Studi Kelayakan Pembangkitan Daya Kogene

(1)

(2)

Badan Kerja Sama-Teknik Mesin Indonesia

Universitas Lambung Mangkurat

v

International Editorial Review Board

S. Basavarajappa, University BDT College of Engineering. India Nourredine Boubekry, University of North Texas, USA

Mohamed Bououdina, University of Bahrain College of Science, Bahrain Juan C. Campos Rubio, Federal University of Minas Gelais. Brazil

Kevin Chou. The University of Alabama. USA

Mohammaci A. Chowdhury, Dhaka University of Engineering and Technology. Bangladesh José Maria Cime, University of Coimbra, Portugal

António Completo, University of Aveiro, Portugal

Leonardo R. da Silva, Federal Center for Technological Education, Brazil Teresa M. G. P. Duarte, University of Porto, Portugal

Jorge Ferreira. University of Aveiro. Portugal

Leandro Freitas, Petrôleo Brasileiro SA — PETROBRAS. Brazil V. N. Gaitoride, B,V.B College of Engineering & Technology. India

Lidia Gurau. Transilvania University of Brasov, Romania Maki K. Habib, The American University in Cairo, Egypt

Zhengyi Jiang, University of Wollongong, Australia Sihai Jiao. Research Institute Baosteel. China

Ma-Eva Jiménez-Ballesta, Technical University of Cartagena, Spain Martin Jun. University of Victoria. Canada

S. R. Kamik, B.V.B College of Engineering & Technology. India N. Muthu Krishnan, Sri Venkateswara College of Engineering. India

Harmesh Kumar. Panjab University. India Aitzol Lamikiz. University of the Basque Country. Spain

Yajie Lei. George Washington University, USA Shuting Lei. Kansas State University,USA AlUno Loureiro. University of Coimbra. Portugal Alakesh Manna, Punjab Engineering College, India

Angelos P Markopoulos, National Technical University of Athens, Greece Louis Montebello, STMicroelectronics. Malta

Rui A. S. Moreira, University of Aveiro, Portugal Fusaomi Nagata, Tokyo University of Science, Japan

Arup Kumar Nandi. Central Mechanical Engineering Research Institute. India Alfonso H. W. Ngan, University of Hong Kong, China

Meng Ni. The Hong Kong Polytechnic University, China K. Palanikumar. Sri Sairam Institute of Technology, India Risto Poykio, Environmental Manager of Kemi City. Finland

Hal Oirig. Siemens Wind Power AIS. Denmark Fabrizio Quadrini, University of Rome ‘Tor Vergata. Italy

Ramon Quiza, University of Matanzas. Cuba

Manish Roy. Defence Metallurgical Research Laboratory. India Prasanta Sahoo. Jadavpur University. India

Loredana Santo, University of Rome Tor Vergata, Italy M. A. Shah. King Abdul Aziz University, Saudi Arabia

(3)

Badan Kerja Sama-Teknik Mesin Indonesia

Universitas Lambung Mangkurat

vi

Reviewers

Prof. Dr. Ing. Harwin Saptoadi (TM. UGM)

Prof. Dr. Yatna Yuwana Martawirya (TM. ITB)

Prof. Dr. Jamasri (TM. UGM)

Prof. Dr. Sulistijono (TM. ITS)

Prof. Dr. Komang Bagiasna (TM. ITB)

Prof. Dr. Ing. Mulyani Bur (TM. UNAND)

Prof. Dr. Ir. Harinaldi, M.Eng. (TM. UI)

Prof. Dr. Fathurrazie Shadiq (UNLAM)

Dr. Jamari (UNDIP)

Dr. Ir. Syahril Taufiq, MSc.Eng. (UNLAM)

(4)

Badan Kerja Sama-Teknik Mesin Indonesia

Universitas Lambung Mangkurat

vii

Steering Committee

Advisor

Yulian Firmana Arifin

Chairman

Syahril Taufik

Vice chairman

Akhmad Syarief

Apip Amrullah

M. Rizali

Secretary

M. Jaya Winata, Samsul Rahman, Aries Aditya Kurniawan,

Yuliana Isnani

Organizing committee

Lukman Alibi, Diaurrahman, M. Aulia Rahman,

Bagus Saputro, Raizal Rais, Syauqi Rahmat Firdaus, Rahmat Ilmi,

Irraz Epiondra Fathan, Falentino Ari K, M. Jurni, Fatah Hidayatullah, Moch. Saifudin,

Maidi, Fajar Perdana Putra, Trisna Aditya,

Fakhdillah Bustomi, Akh. Maulana Gumai, Edy Saputro, Jumalik,

Rizky Arya S., M. Fajar Ridwan, Rian

Wahyudi, A’yan

Sabita,

(5)

Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

xxvii

COVER ... i

KATA PENGANTAR ... ii

SAMBUTAN REKTOR ... iii

SAMBUTAN DEKAN ... iv

REVIEWER ... v

PANITIA ... vii

JADWAL ACARA ... viii

DAFTAR ISI ... xxvii KEYNOTE SPEAKER ... xlix

BIDANG KONVERSI ENERGI

NO JUDUL KODE

1 Genset dengan bahan bakar co-gasifikasi downdraft kulit kopi dan batubara KE 01

2 Unjuk Kerja Pengering Surya Tipe Rak Pada Pengeringan Kerupuk Kulit Mentah KE 02

3 Analisis Unjuk Kerja Sistem Turbin Gas Mikro Bioenergi Proto X-3 Berbahan Bakar LPG KE 04

4 Optimasi periode data berdasarkan time constant pada pengujian unjuk kerja termal kolektor

surya pelat datar KE 06

5 Pengembangan Model Matematika Kinetika Reaksi Torefaksi Sampah KE 07

6 PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESIN INJEKSI KE 10

7 STUDI NUMERIK KARAKTERISTIK ALIRAN GAS-SOLID DAN PEMBAKARAN PADA TANGENTIALLY

FIRED PULVERIZED-COAL BURNER DENGAN VARIASI SUDUT TILTING KE 11

8 Pemanfaatan Panas Buang Kondenser pada Pengering Beku Vakum KE 12

9 Sistem Pendingin Adsorpsi dengan Single Bed Adsorber KE 13

10 Penerapan Evaporative Cooling Untuk Peningkatan Kinerja Mesin Pengkondisian Udara Tipe

Terpisah (AC Split) KE 14

11 Penggunaan Thermal Energy Storage sebagai Penyejuk Udara Ruangan dan Pemanas Air pada

Residential Air Conditioning Hibrida KE 15

12 Studi Eksperimental tentang Karakteristik Turbin Angin Sumbu Vertikal Jenis Darrieus-Savonius KE 17

13 PENGARUH KONSENTRASI GARAM TERHADAP KARAKTERISITIK ALIRAN DUA FASE GAS DAN AIR KE 22

14 Karakteristik Pembentukan Cincin Vorteks pada Jet Sintetik akibat Perubahan Frekwensi Eksitasi

pada Aktuator Ber-cavity Kerucut KE 23

15 KAJI TEORITIK KONSUMSI GAS LPG SEBAGAI SUMBER PANAS PADA PETERNAKAN AYAM BROILER

TIPE KANDANG TERTUTUP (CLOSED HOUSE) KE 24

16 STUDI AWAL GASIFIKASI SERBUK KAYU PADA OPEN TOP STRATIFIED DOWNDRAFT GASIFIER KE 25

17 Prototipe Sistem Pengering Cengkeh Dengan Energi Surya KE 26

18 Drag Reduction in Flow Separation Using Plasma Actuator in Cylinder Models KE 28

19 PENGARUH VARIASI NORMALITAS AKTIVATOR PADA AKTIVASI NaOH-FISIK ADSORBEN FLY ASH

(6)

xxviii

20 PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN AWAL TIPE STRAIGHT PADA MINYAK KELAPA TERHADAP

SUDUT SEMPROT NOSEL KE 30

21 Analisis Beban Thermal Rancangan Mesin Es Puter Dengan Kompresor ½ PK Untuk Skala Industri

Rumah Tangga KE 32

22 Rancang Bangun Kondenser pada Pengering Beku Vakum KE 34

23 ANALISIS PERFORMANSI KOLEKTOR SURYA PEMANAS AIR DENGAN PELAT KOLEKTOR BENTUK-V KE 35

24 Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Bergelombang untuk Pengering Bunga Kamboja KE 37

25 Pengaruh Jarak Concentric dan Eccentric Reducer Pada Sisi Isap Pompa Sentrifugal Terhadap

Gejala Kavitasi KE 38

26 Karakterisasi Pembentukan Deposit pada Ruang Bakar Mesin Diesel Dengan Metode Tetesan Pada

Pelat Panas KE 40

27 Pengujian Performa Sistem Pendingin Absorpsi dengan Energi Panas Matahari di Universitas

Indonesia Depok KE 41

28 Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas Campuran Air dan Minyak Nabati untuk aplikasi

sebagai refigeran sekunder KE 42

29 PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DAN PIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT

RECORVERY PADA BASIN SOLAR STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI KE 43

30 Analisis Performa Modul Solar Cell Dengan Penambahan Reflector Cermin Datar KE 44

31 Karakteristik Api Premiks Biogas pada Counterflow Burner KE 45

32 Theoretical Study of Forced Convective Heat Transfer in a Hexagonally Configured

Seven-Vertical-Rod Bundle in Zirconia-Water Nanofluid KE 47

33 KAJI EKSPERIMENTAL ALAT PENGOLAHAN AIR LAUT MENGGUNAKAN ENERGI SURYA UNTUK

MEmproduksi GARAM Dan AIR TAWAR KE 48

34

ANALISIS KARATERISTIK PEMBAKARAN BRIKET ARANG LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT dengan VARIASI BAHAN PEREKAT (BINDER) KANJI dan TAR MENGGUNAKAN METODE THERMOGRAVIMETRI ANALYSIS (TGA)

KE 50

35 PENINGKATAN HASIL EKSTRAKSI MINYAK NILAM DENGAN METODE HYDRO-STEAM MICROWAVE

DISTILLATION KE 51

36 PENGARUH VARIASI KEMIRINGAN SUDUT TURBULATOR TERHADAP LAJU PERPINDAHAN PANAS

PADA ALAT PENUKAR KALOR ALIRAN BERLAWANAN (COUNTER FLOW HEAT EXCHANGER) KE 52

37 Pengaruh Variasi Luas Heat Sink Terhadap Densitas Energi dan Tegangan Listrik Thermoelektrik KE 53

38 EFEKTIFITAS PERPINDAHAN PANAS PADA DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN GROOVE KE 54

39 Penentuan Sub-sub Pola Aliran StratifiedAir-Udara pada Pipa Horisontal MenggunakanPengukuran

Tekanan KE 56

40 Distribusi Temperatur Pada Microwave menggunakan Metode CFD KE 57

(7)

xxix

42 PENGONTROLAN KUALITAS ANODE SOLID OXIDE FUEL CELL (SOFC) MELALUI PENGONTROLAN

POROSITAS KE 59

43 Pengaruh Kandungan Air pada Proses Pembriketan Binderless Batubara Peringkat Rendah

Indonesia KE 61

44 Perancangan Perangkat Eksperimen Kondensasi Kontak Langsung dengan Keberadaan Non

Condensable Gas KE 62

45 Model Laju Kinetik Dekomposisi Biomasa Untuk Pembentukan Tar Pada Proses Pirolisis KE 65

46 Analisis CFD Penempatan Air Conditioning Unit pada KRD Ekonomi Bandung Raya KE 66

47 Pengaruh temperatur permukaan sel surya terhadap daya pada kondisi pemodelan dan nyata KE 67

48 Pengaruh Pemilihan Jenis Material Terhadap Nilai Koefisien Perpindahan Panas pada Perancangan

Heat Exchanger Shell-Tube dengan Solidworks KE 73

49 PENGARUH LAJU ALIRAN AGENT GAS PADA PROSES GASIFIKASI KOTORAN KUDA TERHADAP

KARAKTERISTIK SYNGAS YANG DIHASILKAN KE 74

50 Pembakaran Rice Husk dan Coconut Shell Dalam Fluidized Bed Combustor KE 75

51 Studi Eksperimental Penyimpanan Energi Termal pada Tangki Pemanas Air Tenaga Surya yang

Berisi PCM KE 76

BIDANG MANUFAKTUR

1 Optimalisasi Parameter Proses Cetak Injeksi Plastik dengan Metode Simulasi untuk Menurunkan

Cacat Defleksi MAN 01

2 Simulasi dan Studi Eksperimental Proses Injeksi Plastik Berpendingin Konvensional MAN 02

3 Optimasi Karakteristik Statik Spindel Mesin Perkakas Buatan Dalam Negeri MAN 04

4 Pengaruh ketebalan terhadap akurasi persamaan Rosenthal untuk model analitik proses

pengelasan MAN 09

5 Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Benda Kerja dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Kekasaran

Permukaan Proses Gerinda Silinderis Dengan Center Pada Baja AISI 4140 MAN 10

6

Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Benda Kerja dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Kekasaran Permukaan Proses Gerinda Silinderis Baja Aisi 4140 Menggunakan Media Pendingin (Coolant Campuran Minyak Sawit dan Calcium Hypochlorite)

MAN 11

7 PENINGKATAN KEAKURASIAN GERAKAN PADA PROTOYPE MESIN CNC MILLING Mini 3-AXIS MAN 12

8 Nilai kekasaran permukaan paduan magnesium AZ31 yang dibubut menggunakan pahat potong

berputar MAN 13

9 Pengaruh Variasi Kecepatan Gerak Benda Kerja terhadap Umur pada Proses Pembuatan Cetakan

Paving AISI 1045 Home Industry Menggunakan Metode Flame Hardening MAN 14

10 Kekasaran permukaan baja karbon sedang akibat proses sand-blasting dengan variasi tekanan dan

(8)

xxx

11 Pemrograman CNC 5-Axis untuk Pembuatan Runner Turbin Propeler berbasis Feature MAN 16

12 Desain, Manufaktur, dan Inspeksi Produk Berbasis Fitur MAN 17

13 Simulasi Proses Active Hydro-Mechanical Drawing dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga

pada Material Aluminium AlMg MAN 20

14 APLIKASI METODOLOGI DESAIN HATAMURA UNTUK PROSES DESAIN JIG DAN FIXTURE MAN 21

15 PEMBUATAN MODUL PENGUJIAN KETELITIAN GEOMETRIK MESIN CNC MILLING VERTIKAL DENGAN

METODE DOUBLE BALL BAR MAN 23

16 Sustainable Product Development for Motorcycle Sidestand using Pugh’s Concept Selection

Method MAN 24

17 Pemodelan Penyalaan Pada Proses Bubut Kering Magnesium AZ31 Menggunakan Jaringan Syaraf

Tiruan MAN 25

18 Pengaruh Plunge Depth dan Preheat Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Friction Stir Welding

Polyamide MAN 26

BIDANG MEKANIKA TERAPAN

1 Analisis Penurunan Efisiensi Motor Listrik Akibat Cacat Pada Bantalan MT 01

2 Unjuk Kerja Alat Pembuat Ice Slurry dengan Air Laut MT 02

3 Pengaruh Variasi Diameter Orifice Terhadap Karakteristik Dinamis Hydraulic Motor Regenerative

Shock Absorber (HMRSA) dengan Satu Silinder Hidraulik MT 03

4 Pengaruh jumlah lilitan pipa sebagai pemanasan awal pada kompor pembakar jenazah MT 04

5 SIMULASI TURBIN AIR KAPLAN PADA PLTMH DI SUNGAI SAMPANAHAN DESA MAGALAU HULU

KABUPATEN KOTABARU MT 05

6 Studi Karakteristik Penjalaran Gelombang Tegangan (Stress Wave) Berupa Emisi Akustik (Acoustic

Emission, AE) Pada Struktur Alat Penukar Kalor (Heat Exchanger) MT 06

7 Pengaruh Pelumas Refrijeran pada Kinerja Alat Penukar Kalor Microchannel Sistem Tata Udara MT 07

8 Nonlinear Behaviour of Toroidal Shells of In-Plane and Out-of-Plane Oval Cross Sections under

Internal Pressure MT 08

9 PERANCANGAN JARINGAN PIPA TRANSMISI MATA AIR UMBULAN MT 09

10 Analisis Tegangan Pada Beberapa Jenis Steam Jet Ejector MT 10

11 Optimasi Pembuatan Biodiesel dengan Multi-Feedstock (CPO dan Jatropha) Berbantuan Ultrasonik

pada 28 kHz MT 11

12 DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW PENGUKUR UNJUK KERJA MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC MT 13

13 Wind and Earthquake Loads On The Analysis of a Vertical Pressure Vessel For Oil Separator MT 14

(9)

xxxi

15 Desain Awal Rig untuk Pengujian Frame Bogie Kereta Monorel Jenis Straddle Produk Industri Lokal MT 17

16 PERANCANGAN RODA PENGGERAK ROBOT PENDOBRAK PINTU MT 19

17 Pengaruh Jumlah dan Sudut Sudu Pengarah Omni-Directional Terhadap Daya yang Dihasilkan

Turbin Angin Savonius MT 20

18 UJI KINERJA MODIFIKASI KOMPOR ( TUNGKU ) TANAH LIAT BERBAHAN BAKAR BRIKET LIMBAH

KULIT JAMBU METE MT 21

19 Penghitungan Numerik Kekuatan Buckling Struktur Kolom Taper MT 22

20 Analisis Suara pada Rotordinamik akibat Unbalance, Misalignment, dan Looseness MT 23

21 Analisis Gaya Pada Hanger Shaft “Suspensi Anting-Anting” Untuk Bogie Kereta Monorel Jenis

Straddle MT 24

22 Rancang Bangun Smart Greenhouse Untuk Pembudidayaan Tanaman Dengan Menerapkan Solar

Cell Sebagai Tenaga Listrik MT 26

23 Rancang Bangun Prototipe Quadrotor Tanpa Awak MT 27

24 DETEKSI MULAI TERBENTUKNYA ALIRAN CINCIN PADA PIPA HORISONTAL MENGGUNAKAN SENSOR

ELEKTRODE MT 28

25 Perancangan Pengering Bambu Resonator Gamelan dengan Memanfaatkan Limbah Termal

Peleburan Bahan Gamelan MT 29

26 Smart Chassis System Berbasis Proporsi Kontrol Traksi dan Pengereman MT 31

27 Rancang Bangun Alat Pres Parutan Kelapa Tipe Ulir Daya Penggerak Motor Listrik MT 32

28 Pembuatan dan Pengujian Prime Mover Termoakustik Tipe Gelombang Tegak MT 33

29 STUDI AWAL UNJUK KERJA PENDINGIN UDARA (AIR COOLER) BERBASIS TERMOELEKTRIK PADA

AIR DUCT SEPEDA MOTOR TIPE SKUTIK MT 34

30 Desain Mekanisme Alternatif Penerus Daya dari Poros Turbin Propeler ke Poros Generator dengan

Menggunakan TRIZ MT 35

31 RANCANG BANGUN MESIN PENCACAH RUMPUT GAJAH MT 37

32 Alat Bantu Analisis Kerusakan Anti-friction Bearing Pada Unit Alat Berat MT 40

33 Kaji Eksperimental prilaku degradasi kokas dari batubara muda MT 43

34 PEMODELAN DAN SIMULASI DINAMIKA HANDLING MOBIL LISTRIK UNS GENERASI II MT 45

35 Analisa Pemodelan dan Simulasi Gerak Aktuator Punch pada Mesin Pres untuk proses Deep

Drawing MT 48

(10)

xxxii

37 Analisa Efek Whirling pada Poros karena Pengaruh Letak Beban dan Massa terhadap Putaran Kritis MT 50

38 Simulasi Performa Konsumsi Energi pada Kendaraan Umum MT 51

39 Analisa Pengaruh Jarak Choke Bean Terhadap Laju Erosi Aliran Dua Fasa Steam-Solid di Dalam

Elbow pada Pipa Vertikal Injektor Uap Menggunakan CFD MT 52

40 Kaji Eksperimental Penerapan Peredam Dinamik TLCD dan TMD pada Model

Struktur Geser Dua Derajat Kebebasan MT 55

41 Variasi bahan dan warna atap bangunan untuk Menurunkan Temperatur Ruangan akibat

Pemanasan Global MT 57

42 Perancangan Evaporator Vakum Penurun Kadar Air Dalam Madu Kapasitas 50 Liter MT 58

43 Analisis getaran untuk memprediksi batas kecepatan flutter dengan model seksional menggunakan

metode ARMA MT 59

44 Perancangan Sistem Kendali NCTF Berbasis Arduino Mega untuk Sistem Putar Eksentris Satu Massa

Horisontal MT 60

45 Analisis Metode Elemen Hingga pada Sendi Panggul Buatan Saat Digunakan untuk Menjalankan

Ibadah Salat MT 62

46 Pengembangan cengkam elektrostatik fleksibel dengan elektroda berstruktur pilar-pilar skala mikro MT 63

47 Analisis Distribusi Temperatur pada Mesin Produksi “Bata Umpak” MT 64

48 Rancang Bangun Peralatan Fisioterapi Dua Derajat Kebebasan Berbiaya Rendah MT 65

49 PENERAPAN ANALISIS MODE DAN EFEK KEGAGALAN BERBASIS KEHANDALAN PADA PEMBUATAN

KENDARAAN HEMAT ENERGI TIM CIKAL ITB MT 66

50 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN DINAMOMETER KECIL DENGAN MENGGUNAKAN REM ARUS

EDDY MT 67

51 Pengaruh Alur Berbentuk Segi Empat Pada Permukaan Silinder Dengan Variasi Diameter Silinder MT 68

52 Analisis Tegangan pada Transfemoral Prosthetic Tipe Four-Bar Linkage dalam Gerakan Gait Cycle MT 70

53 Kinematic Design of Tree Degrees of Freedom Planar Parallel Mechanism with Consideration of

Workingspace, Singularity and Dexterity MT 71

54 ANALISIS TEGANGAN PLATFORM MOBIL LISTRIK CROSS OVER MT 73

55 Pengujian Fungsi Purwarupa Pintu Geser Kompak Busway dengan Mekanisme Puli dan Sabuk MT 74

56 Kaji Awal Pengembangan Metode Visi Komputer Berbasis Deteksi Tepi untuk Pengukuran Sebidang

Defleksi Struktur MT 75

57 INVESTIGASI REM ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM (ABS) DENGAN PENAMBAHAN KOMPONEN

PENGGETAR SOLENOID MT 76

(11)

xxxiii

59 Studi Parameter Sistem Peredam Getaran Dinamik Tipe Dual-Beam MT 80

60 Pembuatan Model Solid Tangan Palsu (Prosthetic Hand) Manusia Metode 3D Scanner dengan

menggunakan Perangkat Lunak Autodesk 3D Max Design dan NetFabb MT 81

61 Analisis Komputasi Pengaruh Geometri Muka dan Kontrol Aktif Suction Terhadap Koefisien

Tekanan Pada Model Kendaraan MT 83

62 PENINGKATAN KEANDALAN PADA DRIVE STATION ALAT ANGKUT REL KONVEYOR DENGAN

METODE FAILURE MODE, EFFECT and CRITICALITY ANALIYSIS (FMECA) MT 84

63 Mesin Pemisah dan Pencacah Sampah Organik dan Plastik Untuk Bahan Kompos MT 89

BIDANG TEKNIK INDUSTRI

1 Pembuatan Aplikasi Basis Data Untuk Desain Snap-Fit Optimum TI 04

2 PENGEMBANGAN MODEL PERHITUNGAN INDEKS KOMPLEKSITAS PROSES PERAKITAN MANUAL TI 05

3 Studi Kelayakan Pembangkitan Daya Kogenerasi Mesin Gas Bandara Udara TI 06

4 “Perancangan Sistem Pengukuran Kinerja Pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana

Menggunakan Metode Performance Prism” TI 07

5 ANALISIS BEBAN KERJA TENAGA BANGUNAN DALAM PEMBANGUNAN RUMAH TIPE “X” DI

PERUMAHAN ALAM SUTERA TANGERANG TI 08

6 Optimasi Desain Tata Letak Fixture dengan Menggunakan Algoritma Genetika TI 12

7 Analisis Parameter Spatio-Temporal pada Basis Data Gerak Berjalan Orang Indonesia TI 13

8 Penerapan Metode Design for Manufacture and Assembly pada Handle Transformer Hand Bike TI 14

9 Analisis Dfma pada Produk Plastik Kasus Projector TI 15

10 RANCANGAN KLASTER INDUSTRI MARITIM TERINTEGRASI SEBAGAI BAGIAN DARI KONSEP

INDONESIA SEBAGAI POROS MARITIM DUNIA TI 16

11 Analisa Rantai Pasok Material Pada Kawasan Industri Maritim Terhadap Produktivitas Industri

Perkapalan TI 17

12 Rancangan Sistem Assessment Keselamatan Kebakaran Kapal Penyeberangan Roll On Roll Off TI 18

13 PENGEMBANGAN MODEL PROSES PRODUKSI BATA RINGAN (Autoclaved Aerated Concreated /

AAC) DALAM MENDUKUNG KUALITAS PRODUKSI TI 19

14 Pemodelan Sistem Kendali Irigasi Drip Untuk Budidaya Tanaman Kedelai Berbasis Analisis

Evapotranspirasi Penman Monteith TI 20

15 Analisa Teknis-Ekonomis Pemanfaatan Genset dan Panel Surya sebagai Sumber Energi Listrik

Mandiri untuk Rumah Tinggal TI 21

(12)

xxxiv

1 Integrasi Soft Skill dalam Matakuliah “Tugas Akhir” PTM 01

2 Pengaruh Penerapan Blended Learning Pada Praktikum Mekatrionika Terhadap Pencapaian Hasil

Pembelajaran Praktikan PTM 0

3 IMPLEMENTASI DAN PERANCANGAN APLIKASI BERBICARA PADA PERENCANAAN KOMPONEN

MESIN DAN PENGARUHNYA PADA PERKULIAHAN PTM 03

4 Perancangan dan Evaluasi Kinematika Pada Mainan Mekanikal Edukatif PTM 04

5 Masalah dalam Pembelajaran Gambar Teknik dan Gambar Mesin serta Usulan Solusinya PTM 05

6 PERGURUAN TINGGI TEKNIK KUNCI MENGATASI KEKURANGAN INSINYUR MENGHADAPI MEA

2015 PTM 06

7 Rancang Bangun Peralatan Praktikum “Pengujian Defleksi pada Beam dan Shaft” untuk Mata

Kuliah Mekanika Kekuatan Material PTM 07

BIDANG MATERIAL

1 Pengujian Kinerja PCM Beeswax Sebagai Thermal Storage pada Aplikasi Pemanas Air Domestik Material 02

2 Studi Experimental Pengaruh Variasi Temperatur Pencampuran Terhadap Sifat Mekanik

Campuran Polypropylen, Polyetylen Dan Fiber Glass Menggunakan Mesin Mixer Buatan Sendiri Material 03

3 Model Matematik : Pengaruh Suhu Dan Waktu Tahan Pada Proses Annealing Terhadap Kekerasan

Baja karbon Material 04

4 MODIFIKASI GATING SYSTEM UNTUK MENGATASI CACAT SHRINKAGE PADA BAGIAN GROOVE

PADA PRODUK PUMP CASING F-60 DENGAN MATERIAL AISI 304 Material 06

5 ANALISA SIFAT MEKANIK KOMPOSIT VINYL ESTER BERPENGUAT SERAT E-GLASS TIPE MULTIAXIAL

DENGAN METODE VARTM UNTUK APLIKASI PADA LAMBUNG KAPAL CEPAT Material 08

6 Characterization of Bioceramic Powder from Clamshell (Anadara Antiquata) Prepared By

Mechanical and Heat Treatments for Medical Application Material 09

7 KOROSI INFRASTRUKTUR BETON BERTULANG DI KABUPATEN ACEH BARAT PASCA TSUNAMI 2004 Material 10

8 Aplikasi Low Pressured Sitering Untuk Pengolahan Limbah Kemasan Aluminium Foil Menjadi

Papan Material 11

9 Pengaruh Variasi Laju Solidifikasi terhadap Struktur Mikro, Sifat Mekanis dan Akustik Perunggu Material 13

10 Penggunaan ISE Dalam Penentuan Koefisien Pengerasan Regang Baja Untuk Prediksi Properties

(13)

xxxv

11 The Effect of Various Post Curing Time and Polymer Composition on Tensile Strength and

Microhardness between Epoxy Resin and Hardener Material 15

12 Perbandingan Perlakuan Acrylic Acid dan Acrylic Acid Terhadap Keausan Komposit Polypropelene

Berpenguat Serat Sisal Material 16

13 Studi Eksperimen Sifat Mekanis Hibrid Komposit Epoxy dengan Penguat Serat Karbon dan Serat

Basalt pada Beban Tarik Material 17

14 PENGARUH PENAMBAHAN MODIFIER Sr TERHADAP MORFOLOGI FASA INTERMETALIK PADUAN

ALUMINIUM SILIKON EUTEKTIK ( Al-11%Si ) Material 18

15 ANALISIS KEKUATAN STRUKTUR PENYANGGA KONVEYOR YANG DIPENGARUHI OLEH KOROSI

DENGAN BANTUAN SOFTWARE SOLIDWORKS Material 19

16 Usaha Peningkatan Ketangguhan Baja Tulangan Beton Komersial dengan Proses Pemanasan

Kontinu pada Temperatur Eutectoid Material 20

17 Studi Eksperimen Pembuatan Komposit Metal Matrik Aluminium Penguat SiC Wisker dan A2O3

Partikel sebagai Material Alaternatif Material 21

18 Kekuatan Bending dan Impak Komposit Clay/Fly ash Untuk Aplikasi Fire Brick Material 23

19 Pengujian Kandungan Unsur Logam Serat Ijuk dengan X-Ray Fluorescence Testing Material 27

20 Pemetaan Potensi Limbah Aluminium untuk Bahan Baku Jendela Kapal Material 29

21 Tingkat Kekasaran Permukaan Stainless Steel 316L Akibat Tekanan Steelballpeening Material 30 22 Studi Performan Balistik pada Komposit Besi Cor Kelabu Berpenguat Kawat Baja Material 31

23 Analisis Kegagalan Clamp U pada Sepeda Motor 200 cc Material 32

24 Penyerapan Air pada Epoxy dan Polyester Tak Jenuh dan Pengaruhnya pada Kekuatan Tarik Material 34

25 PENGARUH JENIS SERAT TERHADAP KUALITAS HASIL PEMESINAN BAHAN KOMPOSIT Material 35

26 KARAKTERISTIK LAJU KEAUSAN KOMPOSIT AlSiTiB/SiC DAN AlSiMgTiB/SiC Material 36

27 Modifikasi Kekerasan Baja Tahan Karat AISI 316L Dengan Menggunakan Proses Steel Ball Peening Material 37

28 Karakteristik Kekuatan Bending dan Impact akibat Variasi Unidirectional Pre-Loading pada serat

penguat komposit Polyester Material 38

29 Analisa Kekuatan Maksimal bata plastik hasil pengepresan jeis Polyethelene Terephthalate Material 39

30 Sifat Tarik dan Lentur Komposit rHDPE/Serat Cantula dengan Variasi Panjang Serat Material 40

31 Analisis struktur mikro dan kekerasan paduan Al scrapmenggunakan metode pengecoran

(14)

xxxvi

32 UPAYA PENINGKATAN KUALITAS SIFAT MAKANIK KOMPOSIT SERAT PURUN TIKUS (ELEOCHARIS

DULCIS) BERMATRIK POLYESTER DENGAN PERLAKUAN NaOH Material 45

33 Pengaruh Panjang Serat Terhadap Sifat Bending Komposit Poliester Berpenguat Serat Daun

Gewang Material 46

34 Analisis Struktur Mikro dan Fraktografi Hasil Pengelasan GMAW Metode Temper Bead Welding

dengan Variasi Masukan Panas pada Baja Karbon Sedang Material 47

35 KAJIAN Penggunaan metoda taguchi pada proses pembentukan komposit tehadap Sifat mekanik

bahan Material 48

(15)

Studi Kelayakan Pembangkitan Daya Kogenerasi

Mesin Gas Bandara Udara

I Made Astina

1,a

dan Arief Hariyanto

1,b

1_{Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara}

Institut Teknologi Bandung

Jalan Ganesha 10 Bandung, 40132, Indonesia

a_{astina@ftmd.itb.ac.id,}b_{arief@lmbsp.ms.itb.ac.id}

Abstrak

Untuk melihat prospek implementasi kogenerasi mesin gas pada sebuah bandara udara di Indonesia, bandara udara Kualanamu dengan kondisi akhir 2014 dijadikan obyek kasus. Pada kondisi tersebut bandara udara konsumsi 2500 kWe (maksimum, tidak termasuk daya listrik sistem HVAC), dan beban maksimum 5000 TR untuk ruang yang dikondisikan seluas 122.000 m2. Studi meliputi kehandalan sistem, efisiensi pemanfaatan bahan bakar dan life cycle cost (LCC). Sistem kogenerasi dengan penggerak mula mesin gas dapat mencapai efisiensi 84,5%. Pembangkit daya sistem n+1 dipilih untuk operasinya. Dalam sistem ini tidak dibutuhkan baskup genset sehingga biaya investasi dan biaya operasi pemeliharaannya. Bila satu sistem mesin gas generator mengalami kerusakan, pemadaman listrik tidak terjadi sesaatpun selama ada pasokan gas. Disamping parameter operasi, pemeliharaan dan investasi, harga listrik dan bahan bakar gas alam sangat mempengaruhi hasil kajian ini. Dengan harga listrik Rp1400,00/kWh dan gas alam Rp91.000,00/MMBtu, hasil kajian menunjukkan LCC tahunan sistem kogenerasi mesin gas sebesar Rp63,32 Milyar dan jauh lebih kecil dibanding sistem yang mencatu daya listrik ke perusahaan listrik sentral dengan LCC sebesar Rp81,13 Milyar. Dari profil komponen LCC, LCC kogenerasi mesin gas sangat dipengaruhi oleh harga gas alam, sedangkan LCC sistem konvensional sangat dipengaruhi oleh harga listrik. Oleh karena itu, harga listrik dan gas alam yang mendukung kebijaksanaan konservasi energi dengan penerapan insentif dan disentif yang tepat sangat diperlukan untuk pertumbuhan sistem kogenerasi yang hemat energi bahan bakar.

Kata kunci

: kogenerasi, mesin gas,

life cycle cost

, energi, bandara udara.

Pendahuluan

Sistem pembangkit daya yang ramah lingkungan dan efisiensi tinggi dapat mengurangi beban kelistrikan nasional serta menjaga kesinambungan pemanfaatan sumber energi fosil. Sistem tersebut harus mendapatkan perhatian utama dalam upaya konservasi dan pemanfaatan energi. Kogenerasi telah menjadi ketertarikan fihak industri dan juga peneliti sebagai upaya untuk memberikan solusi pemanfaatan energi secara maksimal. Celador dkk [1] melaporkan tentang upaya kogenerasi skala kecil (100 - 1000 kW) implementasi kogenerasi mesin gas untuk resinden di Spanyol. Dari hasil mereka,

kelayakan implementasi itu perlu aturan yang konduksif dari pemerintah Spanyol terhadap harga gas dan listrik. Banyak kogenerasi berbasiskan turbin gas telah bermunculan di dunia. Stamber [2] melaporkan aplikasi kogenerasi turbin gas di mall with kapasitas daya 4600 kWe dan pendinginan 2600 TR serta efisiensi pemanfaatan bahan bakar mencapai 78%. Sementara itu Schneider [3] lebih mengangkat keberhasilan perusahaannya dalam teknologi kogenerasi berbasiskan mesin gas dengan efisiensi pemanfaatan bahan bakar sampai dengan 90%.

(16)

sebagai sumber energinya. Mesin gas yang beroperasi bergantung sepenuhnya pada energi gas alam ini menggunakan prinsip kerja siklus Otto. Selain penggunaan gas alam lebih murah dari bahan bakar solar, keuntungan yang lain adalah emisi dan tingkat kebisingan yang rendah serta mudah penanganan pada gedung komersial. Paper ini merupakan kelanjutan paper [4] yang telah membahas untuk implementasi kogenerasi turbin gas untuk obyek kasus yang sama.

Dengan luas gedung obyek kasus yang berpengondisian udara sekitar 122.000 m2, kebutuhan energi listriknya mencapai kisaran 2500 kWe (tidak termasuk HVAC) serta beban pendinginan maksimum 5000 TR. Dengan ukuran yang besar ini, penerapan pembangkitan daya kogenerasi diharapkan lebih efektif dari aspek teknis dan ekonomis. Sistem kogenerasi yang dikaji terdiri dari sejumlah komponen individu yaitu mesin penggerak mula mesin gas (gas engine), generator listrik, pemanfaatan kembali panas, dan sambungan listrik, yang tergabung menjadi suatu integrasi. Mesin gas yang bekerja berbasiskan siklus Otto juga menjadi alternatif untuk sistem kogenerasi. Teknologi kogenerasi yang sudah mapan dan efisiensi termal yang lebih besar akan sangat menguntungkan bila kebutuhan energi listrik lebih besar daripada sumber panas untuk proses yang lain. Pertimbangan yang menyeluruh sangat perlu dilakukan untuk mendapatkan sistem kogenerasi yang tepat untuk bandara udara.

Kogenerasi Mesin Gas Mandiri

Sistem pembangkit daya mandiri sangat menarik untuk dikaji bila kebutuhan listrik, panas dan dingin terjadi pada sistem layanannya. Sistem ini juga butuh dukungan sumber energi primernya sehingga dapat beroperasi. Sesuai dengan fokus pada topik ini untuk bandara udara, masalah lahan untuk sistem pembangkit tidak akan menjadi masalah. Masalah yang lain adalah ketersediaan bahan bakar untuk sistem pembangkit. Untuk kepraktisan dan lingkungan yang bersih ketersediaan bahan bakar gas sudah menjadi suatu keharusan

untuk pembangunan sistem pembangkit mandiri untuk bandara udara.

Green airport harus diwujudkan dari berbagai aspek baik itu arsitek, konstruksi bangunan maupun utilisasi energi di gedung, terminal, dan perkantorannya. Untuk utilisasi energinya secara umum, sistem kogenerasi sangat penting dikaji dari berbagai aspek baik kehandalan dan efisiensi pemanfaatan bahan bakar serta tingkat emisi lingkungan yang mungkin ditimbulkan. Gambar 1 memberikan ilustrasi pemanfaatan bahan bakar untuk menghasilkan daya listrik dan menghasilkan air dingin yang dialirkan ke AHU (Air Handling Unit) dan FCU (Fan Coil Unit). Sumber energi panas sistem terdiri atas energi gas buang dan panas dari jaket air pendingin mesin. Radiator akan di-bypass ketika chiller absorpsi beroperasi. Kapasitas chiller yang dihasilkan bergantung pada teknologi chiller dan kinerja dan kapasitas mesin gas yang digunakan serta rasio beban operasi generator. Chiller efek ganda dapat menghasilkan kapasitas pendinginan lebih besar karena kinerjanya lebih tinggi. Efisiensi penggerak mula yang lebih rendah akan memberikan energi termal buang yang lebih besar sehingga sumber panas chiller lebih besar dan kapasitas pendinginan juga meningkat. Sebaliknya bila efisiensi penggerak mula yang lebih besar layanan pendinginan untuk chiller yang dapat diberikan menjadi semakin kecil.

Gambar 1. Sistem kogenerasi mesin gas

(17)

skedul penggunaanya dari pagi sampai malam yang juga berbeda dengan gedung lainnya. Sistem kogenerasi mandiri untuk beban listrik yang lebih kecil dari kapasitas pendinginan chiller absorpsi, kebutuhan penggunaan chiller mekanikal akan mempertemukan keseimbangan beban tersebut.

Ada dua sumber panas yang mungkin dimanfaatkan dari mesin gas yaitu gas buang dari proses pembakaran dan panas dari air pendingin yang digunakan untuk mendinginkan ruang bakar. Dengan orde efisiensi mesin gas 40%, panas yang dibuang sekitar 60% yang terurai atas beberapa bentuk kerugian seperti cerobong 23,1%, air pendingin radiator 36,7% serta rugi-rugi lewat dinding-dinding mesin yang langsung kontak dengan udara kurang dari 1%.

Demikian juga skedul beban listrik dari masing-masing utilisasi energi tersebut akan berbeda antara peruntukan sebuah gedung dengan yang lainnya. Gambar 2 memberikan sebuah ilustrasi tentang profil beban listrik dan HVAC di bandara udara. Skedul penggunaan beban ini diasumsikan sama dengan kajian yang telah dilaporkan pada paper [4].

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112131415161718192021222324

Pr

Gambar 2. Skedul penggunaan peralatan [4]

Data Ekonomi dan Teknis

Dalam kajian ini pendekatan dan asumi yang sama dengan paper [4] juga digunakan. Biaya operasi tahunan diuraikan atas biaya operasi yang terdiri atas biaya bahan bakar, biaya listrik, dan biaya operasi atas upah tenaga kerja untuk pengoperasian sistem kogenerasi, serta biaya operasi atas biaya penyediaan air bersih penambah menara pendingin. Biaya peralatannya ditentukan dengan mengambil nilai kurs US $1 = Rp13.000,00 dan mengacu kondisi ekonomi akhir tahun 2014. Tabel 1 memberikan rincian

data-data ekonomi yang digunakan dalam kajian ini. Untuk melihat keunggulan antara kedua sistem, kajian teknis lainnya dan kajian ekonomi dan termal juga harus disertakan.

Tabel 1. Data utama kajian ekonomi

No Parameter Kuantitas

1 Harga Listrik Rp1400,00/kWh

2 Harga Air Rp15000,00 /m3

5 Genset per kWe Rp6500000,00

6

OpHar Mesin Gas + Generator (kecuali bahan bakar)

Rp100,00/kWh

7 Chiller

Sentrifugal Rp4550000,00/TR

8 Chiller Absorpsi

per TR Rp10400000,00

9

HVAC (kecuali Chiller + Menara Pendingin) bakar + chiller)

Rp25,00 /TR-jam

12

OpHar Chiller Absorpsi (kecuali bahan bakar dan listrik)

Mesin per m2 Rp4000000,00

15 Umur Ekonomi

(18)

Dalam kajian energi, sejumlah pendekatan yang sama dengan paper [4] juga digunakan, yaitu daya listrik di luar sistem HVAC, konsumsi daya spesifik peralatan menara pendingin, konsumsi air penambah, serta kebutuhan daya chiller absorpsi sebagaimana dirinci pada Tabel 2.

Tabel 2. Data teknis sistem kogenerasi

No Parameter Kuantitas

1 Daya Listrik non

HVAC 2500 kWe

2 Daya Listrik Total 6450 kWe

3 Beban Pendinginan

Maksimum 5000 TR

4 Daya Listrik Chiller

Absorpsi 0,03 kW/TR

5 Daya Listrik Chiller

Sentrifugal 0,65 kW/TR

6

Daya Listrik HVAC (AHU, FCU, sirkulasi air dingin)

0,2 kW/TR

7 Daya Listrik Menara Pendingin

0,085 kW/TR

8 Air Penambah Menara Pendingin

0,25 lpm/TR

Kajian Kelayakan

Ada 2 kajian yang dibahas pada paper ini yaitu kajian energi dan kajian ekonomi dengan metode Life Cycle Cost (LCC). Untuk melihat keunggulan dan juga kelemahan sistem kogenerasi, sistem konvensional penggunaan energi yang bergantung penuh pada pasokan listrik dari perusahaan listrik dijadikan sebagai pembandingnya. Kajian energi untuk mengevaluasi efisiensi pemanfaatan bahan bakar dari sistem kogenerasi yang berbasiskan mesin gas. Oleh karena itu, efisiensi pemanfaatan bahan bakar yang tinggi akan menjadi sasaran dalam pengembangan sistem kogenerasi. Sedangkan kajian ekonomi dilakukan untuk melihat prospek penerapannya dari aspek ekonomi. Kajian ini mengikuti metode yang sama dilakukan pada paper [4] dan dengan data-data yang banyak sama, tetapi sistem penggerak mulanya yang berbeda yakni mesin gas, sehingga potensi pemanfaatan panas buangnya pun menjadi berbeda.

Kajian energi dilakukan dalam studi ini dengan mengevaluasi pemanfaatan bahan bakar pada sistem kogenerasi yang jadi obyek studi ini. Dengan demikian, efisiensi pemanfaatan bahan bakar dapat didefinisikan dengan persamaan (1).

%

dimana Qbb adalah energi yang dihasilkan dari

bahan bakar, Qrugi adalah kerugian energi

pada sistem kogenerasi.

Kajian LCC memasukkan biaya operasi, investasi dan perawatan dengan penyertaan nilai waktu atas uang (bunga). Kajian ini sama dengan metode yang telah diaplikasikan untuk kogenerasi turbin gas pada paper [4]. Oleh karena itu kajian ini dapat dijadikan pembanding antara sistem konvensional dengan sistem kogenerasi, berbagai parameter ekonomi terkait akan disertakan dalam kajian ekonomi ini. Dalam hal tertentu karena biaya investasi sama antara dua alternatif, biaya ini dapat dieliminasi dalam perhitungan bila hanya ingin tahu perbandingan solusi ataupun sistem alternatif. Secara umum LCC tahunan dapat dihitung dengan persamaan (2).

thn

dimana Ithn: biaya investasi awal yang setiap

tahun harus dibayar dengan memasukkan suku bunga, Othn: biaya operasi yang harus

dibayar setiap tahunnya dan Mthn: biaya

perawatan setiap tahun termasuk penggantian suku cadang. Dalam kajian ini biaya operasi tahunan diuraikan atas biaya operasi atas biaya bahan bakar, biaya listrik, dan biaya operasi atas upah tenaga kerja untuk pengoperasian sistem kogenerasi, serta biaya operasi atas biaya untuk penyediaan air bersih untuk penambah menara pendingin.

(19)

memasukkan nilai waktu atas penggunaan uang.

nilai investasi awal.

Dengan sistem n+1 yang telah ditetapkan dalam studi ini, kapasitas yang dipilih akan menentukan jumlah serta rasio beban generator. Rencana pengembangan harus juga menjadi bagian pertimbangan dalam studi sehingga ketika kondisi akhir telah tercapai maka aktual LCC dapat menjadi lebih rendah.

Berdasarkan data-data beban dan teknis serta konfigurasi yang telah dipilih sebagaimana disajikan pada Tabel 3 dan 4, kajian ekonomi yang berbasiskan LCC tahunan dapat dilakukan. Data pada Tabel 3 merupakan data dan estimasi yang mengacu kondisi yang ada di lapangan.

Tabel 3. Data teknis sistem konvensional [4]

No Parameter Nilai

1 Kapasitas Total

Chiller Sentrifugal 6400 TR

2 Beban Pendinginan

Menara Pendingin 6800 TR

3 Kapasitas Total

Menara Pendingin 8000 TR

4 Total Daya Listrik

HVAC (Maksimum) 4828 kW

5 Total Daya Listrik non _{HVAC (Maksimum)} 2472 kW

6 Total Daya Listrik 7300 kW

7 _{Luas Ruang Mesin} 336 m2

8 Luas Lahan yang

dibutuhkan 1232 m

2

Spesifikasi mesin gas dan chiller yang digunakan dalam studi ini mengacu pada produk-produk yang mudah diperoleh di pasaran sesuai dengan konfigurasi operasi yang diinginkan dalam studi ini [5 - 8]. Mesin gas dengan daya 3300 kWe dipilih sebagaimana diberikan pada Tabel 4. Pada kondisi operasi maksimum, panas buang lewat gas buang dengan temperatur buang 425oC dan batas temperatur bawah dibatasi 120oC serta laju aliran gas buang 1325 kg/jam, maka potensi pemanfaatan panas untuk chiller adalah:

)

Sedangkan panas buang lewat air pendingin mesin dengan debit aliran 130,3 m3/jam dan temperatur dari 90oC turun menjadi 70oC. Pada tingkat keadaan ini massa jenis air adalah 971,77 kg/m3 serta panas jenis air adalah 4,197 kJ/kg⋅oC, sehingga panas yang dapat dimanfaatkan untuk chiller adalah:

)

Total panas yang dapat dimanfaatkan merupakan jumlah panas dari air dan gas buang dan besar menjadi 4424 kW. Dengan Chiller yang cocok untuk kondisi ini adalah chiller efek tunggal sehingga COP-nya adalah 0,85. Kapasitas maksimum chiller yang digerakkan dari panas buang untuk kondisi mesin gas beban maksimum adalah 1070 TR. Dengan pendekatan sebanding dengan rasio beban generator, untuk rasio beban 67% kapasitas chiller yang digerakkan oleh panas buang adalah 717 TR, sehingga kapasitas chiller yang dipilih menjadi 700 TR.

Tabel 4. Data teknis sistem kogenerasi

1 Mesin Gas + Generator

(Operasi) 3 unit

2 Mesin Gas + Generator

(Standby) 1 unit

3 Daya Generator 3300 kWe

4 Jumlah Chiller Absorpsi

(Operasi) 3 unit

5 Jumlah Chiller Absorpsi

(Standby) 0

6 Kapasitas Chiller

Absorpsi 700 TR/unit

7 Jumlah Chiller

Sentrifugal (Operasi) 4 unit

8 Jumlah Chiller

Sentrifugal (Standby) 1 unit

9 Kapasitas Chiller

Sentrifugal 900 TR/unit

10 Efisiensi (Mesin Gas +

Generator) 0,40

(20)

12 Rasio Beban Generator

Normal 0,67

13 Rasio Beban Generator

Darurat 1,00

14

Kapasitas Total Menara Pendingin Chiller Absorpsi

2380 TR

15

Kapasitas Total Menara Pendingin Chiller

Konfigurasi sistem kogenerasi mesin gas dan chiller sebagaimana diberikan pada Tabel 4, ada 3 unit pasangan mesin gas generator dan chiller yang beroperasi, tetapi karena harga chiller absorpsi jauh lebih mahal dari chiller sentrifugal, sehingga sebuah chiller sentrifugal yang disediakan untuk kondisi

standby. Sedangkan untuk pasangan mesin gas dan generator harus ada satu standby, dan konsep n+1 juga harus dipenuhi demi kehandalan sistem pembangkitan listrik yakni hanya 2 mesin gas generator beroperasi sudah bisa melayani beban yang maksimum yang ada, tetapi 3 mesin gas generator dioperasikan. Chiller sentrifugal tetap dibutuhkan karena dengan pemanfaatan panas buangan dari mesin gas, kapasitas chiller absorpsi yang digerakkannya tidak mencukupi.

Hasil dan Analisis

Sebagaimana telah dibahas pada paper [4] tentang hasil sistem energi konvensional, hasil yang sama juga ditampilkan pada paper ini. Untuk sistem kogenerasi, sistem yang digunakan pada sistem ini baik kapasitas chiller dan jenis penggerak mula yang berbeda sebagaimana ilustrasi skematik yang telah diberikan pada gambar 1.

Sistem utilisasi energi konvensional ini merupakan sistem energi di bandara udara yang kebutuhan energinya dipasok oleh sistem pembangkit daya sentral yang dibeli dari perusahaan listrik. Sistem ini yang kebanyakan digunakan di bandara udara

Indonesia. Pemanfaatan bahan bakar yang berbasiskan bahan bakar gas pada PLTGU mempunyai efisiensi maksimum di kisaran 48 - 50%. Sedangkan untuk sistem dengan PLTMG berkisar pada order 40%. Demikian juga untuk sistem dengan PLTG efisiensi termalnya akan kurang dari 35%. Hasil kajian yang sama dengan paper [4] diberikan pada Tabel 5 dengan LCC tahunan Rp81,13 Milyar.

Tabel 5. LCC tahunan sistem konvensional No Rincian Biaya LCC tahunan, Rp

1 Biaya Chiller

Sentrifugal 4.275.521.859

2 Biaya Investasi

Menara Pendingin 2.055.539.355

3

4 Biaya Investasi

Genset (backup) 6.993.532.183

5 Biaya Listrik _{HVAC setahun} 36.019.776.800

6 Biaya Listrik non

HVAC 22.036.875.000

7 OpHar HVAC

(kecuali listrik) 2.398.050.000

8 Biaya Air setahun 5.707.359.000

9 Biaya Gedung

setahun 179.933.080

Total 81.134.829.673

Dengan menggunakan sistem pembang-kitan daya mandiri dengan basis mesin gas untuk bandara udara, LCC tahunan yang harus dibayar sebesar Rp63,52 Milyar menjadi lebih rendah dari sistem konvensional. Hasil lebih rinci diberikan pada Tabel 6.

Tabel 6. LCC tahunan kogenerasi mesin gas

No Rincian Biaya LCC tahunan, Rp

1 Investasi Chiller

Absorpsi 3.206.641.394

2 Investasi Chiller

Sentrifugal 2.404.981.045

3 Investasi Menara

Pendingin 611.773.477

4 Investasi Mesin Gas

(21)

No Rincian Biaya LCC tahunan, Rp (kecuali listrik dan bahan bakar)

1.471.325.720

8 Biaya Air Penambah 6.773.292.225

9 Investasi Ruang

Mesin 185.054.187

Total 63.519.474.961

Untuk menyingkapi kompetisi antara sistem konvensional dan sistem kogenerasi mesin gas, simulasi dengan variasi harga listrik dan harga gas sangat penting dilakukan. Gambar 3 memberikan informasi hasil LCC atas variasi harga listrik untuk sistem konvensional dan variasi harga bahan bakar gas untuk sistem kogenerasi mesin gas. Harga listrik divariasikan dari Rp1000,00/kWh sampai dengan Rp2500,00/kWh dengan inkremen Rp100,00/kWh dan harga gas Rp50.000,00/MMBtu sampai dengan Rp200.000,00/MMBtu dengan inkremen Rp10.000,00/MMBtu. Hasil LCC menunjukkan membesar dengan kenaikan baik harga listrik maupun harga gas.

0

Kogenerasi Mesin Gas

Gambar 3. Perbandingan LLC

Harga listrik listrik mempunyai pengaruh yang besar terhadap LCC sistem konvensional dan juga harga bahan bakar gas punya pengaruh yang besar terhadap LCC sistem kogenerasi. Untuk kondisi harga listrik tahun ini sekitar Rp1400,00 dan harga gas alam di industri sekitar Rp90.000,00, LCC

sistem konvensional lebih besar sekitar 40% dibanding dengan sistem kogenerasi mesin gas. Jadi potensi keuntungan ekonomi yang besar dapat direalisasikan dengan migrasi ke sistem kogenerasi mesin gas.

Negara-negara yang punya harga listrik yang lebih mahal dari Indonesia dan harga bahan bakar gas selama dalam orde kisaran harga internasional, keuntungan yang lebih beasr akan diperoleh bila menggunakan sistem kogenerasi mesin gas. Oleh karena itu, negara-negara maju seperti Jepang dan Inggris memberikan perhatian yang sangat besar pada sistem kogenerasi karena ada keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan ataupun migrasi ke sistem kogenerasi, baik itu dilakukan pada industri, gedung komersial maupun kampus.

Perbandingan kebutuhan ruang dan air antara sistem kogenerasi dan non kogenerasi diberikan pada Tabel 7. Secara umum sistem kogenerasi akan membutuhkan ruangan lebih besar dan juga jumlah air pendinginan lebih banyak, tetapi daya listrik non kogenerasi butuh 25% lebih besar.

Tabel 7. Perbandingan teknis dan kinerja

No Parameter Konvensional Kogen

1 Chiller

(22)

biaya bakar juga dominan pada sistem kogenerasi.

71,6% 18,5%

7,0% 3,0%

Listrik Investa si Air La in-la in

Gambar 4. Profil biaya sistem konvensional

51,2% 29,2%

10,7% 8,9%

Ba han Ba kar Investa si Air Lain-Lain

Gambar 5. Profil biaya kogenerasi mesin gas

Kesimpulan

Dari kajian yang telah diberikan pada pembahasan sebelumnya, beberapa kesimpulan dapat dihasilkan.

• Usaha dan upaya yang berkelanjutan selaras dengan paradigma konservasi energi dalam pengembangan sistem kogenerasi sangat penting dilakukan di Indonesia.

• Studi kelayakan dengan pembandingan sistem energi konvensional dan sistem kogenerasi mesin gas untuk bandara udara telah dilakukan dan kajian meliputi kajian energi, teknis dan LCC tahunan.

• Sistem kogenerasi mesin gas memberikan keunggulan dalam pemanfaatan bahan bakar yang efisien dan keuntungan ekonomi yang juga berarti dibanding dengan sistem konvensional yang bergantungan pada sistem pembangkitan tenaga listrik sentral.

• Sistem kogenerasi mesin gas n+1

memberikan kehandalan dalam penyediaan

listrik, walaupun investasi yang lebih dibutuhkan dari sistem n.

• LCC tahunan untuk kogenerasi mesin gas sebesar Rp63,52 Milyar dan lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional sebesar Rp81,13 Milyar dengan pada harga listrik Rp1400,00/kWh dan bahan bakar gas sebesar Rp91.000,00/MMBtu

• Sistem kogenerasi mesin gas butuh ruang yang jauh lebih besar dan Jumlah peralatan utama lebih banyak.

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih kami sampaikan kepada Bapak Achmad dkk PT Angkasa Pura II atas informasi tentang bandara udara Kualanamu, Sumatera Utara, serta Dr. Ir. Nanang Hariyanto dkk STEI ITB yang telah mengajak penulis dalam pekerjaan kogenerasi pembangkitan listrik.

Daftar Pustaka

[1] A. Campos Celador, A. Erkoreka, K. Martin Escudero, J. M. Sala, Feasibility of small-scale gas engine-based residential cogeneration in Spain, Energy Policy 39 (2011), 3813–3821

[2] Irwin Stambler, 4.6 MW plant with an indirect fired 2600 ton chiller at 76.8% efficiency, Gas Turbine World: August-September 2004, 14 - 17

[3] Martin Schneider, Smart Cogeneration Plant with High Efficient Gas Engine, PowerGen Europe, Vienna, 2013

[4] I Made Astina dan Arief Hariyanto, Kajian Kelayakan Sistem Kogenerasi Turbin Gas Bandara Udara, Prosiding KNEP VI (2015), 9-20

[5] GE Power & Water Distributed Power, Jenbacher type 6, brosur

[6] http://www.thermaxindia.com/Absorption -Cooling/Products/Vapour-Absorption-Machines/Triple-Effect-Chiller.aspx [7] BROAD X Absorption Chiller Model