasikan menjadi basis pengetahuan dan basis aturan yang selanjutnya dikumpulkan, dikodekan dan digambarkan dalam bentuk rancangan lain menjadi bentuk yang sistematis.
2. Basis Data (Database)
Basis data (database) adalah Himpunan kelompok data (arsip) yang saling berhubungan yang diorganisasi sedemikian rupa agar kelak dapat dimanfaatkan kembali dengan cepat dan mudah (Fathansyah 1999).
3. Mesin Inferensi (Inference Engine)
3.1.Pelacakan ke depan (forward chaining)
Gambar 3 Pelacakan ke depan (Kusumadewi 2003) 3.2.Pelacakan ke belakang (backward chaining)
Gambar 4 Pelacakan ke belakang (Kusumadewi 2003) 4. Antar Muka Pemakai (User Interface)
Antar muka pemakai memberikan fasilitas komunikasi antara pemakai dan sistem, memberikan berbagai keterangan yang bertujuan untuk membantu mengarahkan alur penelusuran masalah sampai ditemukan solusi dan memberikan tuntunan penggunaan sistem secara menyeluruh langkah demi langkah sehingga pemakai mengerti apa yang harus dilakukan terhadap sistem.
Internet
Internet berasal dari kata interconnection networking yang berarti hubungan antara berbagai macam komputer yang membentuk sistem jaringan di seluruh dunia melalui jalur komunikasi seperti jalur telepon, wireless, dan lainnya (Sutarman 2003).
1. World Wide Web
Penggunaan Internet awalnya digunakan untuk kepentingan militer. Seiring berkembangnya waktu, internet juga banyak dipakai untuk keperluan akademis. Di Indonesia, Internet lebih diasosiasikan dengan bisnis (ISP, e-commerce) dan entertainment (Rahardjo 2002).
2. Internet sebagai client server
Sistem berbasis client-server memanfaatkan web browser untuk meringankan kerja server, menampilkan informasi, dan menyediakan tampilan pengguna (user interface) yang tidak perlu dilakukan secara langsung oleh server, namun oleh webbrowser (Hethmon 1997). Sifat web browser memiliki kesamaan dengan jaringan host terminal tetapi dengan kemampuan membentuk
user interface yang sifatnya grafis maka web browser digolongkan ke smart-dumb terminal.
3. Web dengan informasi dinamis
(Relational Database Management System) dan aplikasi lainnya yang kemudian dikirim ke browser dalam bentuk HTML (Syukur 1999).
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan di laboratorium Teknik Bioinformatika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fateta IPB, serta di PT. Swen Inovasi Transfer, Ciomas, Bogor. Penelitian dilakukan terhitung mulai Maret - Juli 2015.
Alat dan Bahan
1. Perangkat lunak
a. Dreamwaver CS6 dan Notepad++; untuk desain tataletak interface, pengkodean logika sistem, dan uji coba internal
b. MySQL; untuk layanan basis data portable
c. Adobe Photoshop CS6; untuk desain gambar dan icon konten pada sistem 2. Perangkat keras
a. PC ASUS X401U dengan RAM 1 GB; untuk kegiatan pembangunan aplikasi
Representasi Pengetahuan
Tahapan Penelitian
Investigasi
Studi Kelayakan Akuisisi Pengetahuan `
Analisis Sistem
Desain Sistem
Implementasi Sistem
Intalasi dan Pengujian
Sesuai
Selesai
Gambar 5 Flowchart penelitian
Pada Gambar 5 dijelaskan tahapan yang dilakukan pada penelitian ini, yaitu investigasi, analisis, desain, implementasi, serta instalasi dan pengujian sistem. Tahapan ini menggunakan metode System Development Life Cycle (SDLC) yang hasil akhirnya adalah sistem analisis finansial digester berbasis web.
1. Tahap Investigasi
Investigasi bertujuan untuk merumuskan masalah dan pengembangan yang akan dilakukan. Pada tahap ini dilakukan studi kelayakan (feasibility study), akuisisi pengetahuan, dan representasi pengetahuan.
1.1. Studi kelayakan
1.1.1. Kelayakan organisasi
Kelayakan organisasi berfokus pada sistem yang akan dikembangkan, apakah sistem dapat mendukung tujuan dan rencana organisasi.
1.1.2. Kelayakan ekonomis
Kelayakan ekonomis bertujuan untuk mengoptimalkan biaya sehingga dapat menambah keuntungan dan mengurangi biaya investasi.
Mulai
1.1.3. Kelayakan teknis dan waktu
Kelayakan teknis meliputi kemampuan developer memenuhi kebutuhan user pada waktu yang dibutuhan.
1.1.4. Kelayakan operasional
Kelayakan operasional berfokus pada kemampuan organisasi untuk mengoperasikan, mengembangkan, dan mendukung sistem yang dibangun.
1.2. Akuisisi pengetahuan
Akuisisi pengetahuan terdiri dari kegiatan pengumpulan data pengetahuan, yaitu merupakan pengetahuan lengkap tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan digester, tatacara pembuatan digester, kebutuhan alat dan bahan, biaya pembuatan, serta keuntungan apa saja yang diperoleh dari pembuatan digester biogas. Pengetahuan yang disajikan dalam sistem pakar difokuskan untuk pemilihan digester
terbaik yang sesuai dengan kondisi user, baik pengetahuan yang bersifat eksplisit maupun implisit. Sumber pengetahuan kemudian dipelajari, diolah, dan diorganisasikan secara terstruktur menjadi basis pengetahuan (knowledge based) yang hasilnya dikonsultasikan dengan pakar dan literatur yang ada agar basis pengetahuan terlengkapi.
1.3. Representasi pengetahuan
Pengetahuan yang diperoleh dari proses akuisisi dipresentasikan dalam bentuk basis pengetahuan. Basis pengetahuan berisi pengatahuan pada proses akuisisi, serta spesifikasi dari masalah yang akan diselesaikan.
Representasi pengetahuan dalam penelitian ini merupakan pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi dalam pemilihan
digester, biaya pembuatan digester, serta analisis finansialnya. Pengetahuan disusun menjadi aturan (rules) untuk pengambilan keputusan.
2. Analisis Sistem
Tahap ini bertujuan untuk menganalisis informasi yang akan dihasilkan pada sistem agar informasi dapat mempertemukan kebutuhan user dan fungsi operasional sistem yang sedang dibuat. Hasil yang diharapkan dari pembuatan sistem ini ialah adanya sistem analisis finansial untuk pembuatan digester yang mudah diakses oleh berbagai kalangan yang ingin menggunakan biogas.
3. Desain sistem
Kegiatan desain sistem yang dilakukan ialah desain pembuatan rancangan interface dan output struktur basis data.
3.1. Desain tampilan antarmuka (user interface)
Desain difokuskan pada interface untuk input dan output basis data, serta interaksi antara user dengan sistem yang efisien. Halaman website didesain dengan Adobe Dreamwaver CS6, Notepad++, serta Adobe Photoshop CS6.
3.2. Desain basis data
Website sistem analisis finansial menggunakan basis data yang dibangun pada phpMyAdmin/MySQL. Fokus pada desain basis data ialah struktur basis data agar dapat menjadi informasi yang berguna bagi user. 3.3. Desain logika
Desain logika mendesain program dan prosedur yang dibangun dalam sistem. Basis data yang dibuat dihubungkan dengan website agar dapat ditampilkan ke pengguna dalam bentuk input dan output. Agar user
dapat berinteraksi dengan sistem, dibutuhkan halaman dinamis yang dibangun dengan Personal Home Page Tools (PHP) yang dieksekusi dengan webserver apache/xampp, kemudian ditampilkan oleh browser dalam bentuk Hyper Text Markup Language (HTML).
4. Implementasi Sistem
Implementasi bertujuan untuk membuat sistem dan menerapkannya. Pengujian sistem dilakukan pada tahap ini untuk mengetahui apakah terdapat kesalahan pada pemrograman.
5. Instalasi dan pengujian
Tahapan ini berfungsi untuk menginstalasi rancangan yang telah disusun dalam bentuk produk. Pengujian dilakukan terhadap kompabilitas website
sistem dengan berbagai browser baik dari internet maupun intranet serta kecepatan aksesnya. Selain itu sistem juga dievaluasi agar dapat memberikan perubahan yang perlu dilakukan agar sistem berjalan dengan baik.
Asumsi Penelitian
Dalam penelitian ini menggunakan asumsi–asumsi berikut;
1. Tipe digester yang digunakan ialah Fiberglass dan Fixed Dome Beton. Tipe
Fiberglass berbahan dasar fiberglass sedangkan Fixed Dome Beton berbahan dasar semen, pasir, dan bata
2. Harga bahan konstruksi dan upah tenaga kerja berdasarkan harga yang berlaku di Bogor tahun 2015
3. ESCAP (1981) memperkirakan umur ekonomis digester tipe Fixed Dome
berbahan beton sebesar 20 tahun, dengan perlengkapan tambahan digester
berumur 5 tahun
4. Umur ekonomis digester Fiberglass selama 20 tahun dengan garansi 5 tahun (Wahyuni 2013)
5. Manfaat digester yang dihitung hanya mencakup biogas dan pupuk organik dari kotoran padat sapi. Jumlah sapi yang digunakan maksimal 30 ekor dengan produksi kotoran padat sebanyak 20 kg/hari
6. Digester beroperasi selama 365 hari dalam 1 tahun dan dijalankan secara kontinyu sehingga satuan biaya tetap, biaya operasional, dan penerimaan dalam rupiah per tahun.
7. Harga biogas disetarakan dengan harga LPG berdasarkan nilai kalor efektifnya, serta harga pupuk organik disetarakan dengan harga pupuk UREA berdasarkan kandungan Nitrogennya.
8. Waktu retensi selama 20 hari dengan rasio air dan kotoran 1:2 (Wahyuni 2011)
9. Laju produksi gas pada Fixed Dome Beton sebesar 0.03 m3 per kg kotoran sapi (Priamanto 1992)
11. Kondisi lingkungan mendukung pertumbuhan mikroba penghasil gas metana 12. Bunga bank yang digunakan untuk analisis finansial sebesar 20%
HASIL DAN PEMBAHASAN
Investigasi Sistem
Tahapan pertama dalam pembuatan sistem dengan metode SDLC ialah investigasi, yang terdiri dari proses studi kelayakan, akuisisi pengetahuan, dan representasi pengetahuan. Studi kelayakan dilakukan sebelum pengembangan sistem yang meliputi kelayakan organisasi, ekonomis, teknis, dan operasional. Sistem analisis finansial ini layak dari segi organisasi karena dapat memberikan kemudahan kepada petani, peternak, maupun badan pemerintahan dalam mengakses data digester di Indonesia. Selain itu informasi untuk sistem analisis finansial dikelola dengan baik serta dapat digunakan secara continue (dari tahun ke tahun) dengan adanya halaman interaktif sebagai input dari user, sehingga sistem ini dapat terus berlangsung.
Sistem ini juga dinyatakan layak secara ekonomis karena dapat memberikan manfaat berupa perolehan informasi yang tidak dilakukan secara manual, melainkan lewat internet. Biaya pembangunan sistem hanya berasal dari dua sumber, yaitu biaya tenaga teknologi informasi (TI) dan biaya penggunaan peralatan dan perlengkapan (developer dan hardware). Meskipun tidak dapat dihitung secara kuantitatif, sistem ini layak dikembangkan dari segi ekonomis.
Selain segi ekonomis, sistem juga layak dikembangkan dari segi teknis karena pihak developer saat ini telah mudah membuat, mengembangkan, dan memelihara sistem berbasis web dengan bantuan web developer editor yang memiliki interface secara gratis.
Kriteria yang terakhir yaitu kelayakan operasional, sistem ini layak secara operasional karena penggunaan internet terjangkau, aplikasi web server dan
database mudah diinstal, dioperasikan, diperbarui, dan dipelihara. Akuisisi Pengetahuan
Kegiatan akuisisi pengetahuan pada penelitian ini yaitu pengumpulan pengetahuan lengkap tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan tipe biogas, tatacara pembuatan digester, kebutuhan alat dan bahan, biaya pembuatan, serta keuntungan apa saja yang diperoleh dari pembuatan digester biogas. Berikut merupakan beberapa pengetahuan yang didapat untuk tahap akuisisi pengetahuan; 1. Faktor yang mempengaruhi pemilihan digester
1.1. Jumlah Sapi
Pada pertanyaan jumlah sapi terdapat beberapa pilihan, salah satu diantaranya 2 – 5 ekor. Jika user memilih pilihan tersebut maka akan berpengaruh terhadap pilihan selanjutnya yaitu luas lahan dan rumah tangga. Sapi sebanyak 5 ekor akan menghasilkan 1,5 m3 biogas yang tersimpan di dalam digester. Sementara itu kapasitas penyimpanan gas
digester 4 m3 hanya 60% dari volume yang tersedia, yaitu 1,6 m3. Ini berarti
1.2. Luas Lahan
Pertanyaan selanjutnya pada sistem pakar ialah berapa luas lahan yang dimiliki untuk membangun digester. Luas lahan ini dihitung dari panjang dan lebar total dari digester. Untuk digester 4 m3 membutuhkan lahan seluas 12 m2 Perhitungan menganai kebutuhan jumlah sapi dan luas lahan dapat dilihat pada Lampiran 5.
1.3. Jumlah Rumah Tangga yang menggunakan biogas
Menurut Wahyuni (2011), jumlah rumah tangga yang sesuai untuk pemakaian digester adalah:
4 m3 = 2 rumah tangga kotoran sapi. Rincian ukuran digester dengan bahan baku yang dibutuhkan per hari dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Ukuran Digester dan Kebutuhan Bahan Baku per Hari Kapasitas
Sementara itu, digester dapat digunakan tidak hanya dengan kotoran sapi, namun juga beberapa limbah organik lainnya. Potensi produksi kotoran dan biogas pada limbah organik selain sapi dapat dilihat pada Tabel 6 dan 7.
Tabel 6 Produksi Kotoran Ternak
Sumber: Wahyuni (2011)
Tabel 7 Potensi Produksi Gas
Jenis kotoran Produksi gas per kg kotoran Sapi atau kerbau 0,023 – 0,04
Babi 0,04 – 0,059
Ayam 0,065 – 0,116
Manusia 0,02 – 0,028
Sumber: Wahyuni (2011)
Selain potensi produksi gas dan kotoran, kebutuhan ternak maupun manusia dapat diukur untuk mengisi digester (Tabel 8).
Tabel 8 Jumlah Ternak Minimum yang Dibutuhkan Jenis penghasil kotoran Banyaknya kebutuhan
Kerbau 2 ekor
Kambing dan domba 36 ekor
Kuda 3 ekor
Babi 15 ekor
Unggas 363 ekor
Manusia 30 orang
Sumber: Wahyuni (2011)
2. Biaya Investasi, Biaya Operasional, Manfaat, serta Analisis Finansial Digester
Tabel 9 Total Biaya dan Manfaat DigesterFixed Dome Beton 3.5 m3
Biaya Investasi
Barang dan Pekerjaan Harga/satuan (Rp) Jumlah Satuan Total (Rp)
Bata Oven 600 1342 buah 805200
Pembantu tukang/kenek 75000 52,1 HKO 3907500
Kepala tukang 90000 1,3 HKO 117000
Biaya tak terduga (10%) 940199
Tabel 9 Total Biaya dan Manfaat DigesterFixed Dome Beton 3.5 m3 (lanjutan)
Biaya Operasional
Jenis biaya Waktu Keterangan Total biaya
(Rp)
Total biaya (Rp/tahun)
Menguras & mengisi digester 2 tahun
1 kali
1 mandor & 1
tukang 1320000 660000
Perbaikan digester - 2% biaya invest 206844 206844
Penggantian perlengkapan tambahan digester
5 tahun
1 kali - 1099614 219923
Total Biaya Operasional 1086767
TOTAL BIAYA KESELURUHAN 11428965
Manfaat Pupuk Organik Padat (Kompos)
Volume digester (m3)
Kotoran sapi (kg/th)
Nitrogen (kg/th) Harga nitrogen x nitrogen
(Rp/th)
Tabel 10 Analisis Finansial DigesterFixed Dome Beton 3,5 m3
Tahun yang dikeluarkan lebih besar daripada manfaat. Pada akhir umur ekonomis pengembalian modal baru terjadi. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai PV Kumulatif (nilai sekarang) yang baru positif pada akhir umur ekonomis.
Tabel 11 Total Biaya dan Manfaat Digester Fiberglass 4 m3
4 12500000 4000000 1000000 300000 300000 1000000 19100000 5 15000000 4000000 1000000 300000 300000 1000000 21600000 7 20000000 4000000 1500000 300000 600000 1000000 27400000 11 30000000 6000000 2000000 600000 600000 1000000 40200000 17 42500000 6000000 2500000 600000 900000 1000000 53500000
Manfaat Pupuk Organik Padat (Kompos)
Volume digester (m3) Kotoran sapi (kg/th) Pupuk padat (kg/th) Harga pupuk (Rp/th)
Perbandingan harga biogas sebagai pengganti LPG
Jenis bahan bakar Energi Energi (kkal/m3) Efisiensi (%) Harga (Rp/m3)
Tabel 12 Analisis Finansial DigesterFiberglass 4 m3
Kegiatan analisis finansial dilakukan pada semua digester beton dan
fiberglass. Adapun rincian biaya investasi, biaya operasional, manfaat, serta analisis finansial tipe digester yang lain dapat dilihat pada Lampiran 1. Hasil perhitungan biaya dan analisis finansial menyatakan bahwa semakin besar ukuran digester, biaya total juga akan semakin besar dan profit yang diperoleh semakin banyak. Hal ini ditunjukkan pada grafik hubungan antara ukuran
digester dengan biaya pembuatan serta produksi gas, yaitu Grafik 1 dan 2.
Grafik 1 Hubungan ukuran digester terhadap biaya investasi
Grafik 2 Hubungan ukuran digester terhadap produksi gas
Selain menghitung kelayakan, biaya per unit output dari energi biogas juga dihitung untung mengetahui perbandingan biaya energi biogas dengan LPG. Data biaya energi biogas dapat dilihat pada Tabel 13.
0
Ukuran digester terhadap produksi gas
Tabel 13 Biaya per Unit Output Energi Efektif Biogas
Model
Pembuatan digester Perlengkapan tambahan
Perbaikan
Sedangkan biaya per unit output energi LPG adalah;
Maka tipe digester yang sesuai untuk menjadikan biogas sebagai bahan bakar pengganti LPG ialah tipe Fiberglass 7 m3, 11 m3, dan 17 m3. Sedangkan untuk tipe beton yang berukuran 6 m3, 9 m3, 12 m3, dan 18 m3. Biaya per unit output pada tipe digester fiberglass lebih tinggi karena biaya total digester fiberglass lebih mahal. Meskipun begitu, produksi gasnya lebih tinggi karena
fiberglass lebih tahan lama dan anti bocor. Sedangkan tipe digester beton walaupun lebih biaya energinya lebih murah, umur ekonomisnya lebih singkat dan rentan terhadap kebocoran gas. Tipe digester yang layak beserta komponen analisis finansialnya dapat dilihat pada Tabel 14.
Tabel 14 Tipe Digester yang Layak sebagai Pengganti LPG
Digesterdinyatakan layak jika NPV bernilai positif, Net B/C bernilai ≥ 1,
IRR berada diatas suku bunga normal, serta payback period yang terjadi sebelum umur ekonomis digester habis. NPV, Net B/C, IRR terbesar berada pada tipe Fiberglass 17 m3 dengan NPV sebesar Rp 276.411.770, Net B/C sebesar 52,63, IRR pda tingkat bunga 82,56%, dan Payback Period tercepat pada tahun ke-2. Sedangkan pada tipe beton, digester yang paling layak ialah tipe beton 18 m3 dengan NPV Rp. 49.041.147, Net B/C sebesar 7,79, IRR pada 34,73% dan Payback Period baru terjadi pada tahun ke-4. Hal ini disebabkan oleh produksi gas yang lebih besar pada fiberglass sehingga profitnya lebih besar.
Namun tipe-tipe digester tersebut dinyatakan layak jika menggunakan harga yang berlaku saat ini. Jika harga bahan baku untuk membuat digester diubungkan dengan kemungkinan kesalahan faktor-faktor yang digunakan dan dihasilkan proyek, dilakukan analisis sensitivitas terhadap proyek. Analisis sensitivitas dilakukan terhadap penurunan waktu pengoperasian pembangkit biogas, kenaikan biaya investasi, serta berkurangnya penerimaan dari manfaat yang dihasilkan. Hasil analisis sensitivitas ketika biaya investasi meningkat dapat dilihat pada Tabel 15.
Tabel 15 Pengaruh Kenaikan Biaya Investasi 40% Terhadap NPV
Tabel 16 Kenaikan Biaya Investasi Maksimum Agar Investasi Masih Layak (NPV = 0)
Model Kenaikan biaya investasi maksimum (%) Biogas menggantikan LPG
Fiberglass
4 m3 187,88
5 m3 256,38
7 m3 301,35
11 m3 447,12
17 m3 516,65
Beton
3.5 m3 0,01
6 m3 118,31
9 m3 126,95
12 m3 118,33
18 m3 160,11
a
hasil perhitungan
Biaya investasi merupakan faktor yang berpengaruh pada sensitivitas proyek. Jika biaya investasi meningkat 40% pada suku bunga tetap (20%), maka penerimaan bersih berkurang minimal 7,74% pada model Fiberglass
ukuran 17 m3 dan maksimal 221.86% pada model Fixed Dome Beton ukuran 3.5 m3 (Tabel 15). Model Fixed Dome Beton memiliki penerimaan yang paling kecil karena digester tipe ini tidak layak secara finansial. Pada saat biaya investasi normal (tidak naik 40%) pun digester tipe ini tidak memiliki keuntungan, bahkan merugi karena NPV negatif. Hal ini disebabkan oleh biaya yang dikeluarkan lebih besar daripada manfaat yang didapat tiap tahunnya. Sedangkan model Fiberglass memiliki penurunan penerimaan paling kecil walaupun biaya investasi telah naik karena penerimaan yang didapat lebih besar dari biaya yang dikeluarkan tiap tahunnya.
Pada Tabel 16 juga dilampirkan kenaikan biaya investasi maksimum agar proyek masih layak dijalankan secara finansial. Model digester yang paling menguntungkan ialah Fiberglass ukuran 17 m3 dengan presentase kenaikan biaya investasi maksimum yaitu 516,65%, hal ini berarti digester tersebut butuh kenaikan yang sangat tinggi agar proyek seimbang (NPV = 0). Hal sebaliknya terjadi ada Fixed Dome Beton 3.5 m3 yang hampir tidak memiliki tingkat kenaikan biaya investasi maksimum, yaitu sebesar 0,01%.
Tabel 17 Pengaruh Berkurangnya Penerimaan Sebesar 30%
Tabel 18 Penurunan Penerimaan Maksimum Agar Investasi Masih Layak
Model Penurunan penerimaan maksimum (%) Biogas menggantikan LPG
Tabel 19 Pengaruh Penurunan Umur Ekonomis Sebesar 50% Terhadap Nilai NPV
Model Penurunan NPV (%) Perubahan Nilai IRR (%)
Tabel 20 Lama Pengoperasian Minimum Agar Investasi Masih Layak
Model Umur ekonomis (tahun)
Biogas menggantikan LPG
Fiberglass
4 m3 4
5 m3 3
7 m3 3
11 m3 2
17 m3 2
Beton
3.5 m3 -
6 m3 5
9 m3 5
12 m3 5
18 m3 4
a
hasil perhitungan
Dari beberapa tabel diatas dapat dilihat bahwa Digester Fixed Dome
Beton berukuran 3.5 m3 memiliki penurunan NPV yang paling tinggi jika biaya investasi dinaikkan, penerimaan (manfaat) diturunkan, serta umur ekonomis diturunkan. Pada penurunan tingkat IRR juga berlaku hal yang sama seperti NPV. Tipe Digester Fixed Dome Beton 3.5 m3 memiliki perubahan IRR yang paling kecil, ini berarti tipe digester tersebut hanya butuh penurunan IRR sedikit saja agar proyek menjadi tidak layak. Sedangkan tipe digester paling aman ialah Fiberglass 17 m3 yaitu membutuhkan penurunan IRR >12% agar proyek merugi. Meskipun harga digesterfiberglass lebih mahal dari tipe beton,
digester fiberglass memiliki manfaat yang lebih tinggi sehingga dapat dinyatakan layak secara finansial untuk digunakan.
Faktor analisis sensitivitas yang terakhir yaitu penurunan umur ekonomis, tipe digester yang paling aman teteap Digester Fiberglass 17 m3 yaitu hanya membutuhkan waktu 2 tahun agar investasi masih layak. Sementara itu tipe
Grafik 3 Pengaruh kenaikan biaya investasi terhadap NPV dan IRR
Grafik 4 Pengaruh penurunan manfaat terhadap NPV dan IRR
0
Kenaikan biaya investasi terhadap NPV
dan IRR
Penurunan manfaat terhadap NPV dan
IRR
Grafik 5 Pengaruh penurunan umur ekonomis terhadap NPV dan IRR 4. Domain Pengetahuan Sistem Pakar
Selain pengumpulan pengetahuan untuk analisis finansial, pengetahuan tentang sistem pakar untuk pemilihan digester juga dikumpulkan. Domain pengetahuan sistem pakar untuk analisis finansial ini dikhususkan pada faktor-faktor yang berpengaruh dalam memilih tipe digester yang tepat.
Terdapat tiga faktor penting dalam memilih digester biogas, yaitu jumlah sapi yang dimiliki, luas lahan yang tersedia, serta jumlah pemakai biogas (rumah tangga). Menu utama yang terdapat pada sistem pakar ialah jumlah sapi, luas lahan, dan jumlah pemakai. Adapun jumlah sapi dibatasi hingga 30 ekor karena jumlah kotorannya mencukupi kapasitas maksimal untuk mengisi
digester berukuran paling besar (17 m3 dan 18 m3). Berikut merupakan bagian dari menu dan submenu pada pemilihan digester;
1. Jumlah Sapi
Penurunan umur ekonomis terhadap NPV
dan IRR
Representasi Pengetahuan
Pengetahuan yang didapat dari proses akuisisi kemudian direpresentasikan untuk membuat basis pengetahuan. Basis pengetahuan terdiri dari spesifikasi pokok persoalan yang akan diselesaikan. Representasi pengetahuan yang digunakan pada penelitian ini ialah pengetahuan mengenai faktor-faktor dan kondisi untuk memilih tipe digester yang terbaik beserta analisis finansial dari
digester tersebut. Pengetahuan-pengetahuan tersebut kemudian disusun menjadi aturan (rules) yang digunakan untuk pengambilan keputusan. Pengetahuan ini dibangun dalam diagram pohon yang terdiri dari menu dan beberapa sub-menu. Menu utama ialah konsultasi tentang jumlah sapi yang dimiliki, kemudian berlanjut ke sub-menu berikutnya tentang pilihan jumlah sapi yang tersedia, dan berlanjut ke sub-menu selanjutnya. Basis pengetahuan dibangun dalam bentuk diagram pohon pada Gambar 6.
Gambar 6 Diagram Pohon Sistem Pakar Pemilihan Digester
Diagram pohon tersebut dibangun berdasarkan pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan digester, yaitu jumlah sapi yang dimiliki, luas lahan yang ada, serta jumlah penggunaan rumah tangga. Jenis pertanyaan yang disediakan hanya 1, yaitu pertanyaan yang menyediakan pilihan. Pertanyaan ini memerlukan jawaban dengan memilih sub-menu yang tersedia. Seperti pada pertanyaan pertama, “Berapa jumlah sapi yang dimiliki?”, maka jawabannya adalah sub-menu yang akan berlanjut ke sub-menu selanjutnya untuk menghasilkan kesimpulan akhir pemilihan digester. Kotak berwarna merah artinya sistem pakar untuk pemilihan digester tidak bisa dilanjutkan karena sub-menu yang dipilih tidak sesuai dengan rules, atau tidak layak untuk sub-menu awal yang telah dipilih. Hasil akhir dari diagram pohon ini ialah untuk menentukan tipe
digester yang sesuai dengan kondisi user, untuk kemudian dianalisis secara finansial.
Analisis Sistem
Analisis sistem diri dari empat tahap, yaitu analisis kebutuhan SDM pengembangan sistem, analisis kebutuhan pengguna sistem, analisis kebutuhan fungsional, serta analisis kebutuhan nonfungsional agar sistem dapat memenuhi kebutuhan.
1. Analisis Kebutuhan SDM
Pengembangan sistem untuk analisis finansial digester membutuhkan beberapa sumber daya manusia diantaranya yaitu pakar biogas dan pembuat
digester, pakar teknologi informasi, serta knowledge engineer. Kolaborasi antara keempat sumberdaya tersebut diharapkan menghasilkan teknologi yang tepat guna.
1.1. Pakar biogas sebagai ahli dalam pengolahan limbah organik menjadi biogas, serta ahli dalam pembuatan reaktor biogas (digester) yang digunakan sebagai media penghasil biogas.
1.2. Pakar teknologi informasi sebagai ahli dalam pengembangan sistem yang berbasis sistem informasi. Pakar teknologi informasi ialah dosen pebimbing yang memiliki keahlian dalam hal teknologi informasi. 1.3. Knowledge engineer sebagai ahli dalam menterjemahkan pengetahuan
yang telah dikumpulkan menjadi sebuah sistem teknologi informasi yang berguna. Dalam hal ini knowledge engineer ialah peneliti/penulis skripsi.
2. Analisis Kebutuhan Pengguna Sistem
Identifikasi kebutuhan sistem berupa informasi yang dibutuhkan untuk mempermudah pemilihan digester serta menganalisis secara finansial dan kelayakannya jika dibandingkan dengan penggunaan LPG. Dengan begitu
user dapat membangun digester yang tepat dan layak untuk digunakan. Informasi yang dibutuhkan oleh sistem meliputi faktor yang berpengaruh dalam pembangunan biogas, alat dan bahan untuk membuat digester, biaya investasi, biaya operasional, serta manfaat yang diperoleh dari digester. Dari seluruh pengetahuan tersebut akan membentuk sistem analisis finansial
Sistem
Gambar 7 Kebutuhan pengguna sistem 3. Analisis Kebutuhan Fungsional
Kebutuhan fungsional ialah kebutuhan yang berkaitan dengan proses pengolahan data menjadi informasi yang berguna. Pengguna dari sistem ini adalah petani, peternak, maupun lembaga pemerintahan yang ingin menggunakan biogas dan memilih tipe digester yang sesuai dengan kondisi dan kebutuhan masing-masing pengguna.
Bagi pengguna, Sistem Analisis Finansial pada Pembuatan Digester Fixed Dome Berbasis Web digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan. Sistem ini dikembangkan untuk memudahkan mendapat informasi digester, biaya pembuatan digester, analisis finansial, serta kelayakannya. Informasi yang tersedia dapat diakses secara realtime karena berupa halaman web dinamis, yaitu user dapat memasukkan data yang diperlukan agar program menghasilkan informasi yang berguna.
4. Analisis Kebutuhan Nonfungsional
Kebutuhan nonfungsional yang dirancang yaitu tampilan sistem pada website yang sederhana dan menarik sehingga sistem ini mudah dipahami oleh user. Selain itu website juga mudah diakses, sistem cepat sehingga tidak terjadi loading yang terlalu lama dalam pemakaian. Sistem ini dirancang untuk dapat digunakan kapan saja dan dimana saja.
Desain sistem
1. Transformasi rule ke basis data
Sistem Analisis Finansial Digester mengandung sistem paar untuk pemilihan digester. Sistem pakarini terdiri dari 65 rule. Jumlah pertanyaan yang diajukanolehsistem terdiri dari tiga bagian, yaitu pertanyaan tentang jumlah sapi yang dimiliki, luas lahan yang tersedia, dan jumlah penggunaan rumah tangga. Pertanyaan berupa pilihan sub-menu kemungkinan kejadian. Hasil pilihan sub-menu tersebut akan mengarahkan kepada kesimpulan tipe
digester yang ideal untuk digunakan.
Cara kerja sistem yaitu dengan mendapatkan informasi jumlah sapi yang dimiliki, sehingga jumlah kotorannya dapat diperkirakan untuk dicocokkan dengan tipe digester yang memiliki kapasitas tertentu. Setelah itu untuk membangun digester, diperlukan lahan dengan luas tertentu. Setelah digester
dibangun barulah produksi biogas dapat dihitung dan digunakan untuk kebutuhan beberapa rumah tangga.
Pakar Biogas
Peternak
Perangkat lunak yang dipakai untuk sistem pakar tersedia dalam bentuk cangkang yang diisi oleh basis pengetahuan, yaitu phpMyAdmin/MySQL. Perangkat ini menggunakan operator logika dalam bentuk IF THEN rules.
IF Pernyataan AND Kondisi1 AND Kondisi2 THEN Kesimpulan1 Pembangunan sistem pakar untuk memilih digester didasarkan pada operator logika di atas. Pembangunan basis pengetahuan dilakukan dengan cara memasukkan data pada database MySQL. Dari pengamatan dialog yang terjadi antara sistem dan user, maka bentuk tabel dari basis data yang tersusun seperti pada Tabel 21.
Tabel 21 Basis Data Sistem Pakar Pemilihan Digester
Id Parent Pernyataan Respon
Keterangan :
Id : Menyatakan langkah ke-n dari dialog
Parent : Menyatakan pilihan yang menentukan langkah selanjutnya
Pernyataan : Informasi pilihan dialog (pilihan lebih dari 2) Respon : Pertanyaan, penjelasan, atau kesimpulan Tipe : Nilai 0 untuk dialog berlanjut
Nilai 1 untk akhir dialog
Implementasi dari tabel diatas dapat dilihat pada kasus berikut; IF jumlah_sapi = 2 – 5
AND luas_lahan = 12 - 15 m2 AND rumah_tangga = 1 – 2
THEN tipe_digester = Fiberglass 4 m3 dan Fixed Dome Beton 3.5 m3 Tabel 22 Bentuk Basis Data Sistem
Id Parent Pernyataan Respon
1 NULL Sistem Analisis... Berapa jumlah sapi?
2 1 2 – 5 Berapa luas lahan?
3 1 6 – 7 Berapa luas lahan?
Dari 32 rule yang telah dibangun dalam MySQL, basis data yang dihasilkan ialah 54 record. Jumlah rule dan record tidak sama karena terdapat pengulangan dialog pada Id atau langkah yang berbeda. Tabel bentuk basis data sistem selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 6.
2. Desain basis data
Desain object relational database menerangkan mengenai hubungan data - data yang digunakan dalam pengembangan sistem ini. Tabel-tabel yang digunakan pada sistem ini menyimpan informasi-informasi mengenai pemilihan digester yang tepat, biaya pembuatan digester, biaya operasional, manfaat, serta analisis finansial dari digester. Desain relasi antara tabel – tabel tersebut digambarkan pada Lampiran 8.
Basis data yang didesain untuk sistem pakar kemudian diterjemahkan dalam bahasa PHP agar dapat diakses melalui website. Bahasa PHP berfungsi untuk memanggil database berdasarkan id pakar dan menampilkannya dalam bentuk HTML. Database kemudian akan menampilkan pertanyaan dan respon sesuai dengan id yang dipilih. Logika pemrograman untuk sistem pakar tersimpan pada halaman about.php. Berikut merupakan penggalan program dari deteksi terhadap nilai field id dan parent yang dipilih;
<?php
include "config/koneksi.php"; // Pernyataan
$sql = "SELECT * FROM pakardigester1 WHERE id=1"; $result = mysqli_query($konek, $sql);
if (mysqli_num_rows($result) > 0) { // Menampilkan pertanyaan parent
while($row = mysqli_fetch_assoc($result)) { // pertanyaan
echo "<h2>$row[respon]</h2>"; $id = "$row[id]";
// Menampilkan pilihan
$pernyatan = "SELECT * FROM pakardigester1 WHERE parent=$id"; $result1 = mysqli_query($konek, $pernyatan);
while($r1 = mysqli_fetch_assoc($result1)) { echo "<div class='grid-contact-in'><br> <a href='about2.php?id=$r1[id]' rel='external'>
<input type='submit' value='$r1[pernyataan]' rel='internal'></a> </div>";
} } } ?>
<?php
include "config/koneksi.php"; // Pernyataan
$sql = "SELECT * FROM pakardigester1 WHERE id=$_GET[id]"; $result = mysqli_query($konek, $sql);
// Menampilkan pertanyaan parent ke-1 while($row = mysqli_fetch_assoc($result)) { //Menampilkan pertanyaan
echo "<h2>$row[respon]</h2>"; $id = "$row[id]";
//Menampilkan pilihan
$pernyatan = "SELECT * FROM pakardigester1 WHERE parent=$id"; $result1 = mysqli_query($konek, $pernyatan);
if (mysqli_num_rows($result1) > 0) {
while($r1 = mysqli_fetch_assoc($result1)) { echo "<div class='grid-contact-in'><br>
<a href='about2.php?id=$r1[id]' rel='external'>
<input type='submit' value='$r1[pernyataan]' rel='internal'></a>
<input type='hidden' name='id' value=$_GET[id]>
<button type='' align='right' class='button'>Selesai</button> <select name='menu1' id='menu1'>
<option value=''>Masukkan tipe digester yang sesuai</option> <option value='tabel1.php'>Fiberglass 4 m3</option>
<option value='tabel2.php'>Fiberglass 5 m3</option> <option value='tabel3.php'>Fiberglass 7 m3</option> <option value='tabel4.php'>Fiberglass 11 m3</option> <option value='tabel5.php'>Fiberglass 17 m3</option>
<option value='tabel6.php'>Fixed Dome Beton 3,5 m3</option> <option value='tabel7.php'>Fixed Dome Beton 6 m3</option> <option value='tabel8.php'>Fixed Dome Beton 9 m3</option> <option value='tabel9.php'>Fixed Dome Beton 12 m3</option> <option value='tabel10.php'>Fixed Dome Beton 18 m3</option> </select>
<script type='text/javascript'>
var urlmenu = document.getElementById( 'menu1' ); urlmenu.onchange = function() {
window.open( this.options[ this.selectedIndex ].value ); };
Sistem pakar kemudian akan menghasilkan keputusan berupa tipe
digester yang tepat, kemudian user akan memasukkan tipe digester yang sesuai pada dropdown yang tersedia. Dropdown disediakan dengan menggunakan Javascript yang akan memanggil halaman biaya serta analisis finansial digester. Halaman yang berisi rincian biaya, manfaat, serta analisis finansial digester terdapat pada tabel1.php hingga tabel10.php. Pada halaman tersebut PHP akan memanggil database biaya investasi, biaya operasional, penerimaan, serta analisis finansial dari digester hasil kesimpulan sistem pakar. 3. Desain arsitektur sistem
Basis pengetahuan yang dibangun berdasarkan pengetahuan dari pakar pembuatan biogas dan literatur. Data-data kemudian direpresentasikan dan dikumpulkan menjadi basis data dengan menggunakan interface dan web services. Selanjutnya sistem dapat diakses melalui website yang diakses pada PC pengguna (Gambar 8).
Gambar 8 Desain arsitektur sistem 4. Desain User Interface (Antarmuka)
Desain interface dibuat sederhana agar dapat memudahkan pengguna untuk memahami aplikasi. Bagian utama dari desain interface terdiri dari menu navigasi dan halaman isi. Menu navigasi terdiri atas Home, Apa Itu Biogas, Aplikasi Biogas, Pemilihan Digester, About Us, serta Contact. Menu Home merupakan beranda untuk mengakses menu-menu selanjutnya, menu Apa Itu Biogas terdiri dari pengetahuan dasar tentang biogas, menu Aplikasi Biogas berisi tentang kegunaan biogas yang diaplikasikan di beberapa teknologi, menu Pemilihan Digester berisi sistem pakar pemilihan digester, menu About Us berisi halaman tentang peneliti, dan menu Contact berisi sebagai sarana tanya jawab antara user dengan admin.
Web Server
PHP
Knowledge Engineer
Sumber Pengetahuan :
Literatur (eksplisit)
Pakar Biogas (tacit)
Halaman sistem pakar pemilihan digester serta hasil pemilihan digester
terdiri dari dari button untuk submit dan kembali, listview, dropdown, beserta text HTML (Gambar 9). Sedangkan desain interface untuk hasil perhitungan biaya pembuatan digester beserta analisis finansialnya dibuat menggunakan tabel agar user lebih mudah mengerti dengan hasil perhitungan (Gambar 11).
Gambar 9 Desain user interface untuk sistem pakar pemilihan digester
Gambar 10 Desain user interface untuk hasil pemilihan digester
dropdown list dari pilihan digester. Jika user memilih salah satu dari pilihan itu maka user akan terhubung dengan halaman baru yang menjelaskan biaya, manfaat, serta analisis finansial dari tipe digester yang telah dipilih.
Gambar 11 Desain interface rincian biaya, manfaat, dan analisis finansial Hasil biaya, manfaat, dan analisis finansial pada Gambar 11 merupakan rincian harga yang terjadi pada tahun 2015 dengan i = 12%. Agar sistem ini dapat digunakan secara berkelanjutan, sistem menyimpan logika untuk menghitung biaya, manfaat, serta analisis finansial melalui interface berupa
form. Form tersebut berisi harga – harga yang berlaku pada saat sistem, yang akan dimasukkan oleh user (Gambar 12).
Setelah user memasukkan harga yang berlaku saat sistem digunakan, maka sistem akan menghasilkan informasi biaya investasi, biaya operasional, manfaat, dan analisis finansial sesuai dengan harga yang berlaku pada saat itu. Data-data ini juga dapat dicetak dalam bentuk file PDF.
Selain melayani sistem pakar pemilihan digester beserta analisis finansialnya, sistem juga melayani jika user ingin menyampaikan keluhan atau menanyakan hal yang belum dimengerti. Hal ini dapat diakses melalui halaman Contact. Halaman tersebut akan memanggil data yang diinput oleh
user, kemudian memasukannya ke database admin seperti tertera pada Gambar 13.
Gambar 13 Halaman contact
Implementasi Sistem
Implementasi dari proses perancangan menghasilkan sistem analisis finansial pada pembuatan digester tipe Fixed Dome berbasis web, artinya sistem ini hanya dapat diaksses jika user terhubung dengan internet. Website sistem analisis finansial tersebut dibagi menjadi beberapa halaman, yaitu halaman beranda, halaman pengetahuan tentang biogas, halaman sistem pakar pemilihan
digester, serta halaman rincian biaya pembuatan beserta analisis finansialnya. Alur penggunaan pada sistem ini dimulai dari halaman beranda. User dapat mengakses menu navigasi untuk mendapatkan pengetahuan tentang digester, ataupun dapat mengklik gambar yang tersedia pada halaman beranda, yang terhubung langsung dengan halaman pengetahuan biogas. Setelah itu pada halaman pengetahan, user mendapatklan informasi tentang biogas, komposisi biogas, proses pembentukan kotoran sapi menjadi biogas, mengapa sapi perah yang digunakan untuk memproduksi biogas, manfaat biogas sebagai pengganti energi fossil, serta penjelasan tentang digester dan jenis-jenisnya. Alur berjalannya website selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 9.
