PEMBUATAN POWER SUPPLY TEGANGAN TINGGI SEARAH DENGAN
MENERAPKAN METODE INTERMITTENT ENERGISATION UNTUK
PENGENDAP DEBU SECARA ELEKTROSTATIK
Hardian Yanuar Wibowo1, Agung Warsito2, Abdul Syakur3Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro Jl. Prof Soedarto SH Tembalang, Semarang 50275
1
[email protected] 3[email protected]
Abstract-- Electrostatic precipitator able to filter dust particles from waste gases generated during the production process of a factory. These tools utilize high voltage DC to induce dust particles carried by waste gases. Induced dust particles then stick to grounded electrode so that the gas output headed to chimney will be dust- free.
The first electrostatic precipitator was developed using DC energisation method, in which the discharge electrodes was given a constant negative DC voltage. To increase the efficiency of electrotatic precipitators, today more efficient and adaptive method was developed which are intermittent and pulsed energisation.
This final project will discuss the basic design of an electrostatic precipitator and its intermittent mode power supply which consists of the low voltage side phase controller using triac and high voltage side transformer rectifier set. The resulted product then will be analyzed and used to compare the dust collecting efficiency between traditional DC and intermittent energisation method.
Keywords : Electrostatic precipitator, ESP, intermittent energisation
I. PENDAHULUAN
Electrostatic precipitator, sampai saat ini,
masih menjadi alat paling efisien yang berguna untuk mengontrol emisi partikel dari proses industri berskala besar. Pengembangan electrostatic precipitator dalam waktu hampir seabad sejak ditemukan ini biasanya lebih mengarah ke metode energisasi yang diaplikasikan pada rangkaian elektrodanya. Efisiensi dan karakteristik penangkapan debu sebuah electrostatic precipitator dapat diatur dengan mengubah metode energisasi ini. Secara teoritis, efisiensi penyaringan emisi partikel debu akan bernilai proporsional dengan nilai akar dua tegangan teraplikasikan pada elektrodanya. Sehingga sebuah electrostatic precipitator akan lebih efisien bila beroperasi pada nilai tegangan yang sedekat-dekatnya dengan nilai tegangan breakdown.
Keuntungan metode pemicuan intermittent
energisation adalah lebih tingginya efisiensi
penggunaan daya electrostatic precipitator, terutama untuk penanganan debu bernilai resistivitas rendah. Tujuan yang ingin dicapai dalam tugas akhir ini yaitu: 1. Memahami prinsip kerja dan pengendalian sebuah
catu daya electrostatic precipitator dengan metode
intermittent energisation.
2. Mengetahui prinsip pembangkitan tegangan tinggi dan pengaruh metode intermittent energisation pada tegangan keluaran catu daya electrostatic precipitator
3. Mengetahui pengaruh pengaplikasian metode
intermittent energisation pada efisiensi
penangkapan debu sebuah electrostatic precipitator. Untuk membatasi pembahasan yang akan dilakukan maka dalam tugas akhir ini dibuat beberapa pembatasan masalah antara lain:
1. Menggunakan mikrokontroller ATMEGA 8535 sebagai controller.
2. Trafo penaik tegangan yang digunakan adalah jenis trafo neon sign dengan tegangan keluaran maksimal 15kV AC pada masukan 220VAC 50Hz.
3. Tidak membahas efisiensi dan kualitas daya peralatan.
4. Plant yang digunakan untuk pengujian adalah sebuah miniatur electrostatic precipitator dengan nilai breakdown elektroda yang telah diperhitungkan.
5. Elektroda yang digunakan adalah jenis jarum bidang 6. Jarak sela antar elektroda bernilai tetap (3cm). 7. Debu yang digunakan adalah gipsum dengan median
diameter 40-60 μm.
8. Tidak dibahas mengenai particle re-entrainment pada plant pengendap debu
9. Kondisi lingkungan pada plant pengendap debu pada saat pengujian dianggap konstan.
II. DASAR TEORI
A. Pembangkit Tegangan Tinggi[1],[2]
1. Pembangkit tegangan tinggi bolak-balik (AC)
Tegangan tinggi bolak-balik diperoleh dari suatu trafo satu fasa dengan perbandingan belitan yang jauh lebih besar daripada trafo daya yang biasa disebut trafo uji.
Ototrafo Trafo Uji
Gambar 1 Rangkaian pembangkit tegangan tinggi bolak-balik
2. Pembangkit tegangan tinggi impuls
3. Pembangkit tegangan tinggi searah (DC)
Tegangan tinggi searah dibangkitkan dengan menyearahkan tegangan tinggi bolak-balik
Ototrafo Trafo TT R Dioda/ Penyearah
Gambar 3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
B. Intermittent Energisation[7]
Adalah sebuah metode pengontrolan picuan untuk suplai daya electrostatic precipitator, dimana tidak di setiap siklus dilakukan picuan untuk mengkonduksikan switching device (dalam hal ini
triac). Pendekatan energisasi ini digunakan untuk
menjaga keefektifan dan efisiensi dari penangkapan debu oleh sebuah ESP.
Jumlah siklus ON dan OFF ditentukan dengan mengatur nilai derajat D (Degree of Intermittance), yang dihitung sbb:
𝐷 =𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑓 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑓 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒𝑠 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑐𝑢
Gambar 4. Pemotongan tegangan pada intermittent energisation Pada metode ini sudut picu dan frekwensi pemicuan dapat diatur. Masukan dari pengendali
intermittent adalah sinyal dari zero cross detector yang
berupa pulsa dengan frekwensi 100 Hz (2xfrekwensi jala-jala). Sudut picu disamakan nilainya untuk semua pengujian, yaitu 90° untuk mencegah adanya arus starting yang besar. Derajat intermitansi sendiri menentukan frekwensi picuan triac. Sistem dalam intermittent
energisation bertindak layaknya counter yang
menghitung pulsa masukan dari zero cross dan menghasilkan pulsa picu dengan frekwensi n kali frekwensi jala-jala. Dapat dilihat pada gambar 4 dimana picuan dilakukan setelah terdeteksi n kali pulsa zero cross dengan sudut tunda 90°.
Kelebihan sistem intermittent energisation:
1. Lebih hemat daya, karena dilakukan pengontrolan input daya yang masuk ke plant ESP.
2. Lebih fleksibel, karena dapat diatur besarnya tegangan puncak maksimum.
3. Dapat diatur nilai derajat intermitansinya sesuai jenis debu yang akan disaring.
Kekurangannya dibandingkan sistem DC tradisional yaitu:
1. Untuk debu dengan nilai resistansi rendah, sistem ini kurang efektif.
2. Dibutuhkan sistem kendali yang lebih rumit. 3. Kehandalan sistem secara keseluruhan lebih rendah. 4. Diperlukan kalibrasi ulang untuk jenis dan ketabalan
debu yang berbeda.
C. Ionisasi
Ionisasi didefinisikan sebagai proses terlepasnya elektron suatu atom atau molekul dari ikatannya. Jika di antara suatu elektroda diterapkan suatu tegangan V, maka akan timbul suatu medan listrik
E
yang memiliki besar dan arah tertentu. Di dalam medan listrik, elektron-elektron bebas akan mendapatkan energi yang cukup kuat, sehingga dapat merangsang terjadinya proses ionisasi.Gambar 5. Proses ionisasi antara elektroda-elektroda
D. Debu[9]
Menurut SNI 2016 – 7058 – 2004, debu adalah partikel padat yang terbentuk karena adanya kekuatan alami atau mekanik seperti penghalusan (grinding), penghancuran (crushing), peledakan (blasting), pengayakan (shaking) dan atau pengeboran (drilling).
Debu merupakan partikel yang melayang di udara dengan ukuran 1 mikron sampai dengan 500 mikron. Debu sering dijadikan sebagai salah satu indikator pencemaran udara untuk menunjukan tingkat bahaya baik terhadap lingkungan maupun terhadap kesehatan dan keselamatan kerja. Debu di udara memiliki komposisi yang sangat rumit dikarenakan terdiri dari campuran berbagai bahan dengan ukuran dan bentuk yang relatif berbeda - beda.
E. Electrostatic Precipitator (ESP)[7,14]
Prinsip kerja Electrostatic precipitator adalah perpaduan dari medan elektrostatik dan aliran ion yang dihasilkan oleh corona discharge
Gambar 6. Komponen penyusun electrostatic precipitator Cara kerja dari electrostatic precipitator (ESP) ini adalah polutan di udara termasuk debu dilewatkan melalui kamar yang berisi elektrode, yang terbuat dari tembaga, kuningan ataupun alumunium. Elektrode-elektrode ini diberi arus listrik arus searah dengan muatan negatif. Dengan demikian, setiap butiran debu akan termuati oleh muatan negatif dengan tegangan tinggi sebelum masuk ke dalam cerobong. Gas yang mengandung butiran debu bermuatan negatif ini bergerak dalam daerah yang terdiri dari pelat-pelat yang diketanahkan. Dengan demikian, debu-debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut. Gas bersih kemudian bergerak ke cerobong asap, sedangkan debu yang dikumpulkan di collecting electrode dipindahkan ke bak penampung (dust hopper) melalui suatu getaran (rapping).
III. PERANCANGAN ALAT
A. Catu Daya DC
Sumber tegangan DC 5V dibutuhkan untuk menyuplai daya ke mikroprosesor dan antarmuka serta
feeder, sedangkan tegangan 12V dibutuhkan untuk
menggerakkan kipas blower pada plant pengujian.
220 VAC 50 Hz D1 D3 D2 D4 2200uF 100nF LM 7805 LM 7812 2200uF 100nF 5VDC GND 12VDC Stepdown transformer 220:12
Gambar 7. Rangkaian catu daya DC
Masing-masing sumber tegangan 12V dan 5V didapatkan dari regulator LM7805 dan LM7812 yang disuplai dari hasil penyearahan tegangan 12V keluaran transformator step-down yang telah diratakan dengan kapasitor.
B. Zero Cross Detector
Rangkaian zero cross detector digunakan untuk mendeteksi awal gelombang sinus sehingga mikroprosesor bisa memberikan penundaan sudut pemicuan yang sesuai.
220 VAC 50 Hz D1 3.3 kOhm 24VAC 50 Hz 4N35 1 2 3 6 5 4 Buffer 4050 Vcc 5VDC Output 1 kOhm
Gambar 8. Rangkaian zero cross detector
Zero cross ini harus tahan terhadap ripple arus
akibat pensaklaran pada rangkaian daya dan harus dapat mengisolasi antara rangkaian kendali bertegangan rendah dan rangkaian daya bertegangan tinggi. Oleh karena itu, pada tugas akhir ini dibuat zero cross
detector berbasis IC LM4N35 yaitu sebuah optocoupler
sehingga rangkaian kendali dan rangkaian daya terhubung secara optik.
C. Rangkaian Pengendali
Untuk mengendalikan sistem kelistrikan, digunakan sebuah mikroprosesor ATMEGA 8535 dengan antarmuka sebuah keypad dan LCD.
Mikrokontroler memerlukan catu daya DC 5 V yang diambil dari keluaran regulator LM 7805. Clock yang digunakan adalah sebesar 4 Mhz yang mana nilai ini sudah cukup untuk menghasilkan akurasi pewaktuan
triac yang hanya digunakan untuk pensaklaran pada
frekwensi jala-jala, yaitu 50 Hz.
ATMEL 8535 LCD KEYPAD Triac Driver Zero Cross Detector
Gambar 9. Alokasi port mikrokontroller
D. Driver Triac MOC3021 1 2 3 6 5 4 Ke sumber tegangan Ke beban Pin D.0 Vcc ground
Gambar 10.Rangkaian pengendali triac
Rangkaian pengendali triac tersusun atas komponen utama sebuah MOC3021 dengan masukan sinyal dari pin D.1 mikroprosesor yang telah di-pullup dengan sumber tegangan 5V. Keluaran dari MOC kemudian diumpankan ke kaki gate dari triac.
E. Pembangkit Tegangan Tinggi
Untuk pembangkitan tegangan tinggi digunakan sebuah transformator neon sign dengan keluaran tegangan 7500V (Vpp) antara salah satu ujung lilitan sekunder dengan center tap. Masukan transformator adalah sinyal sinus terpotong keluaran
triac, sedangkan keluaran dari lilitan sekunder
transformator diserahakan secara full-wave dengan dua diode tegangan tinggi.
Neon sign transformer Plant Precipitator Sekunder Primer Vout 30x1N4007 30x1N4007
Gambar 11. Konfigurasi pembangkit tegangan tinggi Karena dibutuhkan tegangan bernilai negatif, maka diode dipasang terbalik yaitu bagian katoda dipasang pada masukan tegangan, dan hasil keluaran diode penyearah didapat dari kaki anoda.
F. Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak untuk proses pengaturan dilakukan dengan bahasa C menggunakan program Codevision AVR. Menu utama berisi pilihan untuk mengatur nilai derajat intermitansi, sudut tunda, serta untuk memulai dan menghentikan energisasi. Perangkat lunak ini dapat dijelaskan dengan menggunakan diagram alir sebagai berikut:
mulai Tombol 1 ditekan? Tombol 2 ditekan? Tombol 3 ditekan? Tombol 4 ditekan? Menuju subrutin input konstanta D Menuju subrutin input sudut Menuju subrutin
cek konstanta Nyalakan interrupt
Tombol 5 ditekan? Matikan interrupt selesai T Y T Y T Y T Y Y T
Gambar 12. Diagram alir subrutin menu utama
Nilai derajat intermitansi dapat diatur pada subrutin masukan sudut dan masukan_D dengan melakukan penekanan pada keypad.
mulai Zero = D? Picu triac Konstanta zero = zero+ 1 Konstanta zero =0 selesai
Gambar 13. Diagram alir subrutin energisasi
Program pemicuan ini berfungsi menghasilkan keluaran sinyal picu dengan frekwensi tertentu berdasar
pada nilai sudut tunda dan derajat intermitansi D. Sedangkan untuk pewaktuannya menggunakan referensi deteksi tegangan nol dari zero cross detector. Semakin besar nilai D, maka nilai tunda tiap picuan akan bertambah sehingga frekwensi picuan akan berkurang.
G. Perancangan Plant Pengendap Debu
Plant yang akan digunakan terdiri dari feeder yang berfungsi menginjeksikan debu, bagian shell utama yang berisi elektroda kerja serta bagian outlet. Jarak antar elektroda adalah 3 cm dengan konfigurasi seperti gambar dibawah ini:
Gambar 14. Konfigurasi peletakan elektroda
Udara dihembuskan dari blower yang lalu akan mendorong debu dari inlet menuju ke kamar elektroda. Udara yang telah melewati ruang utama berisi elektroda akan didorong keluar melalui outlet.
Gambar 15. Desain shell dan komponen pengendap debu
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
A. Pengujian Picuan Triac
Secara praktisnya, untuk tiap kenaikan satu derajat intermitansi (D) maka nilai tunda antar picuan akan bertambah sebesar 10 ms. Nilai ini adalah setengah periode dari tegangan jala-jala yaitu 50Hz. Untuk pengujian diberikan contoh sinyal picu dan tegangan keluaran triac untuk beberapa derajat intermitansi (D)
Gambar 16. (a) Sinyal picu untuk derajat D=1
(b) Tegangan keluaran dengan derajat D=1 Dari gambar diatas diketahui bahwa untuk nilai derajat intermitansi D=1, maka antar sinyal picu terdapat tunda sebesar 10 ms dengan besar sinyal adalah 4V (osiloskop dengan resolusi 10 ms/div, 2V/div).
Gelombang keluaran triac akan berbentuk bukit tanpa lembah, karena pada 10 ms periode lembah triac tidak terkonduksi.
Gambar 17. (a) Sinyal picu untuk derajat D=2 (b) Tegangan keluaran dengan D=2
Untuk nilai derajat intermitansi D=2, didapatkan tunda antar picuan sebesar 20 ms (osiloskop terkonfigurasi 10ms/div, 2V/div). Tegangan keluaran berbentuk seperti pada gambar
B. Pengujian Hasil Pembangkitan Tegangan Tinggi
Untuk pengujian hasil pembangkitan tegangan tinggi, diukur nilai keluaran penyearah tegangan tinggi yang masuk ke plant pengendap debu sesuai rangkaian sbb Neon sign transformer Plant Precipitator Sekunder Primer Vout 30x1N4007 30x1N4007
Gambar 18. Rangkaian pengujian keluaran penyearah tegangan tinggi
(a)
(b)
(c) (d)
Gambar 19. (a) VDC OUT dengan derajat D=1 (b) VDC OUT dengan derajat D=2 (c) VDC OUT dengan derajat D=3 (d) VDC OUT dengan derajat D=4
Dari gambar diatas dapat ditentukan nilai tegangan puncak, tegangan rata-rata, dan periode sinyal sbb
TABEL I
HASIL PENGUJIAN KELUARAN PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI
Intermittance coefficient (D) frekuensi picu HV rata-rata 1 100 Hz 5,2 kV 2 50 Hz 4,4 kV 3 33,33 Hz 4 kV 4 25 Hz 3,6 kV 5 20 Hz 3,4 kV
Gambar 20 Hubungan dejajat intermittansi dengan nilai tegangan rata-rata keluaran tegangan tinggi
Nilai tegangan rata-rata akan semakin menurun seiring bertambahnya derajat intermitansi, karena perioda picu juga semakin meningkat, yang berarti proses energisasi akan terjadi tiap satuan waktu yang lebih panjang. Pada pengujian ini ternyata nilai tegangan rata-rata dapat lebih merepresentasikan perbedaan diantara masing-masing metode pemicuan. Terlihat bahwa dengan metode energisasi intermittent, maka nilai tegangan rata-rata akan semakin kecil.
C. Penangkapan Debu tanpa Diaplikasikan Tegangan
Tinggi
Untuk pengujian ini, maka debu dilewatkan pada sela diantara elektroda pada plant pengendap debu, dengan kondisi elektroda tidak terenergisasi. Massa debu yang diinjeksikan adalah sebesar 10 gram. Massa debu yang terkumpul pada elektroda pengumpul adalah sbb:
TABEL II
HASIL PENGUJIAN PENANGKAPAN DEBU TANPA TEGANGAN TINGGI Perulangan Debu yang terkumpul (gram)
1 0,0208 2 0,0618 3 0,0388 4 0,0408 5 0,0708 rata-rata 0,0466
Didapatkan nilai rata-rata massa debu yang terkumpul pada elektroda pengumpul adalah sebesar 46 mg.
D. Pengaruh Nilai Derajat Intermitansi dan Tegangan Aplikasi terhadap Penangkapan Debu
Pada pengujian ini divariasikan nilai derajat intermitansi D antara 1 sampai 5 dengan sudut picu tetap yaitu sebesar 90° lalu dianalisa massa debu yang berhasil ditangkap pada elektroda pengumpul. Debu yang digunakan adalah gipsum, dengan takaran masukan tiap pengujian adalah 10 gram dan durasi pengumpanan adalah 2 detik. 0 2 4 6 D=1 D=2 D=3 D=4 D=5 H V r at a-rat a (kV ) Degree of Intermittance
TABEL III
HASIL PENGUJIAN PENANGKAPAN DEBU DENGAN ENERGISASI CONTINUOUS
Konst Vout rata2 (kV)
Massa debu terkumpul ( gram )
1 2 3 4 Rata2 D=1 5,2 kV 0,6538 0,8878 0,5678 0,6178 0,6818 D=2 4,4 kV 0,6578 0,6548 0,6418 0,6908 0,6113 D=3 4 kV 0,5918 0,6368 0,4878 0,5518 0,56705 D=4 3,6 kV 0,4518 0,4938 0,4428 0,4618 0,46255 D=5 3,4 kV 0,4588 0,4318 0,4568 0,5118 0,4648
Gambar 21 Grafik hubungan massa debu terkumpul terhadap derajat intermitansi
Dari tabel dan gambar 20 di atas terlihat bahwa massa debu yang terkumpul pada elektroda pengumpul akan semakin menurun seiring semakin besarnya nilai derajat intermitansi (D). Grafik penurunan massa debu yang tertangkap terhadap nilai derajat intermitansi (D) dapat diekspresikan dengan persamaan linear y = -0,608x + 0,7448. Semakin tinggi nilai derajat intermitansi berarti tegangan keluaran rata-rata juga akan semakin kecil, yang berarti proses ionisasi juga akan berjalan semakin lambat. Selain itu, semakin kecil frekuensi terjadinya ionisasi partikel debu yang melewati sela diantara elektroda
discharge dan pengumpul.
(b)
Gambar 22 Grafik hubungan massa debu terkumpul terhadap tegangan
Dari gambar 21 dapat dilihat bahwa jumlah debu akan naik dengan kenaikan tegangan yang diterapkan pada
filter sesuai persamaan y = 0,0585x+0,382. Hal ini
dikarenakan nilai debu yang mengendap berbanding linear dengan nilai tegangan yang diaplikasikan.
E. Perbandingan Performa Penangkapan Debu antara
Metode Continuous dan Intermittent Energisation
Setelah didapatkan data performa penangkapan debu dengan metode continuous dan intermittent, maka dapat dibandingkan hasil pengujiannya dengan tabel sebagai berikut
TABEL IV
PERBANDINGAN PERFORMA PENANGKAPAN DEBU ANTARA METODE CONTINUOUS DAN INTERMITENT ENERGISATION
Variasi Energisasi Massa debu % performa
Tanpa energisasi 0,0466 100 Continuous (D=0) 0,6818 1463,09013 Intermitten, D=1 0,6113 1311,80258 Intermitten, D=2 0,56705 1216,84549 Intermitten, D=3 0,46255 992,596567 Intermitten, D=4 0,4648 997,424893
Didapatkan hasil bahwa untuk sistem energisasi continuous , performa penangkapan debu ±15 kali lebih baik daripada penangkapan debu tanpa penambahan proses energisasi. Sedangkan performa penangkapan debu untuk sistem energisasi intermitent bernilai lebih kecil daripada sistem continuous , dan nilainya semakin menurun seiring semakin besarnya nilai derajat intermitansi (D)
F. Pengaruh Durasi Injeksi Debu terhadap Massa
Debu yang Terkumpul
Pada pengujian ini dilakukan variasi durasi waktu injeksi debu melalui lubang inlet. Pengumpanan debu dengan menggunakan feeder dengan kapasitas alir 5 mg/s.
TABEL V
PENGARUH DURASI INJEKSI TERHADAP DEBU YANG TERKUMPUL
D HV
rata-rata
Massa debu yang terkumpul (gram)
10 s 20 s 30 s 40 s 50 s 1 5,2 kV 0,6818 0,7215 0,7265 0,7280 0,7343 2 4,4 kV 0,6578 0,7312 0,7378 0,7354 0,7402 3 4 kV 0,5918 0,6432 0,7634 0,7712 0,7864 4 3,6 kV 0,4518 0,5253 0,6290 0,7932 0,8045 5 3,4 kV 0,4320 0,5128 0,6280 0,7925 0,8630
Dari tabel 6 diketahui bahwa semakin panjang durasi pemaparan debu, maka massa debu yang terkumpul juga akan semakin besar.
Gambar 23 Grafik pengaruh durasi pengumpanan terhadap massa debu yang terkumpul pada collecting plate
Semakin lama durasi pengumpanan, maka massa debu yang terkumpul pada collecting plate akan semakin bertambah sampai pada titik jenuhnya. Titik jenuh terjadi pada saat debu pada collecting plate telah mencapai ketebalan tertentu, yang menyebabkan debu terionisasi yang melayang diantara kedua elektroda tidak dapat lagi menempel ke plat pengumpul. Pada tiap frekuensi energisasi, titik jenuh debu pada collecting plate memiliki
0,4000 0,4500 0,5000 0,5500 0,6000 0,6500 0,7000 0,7500 0,8000 0,8500 0,9000 10 s 20 s 30 s 40 s 50 s M ass a de bu yang te rkum pul (g ram ) Durasi pemaparan D=1 D=2 D=3 D=4 D=5
nilai yang berbeda-beda. Pada tabel 6, titik jenuh ditunjukkan pada angka dengan warna merah, dimana massa tidak lagi menunjukkan peningkatan yang signifikan walaupun collecting plate dikenai pemaparan debu dengan durasi yang lebih panjang.
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Power Supply tegangan tinggi searah untuk
pengendap debu secara elektrostatik dengan penerapan metode energisasi intermittent telah dibuat. Dari hasil pengujian didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Besar tegangan tinggi keluaran rata-rata berbanding
terbalik dengan nilai derajat intermitansi dimana nilai tegangan tinggi keluaran terbesar dihasilkan pada nilai derajat intermitansi D=0 yaitu sebesar 5,2 kV dan bernilai terkecil pada nilai derajat intermitansi D=5 yaitu sebesar 3,4 kV.
2. Banyak debu yang mengendap pada precipitator berbanding lurus dengan tegangan yang diterapkan sesuai persamaan y = 0,0585x+0,382.
3. Banyak debu yang mengendap pada precipitator berbanding terbalik dengan nilai derajat intermitansi D sesuai persamaan y = -0,608x + 0,7448.
4. Untuk jenis debu gipsum dengan pemaparan selama 10 detik, metode energisasi continuous mengendapkan lebih banyak debu dibandingkan metode intermittent. 5. Nilai efektifitas rata – rata alat pengendap debu
dibanding dengan efektifitas tanpa energisasi berbeda untuk tiap derajat intermitansi, yaitu 15 kali untuk metode continuous, 13 kali untuk derajat intermitansi (D) = 2, 12 kali untuk derajat intermitansi (D) = 3, 9 kali untuk derajat intermitansi (D) = 4, 9 kali untuk derajat intermitansi (D) = 5.
6. Semakin besar tegangan tinggi rata-rata yang diaplikasikan maka debu semakin cepat terkumpul pada collecting electrode dan semakin cepat pula elektroda pengumpul mencapai titik jenuh.
7. Semakin panjang durasi pengumpanan debu maka debu yang terkumpul juga akan meningkat hingga mencapai titik jenuh (saturasi) yang nilainya bervariasi untuk tiap nilai derajat intermitansi (D) yang diaplikasikan, dimana untuk nilai derajat intermitansi yang lebih besar maka titik jenuh juga akan semakin tinggi.
B. Saran
1. Dapat dikembangkan pembuatan suplai daya untuk
electrostatic precipitator dengan menggunakan
metode pulsed DC, sehingga efisiensi ketiga metode energisasi dapat dibandingkan.
2. Dapat dibuat sistem pengaturan otomatis untuk menentukan nilai derajat intermitansi D sesuai umpan balik sensor kepekatan debu yang terpasang pada plant pengendap debu.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi Suplemen, Ghalia Indonesia, Jakarta, 1983.
[2] Arismunandar, A., Teknik Tegangan Tinggi, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994.
[3] Bapat, J.D., ―Application of ESP for gas cleaning in cement industry—with reference to India‖, Journal of
Hazardous Materials B81, 285–308. 2000.
[4] Harunur Rashid, Muhammad. Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications, Prentice Hall, 1988. [5] Meek,J., Electrical Breakdown of Gases. Oxford
University Press, London, 1953.
[6] Nurlailati, Tugas Akhir Aplikasi Tegangan Tinggi DC pada Alat Pengendap Debu secara Elektrostatis, Semarang, 2007.
[7] Parker, Ken., Electrical Operation of
Electrostatic Precipitators, The Institution of Electrical Engineers,London, 2007.
[8] Peek, F. W., Dielectric Phenomena in High Voltage Engineering, McGraw-Hill Book Co., New York, 1929. [9] Raditya, Achmad. Tugas Akhir Perancangan Pembangkit
Tegangan Tinggi Dc Full Wave Walton Cockcroft Dan Aplikasinya Sebagai Pengendap Debu. Semarang, 2010 [10] Ruttanachot, Chayasak. Application of Electrostatic
Precipitator in Collection of Smoke Aerosol Particles from Wood Combustion, Taiwan Association for Aerosol Research, 2011.
[11] Syamsir, A., Teori Kegagalan Isolasi. Universitas Trisakti, Jakarta, 2003.
[12] Tekasakul et al., ―Removal of Soot Particles in Rubber Smoking Chamber by Electrostatic Precipitator to Improve Rubber Sheet Color‖, Aerosol and Air Quality Research, Vol. 6, No. 1, pp. 1-14, 2006.
[13] Tobing, Bonggas L, Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2003. [14] White, Harry J., Industrial Electrostatic Precipitation,
Addison Wesley, Reading MA, 1963.
[15] ---, Peek’s Law, http://en.wikipedia.org/wiki/Peek’s_Law, Desember 2008.
[16] G. Bacchiega, ―Back-Corona Model for Prediction of Esp Efficiency and Voltage-Current Characteristics”, ICESP X, Juni 2006.
BIODATA PENULIS
Hardian Yanuar W (L2F006046), dilahirkan di Purworejo pada tanggal 1 Januari 1989. Menempuh pendidikan dasar di SDN Purworejo 1 dan SDN Candisari, lalu melanjutkan ke SMPN 2 Purworejo. Pendidikan menengah ditempuh di SMAN 1 Purworeo dan saat ini sedang melanjutkan pendidikan di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang dengan konsentrasi Teknik Tenaga Listrik.
Menyetujui, Dosen Pembimbing I
Ir. Agung Warsito, DHET NIP. 19580617 1987031 002
Dosen Pembimbing II
Abdul Syakur, ST, MT NIP. 19720422 1999031 004
