PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA K

(1)

i PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

Rancang Bangun Kincir POPAL (Penumbuk Otomatis, Pengubah Air dan Pembangkit Listrik) Dengan Konsep Pemanfaatan Energi Angin dan Energi

Surya Yang Tepat Guna di Daerah Pesisir Pantai

BIDANG KEGIATAN : PKM KARSA CIPTA

Diusulkan oleh :

Moch. Ridfan Trisnadiansyah 270110130021 2013

Delia Fitriani 140310130038 2013

Ridwan Maulana 270110110009 2011

Naina Natalia 180810110035 2011

Dede Udamas 140210130013 2013

UNIVERSITAS PADJADJARAN SUMEDANG

(2)

(3)

iii

1.1Latar belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 1

1.3Tujuan Program ... 1

1.4Manfaat Program ... 1

1.5Luaran Yang Diharapkan ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 2

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Angin ... 2

2.2 Perancangan Solar Cell ... 3

2.3 Pengolahan Air Menggunakan Destilasi ... 4

2.4 Kondisi Cuaca dan Angin di Daerah Pesisir Pantai ... 4

BAB III METODE PELAKSANAAN ... 5

3.1 Studi Literatur ... 5

3.2 Survei Lapangan ... 5

3.3 Perancangan dan Pembuatan Alat ... 5

3.4 Uji Coba Alat ... 6

3.5 Pengukuran Kualitas Air Destilasi dan Daya Listrik ... 7

3.6 Monitoring Alat ... 7

3.7 Evaluasi Alat ... 7

3.8 Laporan Percobaan ... 7

BAB IV BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ... 7

4.1 Anggaran Biaya ... 7

4.2 Jadwal Kegiatan ... 7

DAFTAR PUSTAKA ... 8 LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana

(4)

iv DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Sistem kincir pembangkit listrik ... 2

Gambar 2. Sistem solar cell ... 3

Gambar 3. Sistem destilasi air laut ... 4

Gambar 4. Alur kerja secara umum ... 5

Gambar 5. Rancangan kincir angin ... 5

Gambar 6. Rancangan solar cell ... 6

(5)

v RINGKASAN

(6)

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar belakang

Indonesia adalah negara kepulauan dengan laut yang luas dan pesisir pantai yang membenang sampai 95.181 km dari ujung Sabang sampai Meroke (data kementrian kelautan dan perikanan). Potensi alam ini seharusnya bisa pemerintah memanfaatkannya secara optimal untuk hajat hidup rakyatnya. Namun permasalahan saat ini banyak masyarakat yang justru kesulitan merasakan kesejahteraan di negara yang kaya ini, salah satu kesejahteraan yang belum ternikmati sepenuhnya adalah ketersediaan energi listrik serta air bersih yang masih minim di kawasan pesisir pantai dan kepulauan gugus kecil.

Berlatar belakang permasalahan tersebut dan kemajuan teknologi saat ini, kami sebagai mahasiswa yang peduli mencanangkan inovasi yang kami berinama "Kincir POPAL" kincir ini akan dirancang sedemikian rupa agar bisa memanfaatkan energi agin untuk memutarkan kincir, putaran inilah yang dijadikan energi kinetik untuk menghasilkan aliran listrik dan panas. Aliran listrik bisa dimanfaatkan oleh masyarakat sedangkan panas yang dihasilkan bisa dijadikan pendestilasi air laut menjadi air tawar. Untuk menambah kinerja kincir ditambahkan juga sistem solar cell. Harapannya bangun rancang alat ini kedepannya akan dikembangkan dan diaplikasikan di daerah pesisir dan pulau kecil di Indonesia sehingga kelak masyarakat di pesisir dan pulau kecil dapat mengelola sumber listrik dan sumber air nya secara mandiri.

1.2Rumusan Masalah

Bangun rancang “Kincir POPAL” sebagai sebuah inovasi alat yang diciptakan untuk membantu masyarakat pesisir dalam memenuhi kebutuhan energi dan air bersih terangkum dalam beberapa rumusan masalah sebagai berikut :

a. Cara kerja “Kincir POPAL” dalam merubah energi kinetik menjadi energi listrik.

b. Bagaimana sistem yang digunakan untuk merancang solar cell di “Kincir POPAL” ini.

c. Cara kerja sistem destilasi “Kincir POPAL” untuk merubah air laut menjadi air tawar.

1.3Tujuan Program

Tujuan dari diciptakannya “Kincir POPAL” ini adalah untuk memanfaatkan potensi di pesisir pantai yaitu sinar matahari, hembusan angina dan air laut sebagai sumber listrik dan air bersih. Sebagai tambahan “Kincir POPAL” ini juga memanfaatkan putaran kincir nya untuk menghasilkan alat penumbuk serbaguna. 1.4Manfaat Program

(7)

1.5Luaran Yang Diharapkan

Berdasarkan rumusan masalah dan tujuan, maka luaran yang kami harapkan dari program ini adalah sebuah prototype kincir bersolar cell yang memadukan pemanfaatan energi angin dan energi surya menjadi energi listrik dan pendestilasian air laut menjadi air tawar. Serta putaran kincir disambungkan dengan konektor bandul sehingga kincir ini bisa menjadi penumbuk otomatis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin energi atau kincir energi. Sistem pembangkit listrik tenaga angin ini merupakan pembangkit listrik yang menggunakan turbin angin sebagai peralatan utamanya.

Cara kerja dari pembangkitan listrik tenaga angin ini yaitu awalnya energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas angin. Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Secara sederhana pembangkit listrik ini digambarkan sebagai berikut :

Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC (alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.

(8)

2.2 Perancangan Solar Cell

Solar cell merupakan pembangkit listrik yang mampu mengkonversi sinar matahari menjadi arus listrik. Jumlah energi yang begitu besar yang dihasilkan dari sinar matahari, membuat solar cell menjadi alternatif sumber energi.

Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Penemuan teori ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905 yang dirumuskan dengan persamaan E = h.c. Dengan h adalah konstanta Plancks (6.62 x 10-34_{J.s) dan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum (3.00 x 10}8 m/s). Persamaan ini menunjukkan bahwa photon dapat dilihat sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi tertentu. Dengan menggunakan sebuah divais semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian dioda tipe p dan n, cahaya yang datang akan mampu dirubah menjadi energi listrik.

Tahapan Pembangkit Listrik Solar Cell yaitu :

a. Energi Matahari akan ditangkap oleh Modul sel surya atau disebut juga panel Photo Voltaik (Panel PV).

b. Energi dari Modul Sel Surya diatur di Solar Charge Controller untuk mengatur besarnya arus listrik.

c. Kemudian energi listrik tersebut disimpan di penyimpan energi listrik atau dikenal dengan Aki ( battery )

d. Energi yang telah disimpan akan dilanjutkan ke komponen Inverter untuk mengkonversi listrik searah (dc) menjadi listrik bolak-balik (ac).

e. Arus listrik akan dialirkan melalui Kabel.

Kemudian solar cell yang dibuat kita hitung efisiensi nya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

(9)

2.3 Pengolahan Air Menggunakan Destilasi

Destilasi adalah salah satu teknik pengolahan air bersih. Proses destilasi memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air asin. Uap air tersebutselanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasil ditampung sebagai air bersih yang tawar.

Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut : air laut yang berada pada tampungan air akan mengalir melalui pipa dan masuk ke dalam basin(plat penyerap) sampai ketinggian volume tertentu. Kemudian setelah melalui proses pemanasan dari matahari pada temperatur tertetu air laut akan menguap dan memisahkan antara uap dengan garam yang mengendap di basin. Pada saat ini uap mulai mengalami proses pengempunan menjadi uap air. Setelah itu uap air akan akan menjadi air tawar dan menuju saluran air. Untuk itu pemasangan kaca juga dengan kemiringan sudut tertentu sehingga air dapat mengalir menuju tempat penampungan air.

2.4 Kondisi Cuaca dan Angin di Daerah Pesisir Pantai

Angin pada daerah pesisir pantai dipengaruhi oleh dua jenis angin, yaitu angin laut dan anging darat. Kedua jenis angin ini memiliki kecepatan yang sangat tinggi sehingga baik apabila digunakan untuk sumber tenaga kincir angin menjadi

(10)

energi listrik. Begitu juga cuaca yang sangat panas di daerah pantai sehingga baik untuk digunakan sebagai sumber tenaga solar cell yang mengubah energi matahari menjadi energi listrik dikarenakan daerahnya berada di daerah dataran rendah.

BAB III

METODE PELAKSANAAN

Metode pelaksanaan program yang akan digunakan adalah eksperimen/percobaan. Langkah awal yang dilakukan adalah observasi ke lapangan serta mencari literatur yang berhubungan dengan pembuatan kincir dan solar cell itu sendiri. Setelah memperoleh informasi dari tahap awal, selanjutnya membuat rumusan alat dan membuat desain prototype kincir yang digunakan. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini :

3.1 Studi Literatur

Melakukan pengamatan, pengumpulan data, analisis informasi dengan menggunakan cara-cara yang sistematis. Studi kasus ini bertujuan untuk memahami objek yang akan ditelitinya secara khusus sebagai suatu ‘kasus’.

3.2 Survei Lapangan

Langkah survei lokasi ini lebih kepada penentuan titik dimana alat tersebut ditempatkan. Pencarian titik tersebut mempertimbangkan kandungan air payau pada suatu sumur dan kecepatan dari angin untuk penggunaan kincir angina. 3.3 Perancangan dan Pembuatan Alat

Setelah mendapatkan informasi dengan kajian literatur, sehingga kita bisa memperkirakan rancangan urutan perancangan dan komposisi serta spesifikasi alat dan bahan yang akan digunakan. Pembuatan alat dibantu dengan peralatan listrik untuk menghidupkan pengerjaan.

a. Perancangan Kincir

Gambar 4. Alur kerja secara umum

(11)

b. Perancangan Solar Cell

c. Rancangan Keseluruhan

3.4 Uji Coba Alat

Metode pengujian yang dilakukan pada alat ini adalah metode eksperimen dan variabel. Dalam uji coba ini, langkah yang pertama kali dilakukan adalah mengubah energy kinetic dari menara kincir dan solar cell kepada sebuah generator menjadi energy listrik yang akan dialirkan untuk menghidupkan sebuah dynamo untuk listrik. Kemudian disediakan juga sebuah kotak bersistem rumah kaca yang dipanaskan dari solar cell sehingga akan menjadi sistem destilasi air laut. Uji coba alat yang terakhir adalah ditempatkannya konektor bandul ke kincir angin untuk alat penumbuk.

Gambar 6. Rancangan solar cell

(12)

3.5 Pengukuran Kualitas Air Destilasi dan Daya Listrik

Setelah semua berhasil dirancang hasil air destilasi di uji laboratorium dan besaran daya listrik di hitung.

3.6 Monitoring Alat

Monitoring alat dilakukan dengan memantau proses kerja alat serta memperhatikan kinerja alat.

3.7 Evaluasi Alat

Evaluasi perlu diadakan dengan tujuan untuk menghindari kesalahan perhitungan pada pembiayaan, memilih strategi terbaik dari berbagai alternatif strategis yang ada dan melihat apakah tujuan sudah tercapai.

3.8 Laporan Percobaan

Metode ini merupakan langkah terakhir dalam percobaan alat “Kincir POPAL” yang didalamnya sudah dikemas data hasil percobaan berupa hasil laboratorium, informasi alat dan bahan yang perlu digunakan, rancangan alat, serta studi kelayakan alat. Diharapkan dengan adanya laporan percobaan ini, semoga kedepannya bisa dijadikan suatu bahan referensi atau rujukan dalam mengembangkan alat ini baik dari segi teknologi dan kemanfaatan lainnya.

BAB IV

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 4.1 Anggaran Biaya

No Jenis Pengeluaran Presentasi Sub Total

1 Peralatan Penunjang 20% 2.390.000

1 Bimbingan dengan dosen

Pembimbing dan studi literatur Ridfan

2 Pemilihan Alat dan Bahan

Pendukung Ridwan

3 Perancangan Desain dan

(13)

DAFTAR PUSTAKA

L. Brown, etc. 2009. Chemistry The Central Science. Eleventh Edition.USA : Prentice Hall.

A. Tipler, A and Mosca, G. 2010. Physics for Scientist and Engineers. Sixth Edition. New York : W. H Freenan and Company.

Astawa, K, dkk. 2011. Analisa Performasi Destilasi Air Laut Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya Tipe Bergelombang Berbahan Dasar Beton. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Universitas Udayana

Abdullah, Sugeng. 2005. Pemanfaatan Destilator Tenaga Surya (Solar Energy) Untuk Memproduksi Air Tawar Dari Air Laut. Laporan Penelitian Sekolah Pascasarjana Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Lakitan. 2002. Klasifikasi Iklim Indonesia. Jakarta : PT Dunia Pustaka Jaya

Y. Daryanto. 2007. Kajian Potensi Angin untuk Pembangkit Listik Tenaga Bayu. Yogyakarta : Balai PPTAGG-UPT-LAGG

4 Karakteristik dan Uji coba alat Dede

5 Pengolahan Data Ridfan

(14)

LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing Biodata Ketua

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Moch. Ridfan Trisnadiansyah

2 Jenis Kelamin Laki-Laki

3 Program Studi Teknik Geologi

4 NIM 270110130021

5 Tempat dan Tanggal Lahir Garut, 5 Juni 1995

6 E-mail ridfansyah@yahoo.co.id

7 Nomor Telepon/HP 08973773141 B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDIT Persis Tarogong

2001-2007 2007-2010 2010-2013

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation₎

No Nama Pertemuan Ilmiah/Seminar

D. Penghargaan dalam 10 tahun terakhir (dari pemerintah, asosiasi, atau institusi lainnya)

No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan

Tahun

1

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hokum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Proposal PKM-KC ini.

Sumedang, 25 September 2014 Pengusul

(15)

Biodata Anggota 1 A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Delia Fitriani

2 Jenis Kelamin Perempuan

3 Program Studi Fisika

4 NIM 140310130038

5 Tempat dan Tanggal Lahir Garut,

6 E-mail Deliafitriani28@yahoo.com

7 Nomor Telepon/HP 085720271829 B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN Mekarjaya 1 SMP 1 Cikajang SMA 11 Garut

Jurusan IPA

Tahun Masuk-Lulus

2001-2007 2007-2010 2010-2013

No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan dapat dipertanggungjawabkan secara hokum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Proposal PKM-KC ini.

(16)

1 Nama Lengkap Ridwan Maulana

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi Teknik Geologi

4 NIM 270110110009

5 Tempat dan Tanggal Lahir Garut, 03 September 1993

6 E-mail Ridwan.kancil93@gmail.com

7 Nomor Telepon/HP 087718253053

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN Sukaratu 1 SMPN 1 Sucinaraja SMAN 26 Garut

Jurusan IPA

Tahun Masuk-Lulus

1999-2005 2005-2008 2008-2011

Judul Artikel Ilmiah

Waktu dan Tempat

Tahun

1 Juara 1 Lomba Cerpen

Nasional FIB UNPAD

FIB UNPAD 2013

2 Juara 3 Lomba Penelitian

Padjadjaran Berprestasi dapat dipertanggungjawabkan secara hokum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Proposal PKM-KC

(17)

1 Nama Lengkap Naina Natalia

2 Jenis Kelamin Perempuan

3 Program Studi Sastra Jerman

4 NIM 180810110035

5 Tempat dan Tanggal Lahir Garut, 23 Desember 1993

6 E-mail nainanatalia@ymail.com

1999-2005 2005-2008 2008-2011

Tahun

1 2 3

(18)

1 Nama Lengkap Dede Udamas

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi Kimia

4 NIM 140210130013

5 Tempat dan Tanggal Lahir Garut, 26 Februari 1995

6 E-mail dedeudamas@yahoo.co.id

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN Margahayu 3

SMPN 1 Banyuresmi SMAN 10 Garut

Jurusan IPA

Tahun Masuk-Lulus

2001-2007 2007-2010 2010-2013

Tahun

1 2

(19)

Biodata Dosen Pembimbing

Nama : Drs. Achmad Sjafrudin, M.Si.

NIDN : 17075005

Agama : Islam

Jenis Kelamin : Laki-laki

Alamat Rumah : Jl. Tugu ASRI V No. C-7 Padasuka, Bandung

No Hp : -

(20)

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan

1. Peralatan Utama (Habis Pakai)

Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas

Harga

Satuan (Rp) Jumlah (Rp)

Generator Peralatan sistem listrik 1 buah 1.775.000 1.775.000

Accumulator 12 V Peralatan sistem listrik 1 buah 200.000 200.000

Turbin Peralatan sistem listrik 1 buah 75.000 75.000

Modul sel surya Peralatan sel surya 1 buah 1.100.000 1.100.000 Solar charge

controller Peralatan sel surya 1 buah 250.000 250.000 Pipa penyangga Peralatan sel surya 1 buah 30.000 30.000 Inverter Peralatan kincir angin 2 buah 250.000 500.000 Wind turbin Peralatan kincir angin 1 paket 180.000 180.000 Pondasi Kincir Peralatan kincir angin 1 paket 100.000 100.000

Valve 2 inch Peralatan umum 1 buah 90.000 90.000

Multimeter digital Peralatan umum 1 buah 72.000 72.000

Spidometer Peralatan umum 1 buah 100.000 100.000

Mur Peralatan umum 1 paket 35.500 35.500

Sirip ekor kincir Peralatan kincir angin 1 buah 50.000 50.000 Fiber glass Peralatan kincir angina 1 paket 325.000 325.000 Kabel tembaga Peralatan sistem listri 2 meter 50.000 100.000 Kotak kaca Peralatan destilasi 1 buah 200.000 200.000 Sekat kaca Peralatan destilasi 1 buah 55.000 55.000

Selang Peralatan destilasi 10 meter 6.000 60.000

Tempat

penampung air Peralatan destilasi 1 buah 80.000 80.000

(21)

2. Peralatan Pendukung

Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas

Harga Satuan

(Rp)

Jumlah (Rp)

Lem fiber 250 mL Merekatkan fiber glass pada

badan prototype 1 buah 80.000 80.000

Lem PVC 250 mL Merekatkan peralatan

berbahan PVC (pipa, valve) 1 buah 200.000 200.000 Bor listrik Membuat lubang pada fiber

glass 1 buah 570.000 570.000

Lem gel 150 mL Menutupi sela-sela valve

dan penyambung PVC 1 buah 40.000 40.000 Botol sampel 2 Liter Mengambil sampel air 5 buah 10.000 50.000 Pita ukur Mengukur dimensi panjang 1 buah 150.000 150.000 Deep meter Mengukur kedalaman

penyimpanan alat 1 buah 750.000 750.000 Gergaji pipa Memotong pipa PVC 1 buah 350.000 350.000

Alat tulis kantor

Mencatat semua kegiatan bimbingan, diskusi dan untuk di lapangan

1 set 250.000 200.000

Sub Total 2.390.000

3. Perjalanan

Material Justifikasi Perjalanan Kuantitas Biaya (Rp)

Transportasi luar kota

Transportasi anggota tim untuk mencari jurnal dan diskusi perjalanan menuju lokasi pemasangan alat

(22)

4. Biaya Lain-lain

literatur Sebagai bahan acuan strudi literatur

Print dan fotokopi

Mencetak proposal,

100 per rumah 1.050.000

Sub-Total 1.553.500

Total Keseluruhan 11.950.000

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas

No Nama/NIM Program

Studi

Bidang Ilmu Alokasi Waktu

2 Delia Fitriani/140310130038 Fisika Sains 22 Jam/ Minggu 4 Naina Natalia/180810110035 Sastra

Jerman

Humaniora 22 Jam/ Minggu

Bendahara

5 Dede Udamas/140210130013 Kimia Sains 22 Jam/ Minggu

(23)

(24)