PUI Mekatronika dan Otomasi Industri
PROPOSAL
PENELITIAN PROTOTYPE
DANA ITS TAHUN 2020
PROTOTYPING RENEWABLE SOLAR ENERGY PADA AUTONOMOUS CAR ITS
(iCAR) SEBAGAI LIGHTING SUPPORT SYSTEM
Tim Peneliti:
Hendro Nurhadi, Dipl.Ing., Ph.D (Teknik Mesin Industri/Fakultas Vokasi)
Dr. Eng. Ardyono P., ST., M.Eng. (Teknik Elektro/Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika Cerdas)
Dr. Atria Pradityana, ST., MT. (Teknik Mesin Industri/Fakultas Vokasi)
DIREKTORAT PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT
TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...2
DAFTAR GAMBAR ...3
BAB I. RINGKASAN ...4
BAB II. LATAR BELAKANG ...5
BAB III. TINJAUAN PUSTAKA ...6
BAB IV. METODE ...8
BAB V. JADWAL ...9
BAB VI. DAFTAR PUSTAKA ...10
BAB VII. LAMPIRAN ...11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Rancangan Autonomous Car ITS ... 6
Gambar 2 Kontruksi sel fotovoltaik [3] ... 6
Gambar 3 Schematic of HyPV [2] ... 7
Gambar 4 Rancangan Instalasi PV pada Autonomous Car ... 7
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian ... 8
BAB I. RINGKASAN
Autonomous car menjadi tren riset dunia abad 20. Riset ini mengharuskan kolaborasi seluruh ilmu pengetahuan yang ada. Turunan riset autonomous car cukup banyak, mulai dari sitem pengemudi, numerical mapping, hingga management energy. Autonomous car juga mengharuskan menomor satukan keselamatan dan keamanan penumpang dan pengemudi disekitarnya. Kebutuhan keamanan dan keselamatan dibutuhkan salah satu fitur yaitu lighting support system sebagai penanda kendaraan sedang bergerak.
Lighting support system membutuhkan sumber energy yang tidak terlalu besar. Energy yang dipilih, seperti semboyan ITS Smart Eco Campus, adalah solar energy. Perangkat ini memiliki efek yang cukup besar kedepan. Perangkat ini diharapkan menjadi batu loncatan dan turunan riset-riset besar dalam bidang renewable energy. Solar energy yang dipasanga nantinya juga akan mendukung beberapa perangkat selain lighting yang ada didalam kendaraan, antara lain wattmeter dan LED display.
Secara ringkas, kita dapat menyimpulkan menjadi dua kata kunci utama: yakni implementasi renewable energy dan management energy.
BAB II. LATAR BELAKANG
Latar Belakang
Teknologi mobil tanpa awak menjadi tren teknologi masa kini. Prototipe mobil tanpa awak sudah ada sejak tahun 1980an. Kamera memiliki andil penting dalam perkembangan teknologi mobil tanpa awak ini. Keberhasilan ini disambut meriah oleh para akademisi, bisnisman, pemerintahan bahkan kalangan orang umum. Teknologi ini dianggap penemuan teknologi muttakhir abad ke-20.
Riset kendaraan tanpa awak, autonomous car, merupakan riset jangka panjang yang akan terus dilakukan. Riset ini akan memiliki banyak turunan riset, antara lain mapping, numerical modelling, auto steering system, dan control system. Dalam perkembangan, kebanyakan hasil dari riset, autonomous car menggunakan tenaga penggerak motor listrik. Motor listrik selalu dikaitkan dengan adanya green energy atau juga green vehicle, karena dianggap akan mengurangi dampak emisi gas buang kendaraan IC (internal combustion). Kebutuhan penerangan mobil, lighting support system, juga sangat vital, khususnya untuk keselamatan, karenanya diharapkan adanya sumber energy yang mampu mendukung hal itu.
Indonesia merupakan daerah tropis yang selalu mendapatkan sinar matahari sepanjang tahun. Sinar matahari ini seharusnya mampu dijadikan energi alternatif terbarukan. Riset autonomous car tidak hanya riset mengenai bagaimana membuat mobil tanpa awak, tetapi juga menambahkan fitur renewable energy yang akan diterapkan pada autonomous car. Suplai energy dari matahari diharapkan mampu disalurkan sebagai sumber listrik untuk semua lighting dari autonomous car. Penelitian mengenai renewable energy ini nanti diharapakan mammpu menjadi awalan riset mengenai renewable energy yang diaplikasikan portable.
Permasalahan
Secara prinsip permasalahan yang diambil dalam penelitian ini adalah:
1.
Pengaplikasian sumber energi matahari untuk kendaraan2.
Mengembangkan system control energi matahari sebagai support system dari autonomous carTujuan Khusus
Secara khusus, tujuan penelitian ini adalah sebagai batu lompatan awal bagi ITS dalam mengembangkan autonomous car.
Urgensi Penelitian
Urgensi dari penelitian ini adalah menjadi solusi dari kemandirian teknologi IR4.0, terutama dalam aplikasi bidang transportasi, yakni autonomous car. Spesifikasi khusus terkait skema penelitian unggulan terapan ITS ini adalah digunakan sebagai shuttle car di dalam kampus dengan 3 unit mobil, kapasitas oenumpang sekitar 6-8 orang.
BAB III. TINJAUAN PUSTAKA
Beberapa Teori penunjang yang digunakan pada pene;itian ini meliputi : Lighting Support System dan Teknologi PLTS
3.1 Lighting Support System
Lighting support system pada suatu kendaraan merupakan penunjang agar mobil dapat beropasi dengan baik, sehingga menunjang sistem keselamatan mobil. Selain itu, sistem penerangan mobil juga berfungsi sebagai aksesoris untuk mempercantik tampilan mobil. Hal ini bisa anda lihat pada bagian bumper mobil yang sering diletakan lampu LED. Macam macam sistem penerangan pada mobil adalah Headlamp, Fog lamp, DRL, Turn signal lamp, Stop lamp, Reverse light, hazard, dan Cabin light. Pada mobil dengan bahan bakar BBM atau Listrik, suplai energi untuk lighting support system diambil dari batrai.
3.2 Teknologi PLTS
Gambar 1 Rancangan Autonomous Car ITS
Proses pembangkitan tenaga listrik renewable energy adalah proses konversi sumber energi ramah lingkungan menjadi energi listrik [4]. Salah satu pembangkitan tenaga listrik renewable energy adalah Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS). PLTS adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan secara langsung menggunakan fotovoltaik. Sel surya atau sel fotovoltaik adalah alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Dibuat pertama kali pada tahun 1883 oleh Charles Fritts. Pembangkit listrik tenaga surya tipe fotovoltaik adalah pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Solar panel terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik. Keuntungan dari PLTS adalah energi tersebut tidak akan pernah habis dan ramah lingkungan.
Gambar 3 Schematic of HyPV [2]
Pada Gambar 3 menawarkan skema dari sistem hybrid photo voltaic. Energi listrik dari solar PV panel masuk kedalam MCU kemudian disimpan di batrai dan dialirkan ke inverter untuk disesuaikan dengan tegangan yang dibutuhkan oleh beban. Jika energi listrik dari batrai habis maka sitem akan mengambil energi listrik dari grid.
BAB IV. METODE
Diagram alir penelitian ditunjukkan oleh Gambar 5 dan struktur organisasi penelitian ini ditunjukkan oleh Gambar 6. Dari kedua gambar didapatkan informasi terkait alur penelitian dari awal hingga akhir, serta tergambar tupoksi (tugas pokok dan fungsi) dari setiap anggota peneliti.
START
Problem Definition Design Requirement Literature Study Technical Specification OK? Control Specification Trial Running? InstallationEND
Yes No Yes No Gambar 5. Diagram Alir PenelitianProject Director
Project Manager Chief Engineer
Energy Conversion Controll System Supporting System Hendro Nurhadi
Atria Pradityana Ardyono Priyadi
Ardyono Priyadi Atria Pradityana
Hendro Nurhadi
Gambar 6. Work Breakdown Structure
BAB V. JADWAL
Jadwal PelaksanaanNo.
Kegiatan
Apr Mei
Jun
Jul
Ags
Sep
Okt Nov
1. Problem Definition
2. Design Specification
3. Technical Requirement
4. Trial
5. Control System Design
6. Installation
7. Trial (installed)
Rancangan Anggaran Biaya
Justifikasi Harga Pembelian Satuan (Rp)
Sel Surya 600 watt set 1 20,000,000 20,000,000 Support Bracket pcs 6 200,000 1,200,000 Aluminium kg 5 250,000 1,250,000 Kabel Power meter 50 20,000 1,000,000 Kabel Instrumentasi roll 2 500,000 1,000,000 Controller set 1 5,000,000 5,000,000 Inverter unit 1 5,350,000 5,350,000 Capasitor Bank unit 1 5,000,000 5,000,000 Power Divider unit 1 1,500,000 1,500,000 Display Indicator Wattmeter unit 1 1,000,000 1,000,000 42,300,000 Justifikasi Harga Sewa Satuan (Rp)
Jasa Machining kali 4 300,000 1,200,000
Material Kuantitas Biaya per Tahun (Rp)
1. Pembelian bahan habis pakai
Material Kuantitas Harga Peralatan
Penunjang (Rp)
Subtotal (Rp) 2. Jasa
BAB VI. DAFTAR PUSTAKA
[1] A. K. S. M. M. S. C. D. K. S. D. P. G. R. Anshul Awasthi, "Review on sun tracking technology in solar PV
system," Energy Reports, vol. 6, p. 392–405, 2020.
[2] B.-J. H. P.-H. W.-H. W. M.-J. L. J.-F. Y. Y.-H. W. J.-H. T. K. L. K.-Y. L. Po-Chien Hsua, "Long-term Energy Generation Efficiency of Solar PV System for," energy procedia, vol. 141, pp. 91-95, 2017. [3] "Panel Surya Pembangkit Tenaga Surya," [Online]. Available: http://panelsurya.com/. [Accessed 1 Maret
2020].
[4] "Peluang Besar Kejar Target EBT Melalui Energi Surya," ESDM, 2019. [Online]. Available: http://ebtke.esdm.go.id/post/2019/09/26/2348. [Accessed 1 maret 2020].
[5] Putri, "Keuntungan dan Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Surya," Putri, [Online]. Available:
https://benergi.com/keuntungan-dan-kerugian-pembangkit-listrik-tenaga-surya/. [Accessed 1 Maret 2020]. [6] a. muchta, "Sistem Penerangan Mobil - Pengertian, Komponen dan Rangkaian," Autoexpose, [Online].
BAB VII. LAMPIRAN
Lampiran 1. Format Biodata
Biodata Tim Peneliti
1. Ketua
a. Nama Lengkap : Hendro Nurhadi, Dipl.-Ing., Ph.D.
b. NIP/NIDN : 197511202002121002/0020117505
c. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor Kepala / Penata Tingkat I / III-d
d. Bidang Keahlian : Mekatronika
e. Departemen/Fakultas : Teknik Mesin Industri/Fakultas Vokasi (FV)
f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jalan Mulyosari Utara 15 Surabaya 031- 5934667
g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota) :
Rancang Bangun Autonomous Surface Vehicle (ASV) Sebagai Transportasi Moda Air Penunjang Industri Transportasi Laut dan Pariwisata Nasional (Ketua)
Rancang Bangun Fire Control System (FCS) Terhadap Pengaruh Faktor Lingkungan Sebagai Teknologi Pendukung Hankam dalam Pengembangan Produk Komando, Kendali, Komunikasi, Komputasi, Integrasi, Pengamatan, dan Pengintaian (K4IPP) (Ketua)
h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku) :
Comparison of Sliding Mode Control and Sliding PID Performance for ITSUNUSA AUV; International Review on Modelling and Simulations (IREMOS), 2018.
Preliminary Experimental Study on Designing Ballast System for UNUSAITS AUV; International Review of Mechanical Engineering (IREME), 2018.
2. Anggota
a.
Nama Lengkap : Dr. Eng. Ardyono Priyadi, ST., M.Eng.b.
NIP/NIDN : 197309271998031004/ 0027097303c.
Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor / Penata Tingkat I / III-cd.
Bidang Keahlian : Renewable Energy Storage Systeme.
Departemen/Fakultas : Teknik Elektro/ Fakultas Teknologi Elektro dan InformatikaCerdas
f.
Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Rungkut Bararata XIV/02 Surabaya, 60293g.
Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yangdiusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota) :
Superkapasitor Sebagai Media Penyimpan Energi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin(Indonesia) (Ketua)
Pengembangan Metode Koordinasi Pada Kontrol Daya Sistem Hibrida Sel SuryaTurbinAngin Biogas Terhubung On Grid dengan Jaring PLN Satu Fasa (Indonesia) (Ketua)
h.
Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku) :
Talitha P.Saria, Ardyono Priyadi, MargoPujiantara, Mauridhi H.Purnomo, “Enhancing thecoordination of reverse power, overcurrent, underfrequency, and undervoltage relays using transient stability analysis in real plant applications”, Ain Shams Engineering Journal, In Press, June 2019 (Scopus)
Isa Hafidz, Ardyono Priyadi and Naoto Yorino, "Transient Stability Assessment by usingCritical Trajectory Method for Smart Grid System”, Journal of Engineering and Applied Sciences, Volume:14, Issue:23, Page No.:86628667, 2019 (Scopus).
3. Anggota
a.
Nama Lengkap : Dr. Atria Pradityana, ST., MT.b.
Jenis Kelamin : Perempuanc.
NIP : 198511242009122008d.
Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor/III/ce.
Jabatan Struktural : Kepala Prodi Teknologi Rekayasa Manufakturf.
Bidang Keahlian : Material Metalurgi, Korosig.
Departemen/Fakultas : Teknik Mesin Industri/Vokasih.
Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopemberi.
Alamat Rumah dan No. Telp. : Pegirian 190, Surabaya 60144 / 082141080460.j.
Riwayat penelitian :
Ketua, Penelitian Pemula, 2016, Analisa pengaruh temperatur pada penerapan ekstraksarang semut sebagai inhibitor korosi ramah lingkungan.
Anggota, Penelitian PPTI 2019, Eskalasi proses produksi boogie set kereta api melaluireduksi manufacturing lead time (MLT).
k.
Riwayat pengabdian :
Anggota, Pengabdian Masyarakat, Dana Lokal ITS 2017, Pemberdayaan MasyarakatMelalui Sosialisasi Penggunaan Alat Bantu Produksi Produk Kripik Pisang dan Pembuatan Pakan Ternak Kambing Melalui Proses Fermentasi Kulit Pisang di Dusun Denok Lumajang.
Anggota, Pengabdian Masyarakat, Dana Lokal ITS 2018, Penerapan Peralatan BantuPencampur Makanan Unggas Sistem Eksentrik Untuk Peternak Ayam Ekor Panjang.
The Modeling System of Isotherm Adsorption in Mechanism of Myrmecodia Pendans Extracts as the Corrosion Inhibitor in 3,5% NaCl Solution . International Journal of Science and Research (IJSR). ISSN (Online): 2319-7064. Index Copernicus Value (2013): 6.14 | Impact Factor (2015): 6.391. (makalah)
Inhibition of Corrosion of Carbon Steel in 3.5% NaCl Solution by Myrmecodia Pendans Extract. Hindawi Publishing Corporation. International Journal of Corrosion. Volume 2016, Article ID 6058286, 6 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2016/6058286. (makalah) m. Paten : 1. - 2.
![Gambar 3 Schematic of HyPV [2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4610464.3366433/7.893.287.694.107.329/gambar-schematic-of-hypv.webp)
