PURWARUPA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BERBAHAN BAKAR SAMPAH
ARIYANDI YUNUS 105 82 268 09
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR MAKASSAR
2014
PURWARUPA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BERBAHAN BAKAR SAMPAH
MUSTAMIN 105 82 275 09
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR MAKASSAR
2014
PURWARUPA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BERBAHAN BAKAR SAMPAH
Skripsi
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar sarjana
Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Disusun dan diajukan oleh
ARIYANDI YUNUS MUSTAMIN 105 82 268 09 105 82 275 09
PADA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR MAKASSAR
2014
ABSTRAK
Ariyandi Yunus, Mustamin. Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah (dibimbing oleh Bpk. Zahir Zainuddin, Andi Faharuddin) sampah adalah barang yang dibuang tiap harinya bahkan orang rela membayar uang sampah untuk membuang sampah agar tidak mengotori rumah dan lingkungannya. Sehingga menjadikan sampah sebagai salah satu bahan yang ideal untuk diolah menjadi energi terbarukan salah satunya sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Sampah atau biasa kita sebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah.
Untuk menjadikan sampah sebagai pembangkit terlebih dahulu sampah dibakar di tungku untuk memanaskan air dalam boiler sehingga menghasilkan uap. Dan uap itu akan menggerakkan turbin sehingga menghasilkan energi listrik.
Kata kunci: Sampah, Uap, Pembangkit Tenaga Listrik.
KATA PENGANTAR Assalamu’ Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, Tuhan Semesta Alam karena atas Limpahan Rahmat, Hidayat dan Ridho-nyalah sehingga tugas akhir ini dapat kami rampungkan. Shalawat serta salam selalu terlimpahkan kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW Sang Revolusioner sejati, keluarganya, para sahabatnya dan para pengikutnya karena atas cahaya dan penerangannya sebagai panutan hingga akhir zaman.
Tugas akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan studi pada Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar, dengan judul “PURWARUPA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BERBAHAN BAKAR SAMPAH”.
Sesungguhnya Tugas Akhir ini tidak akan tercapai tanpa do’a dan dukungan, serta kasih sayang yang begitu besar dari kedua orang tua kami, Ayahanda Muh yunus & Ibunda Syamsiah, Ayahanda Rajaman &
Ibunda Nuria dan kepada saudara-saudara kami yang tidak sedikit bantuan dan semangat yang diberikan kepada kami.
Dengan kerendahan hati ini kami menyadari bahwa penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, ucapan terima kasih dan rasa hormat yang setinggi- tingginya kami sampaikan kepada :
1. Bapak Hamzah Al Imran, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Umar Katu, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Ibunda Adriani, S.T., M.T., selaku Sekretaris Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
4. Bapak Andi Faharuddin, S.T., M.T., dan Bapak Dr. Ir. Zahir Zainuddin, M.Sc, masing-masing selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan dan pengarahannya kepada penulis.
5. Segenap staf pengajar dan karyawan di Jurusan Elektro yang telah banyak membantu dalam pengurusan administrasi.
6. Rekan-rekan seperjuang di pangkep Eli Rasmi, Sudirman, Syamsuriadi, Setiadi, Syahrir, Nursyam, Syukur, Rauf, dan Yusuf atas canda tawa dan indahnya kebersamaan selama proses perakitan alat.
7. Seluruh mahasiswa Teknik Elektro angkatan 2009 yang tidak sempat kami sebutkan satu per satu, atas segala bantuan moril dan atau peralatan selama masa penyusunan tugas akhir ini:
Semoga Tuhan Yang Maha Esa, pelimpah kasih maha pengasih, pencurah rahmat Maha penyayang, melimpahkan rahmat-nya kepada Bapak/Ibu serta rekan-rekan sebagai imbalan atas segala jasa yang telah disumbangkannya kepada penulis.
Penulis sangat menyadari, bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari isi, maupun cara penyajian serta teknik penulisan, karenanya itu dengan segala kerendahan hati, penulisan akan menerima segala saran dan kritik demi mendekati kesempurnaan tulisan ini.
Akhir kata, segala yang benar dalam tulisan ini dan sempat terealisir oleh penulis, datangnya dari allah subhaanahu wata’ala, segala kekurangan serta kesalahan yang terdapat dalam tugas akhir ini adalah kekhilafan dan kekurangan penulis. Semoga tugas akhir ini bermanfaat adanya, terutama bagi penulis sendiri. Amin.
Billahi fi sabilil haq fastabiqul khairat.
Wassalamu’ Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Makassar, Maret 2014
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
ABSTRAK ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah... 3
C. Batasan Masalah ... 3
D. Tujuan Penelitian ... 3
E. Manfaat Penelitian ... 4
F. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Sampah Sebagai Sumber Masalah ... 6
B. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ... 9
C. Boiler ( Ketel Uap ) ... 12
D. Turbin ... 15
E. Generator AC ... 17
F. Generator DC ... 18
G. Tungku ... 19
BAB III METODE PENELITIAN A. Lokasi ... 23
B. Data / Parameter ... 23
C. Peralatan ... 24
D. Cara Kerja ... 25
E. Langkah Penelitian ... 26
F. Flowchart Alur Penelitian ... 29
BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN A. Tujuan Pengujian ... 30
B. Alat-Alat yang Digunakan... 31
C. Pengujian ... 38
D. Metode Pengukuran ... 38
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 40
B. Saran ... 41
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Boiler ... 12
Gambar 2. Turbin ... 15
Gambar 3. Generator AC ... 17
Gambar 4. Generator DC ... 18
Gambar 5. Tungku ... 19
Gambar 6. Diagram Blok Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah ... 26
Gambar 7. Flowchart Alur Penelitian ... 29
Gambar 8. Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah ... 30
DAFTAR TABEL
Table 1. Alat pada purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah ... 24 Table 2. Bahan pada purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah ... 24 Table 3. Hasil Pengukuran ... 39
1
BAB I
PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Sampah adalah problem yang akan selalu menghantui selama kita masih tinggal di atas bumi ini. Semakin banyak jumlah penduduk suatu wilayah, semakin banyak pula tingkat konsumsi akan barang untuk material yang digunakan sehari-hari. Maka volume sampah yang dihasilkan setiap harinya juga akan bertambah. Sampah umumnya memiliki keterbatasan baik lahan maupun daya tampung. Apalagi dengan kondisi rawan longsor musim pengujian.
Sampah telah menjadi suatu masalah baru yang menyedot banyak perhatian terutama di wilayah Makassar ini karena banyaknya jumlah sampah yang setiap hari kita hasilkan baik dari rumah tangga ataupun dari limbah pabrik tidak diimbangi dengan pengolahan sampah yang terpadu sehingga membuat sampah menggunung. Hal ini telah banyak menimbulkan akibat mulai dari pemandangan yang tidak indah dipandang mata, bau yang menyekat dari tumpukan sampah-sampah hingga banjir yang terjadi tiap tahun. Padahal bila sampah ini dapat dikelola dengan baik tidak hanya lingkungan kita yang bersih dan sehat bahkan sampah dapat mempunyai nilai ekonomi yang tinggi.
Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktifitas manusia, karena setiap aktivitas manusia pasti menghasilkan buangan atau sampah. Jumlah
2
atau volume sampah sebanding dengan tingkat konsumsi kita terhadap barang atau material yang kita digunakan sehari-hari. Sehari setiap warga kota menghasilkan rata-rata 900 gram sampah, dengan komposisi, 70%
sampah organik dan 30% sampah anorganik. Peningkatan jumlah penduduk dan gaya hidup sangat berpengaruh pada volume sampah.
Akibat keterbatasan lahan dan adanya musibah tersebut, maka diperlukan penerapan teknologi yang dapat mereduksi sampah dengan cara- cara yang efisien, efektif dan berkesinambangan atau jangka panjang (sastain). Upaya yang dapat dilakukan untuk menanggulangi hal tersebut adalah dengan pembangunan pembangkit listrik tenaga sampah (PLTU- Berbahan Bakar Sampah). Selain dapat mengurangi volume sampah yang tertumpuk ditempat pembuangan akhir (TPA) sampah yang kemudian dapat menimbulkan bahaya yang tak terduga, panas yang dihasilkan dapat dijadikan sumber energi.
Seiring dengan perkembangan teknologi yang pesat hal ini juga berbanding lurus kebutuhan akan energi yang besar pula. Ditambah lagi dengan semakin maju suatu bangsa maka semakin besar pula kebutuhan akan energi terutama untuk kebutuhan industri. Cepat atau lambat minyak bumi sebagai penghasil sumber energi saat ini akan habis maka dari itu disamping kita menghemat penggunaan energi dari sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, kita juga harus mencari sumber alternatif energi baru untuk memenuhi kebutuhan energi yang tidak dapat dibendung lagi.
3
Sehingga penulis ingin membuat penelitian atau skripsi tentang salah satu energi terbarukan yaitu dengan sampah, yang dikelola sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Sampah atau biasa kita sebut dengan PLTU-Berbahan Bakar Sampah.
Dengan sumber daya yang mudah didapat karena sampah adalah barang yang dibuang tiap harinya bahkan orang rela membayar uang sampah untuk membuang sampah agar tidak mengotori rumah dan lingkungannya.
Sehingga menjadikan sampah sebagai salah satu bahan yang ideal untuk diolah menjadi energi terbarukan.
B. Rumusan Masalah
Sesuai dengan diatas, proyek ini berfokus pada masalah berikut :
1. Bagaimana cara merealisasi atau mendesain purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
2. Bagaimana hasil pengujian dari desain purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
C. Batasan Masalah
Agar permasalahan tidak terlalu luas, maka penulis membatasi hanya pada hal-hal berikut :
1. Spesifikasi generator 5W.
2. Sistem kendali bahan bakar dan air umpan tidak dibahas.
3. Bahan bakar yang dipakai : plastik dan kertas.
4
D. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dari perancangan pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah ini adalah sebagai berikut :
1. Merealisasikan / mendesain purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
2. Mendapatkan hasil dari pengujian desain purwarupa pembangkit listrik tenaga uap bahan berbakar sampah.
E. Manfaat
Memberikan pengetahuan yang lebih luas mengenai energi dan pemanfaatannya serta mempermudah dalam hal ini mendapatkan sebuah energi.
F. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. BAB PERTAMA PENDAHULUAN
berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, manfaat, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
2. BAB KEDUA TINJAUAN PUSTAKA
berisi tentang pembahasan atau teori tentang pembangkit listrik tenaga uap bahan bakar sampah.
5
3. BAB KETIGA METODE PERANCANGAN
berisi tentang tahap pengumpulan data, tahap pembangunan yang akan dibuat, blok diagram, alat dan bahan.
4. BAB KEEMPAT ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN
berisi tentang hasil pegetahuan data dan penelitian yang telah dilakukan.
5. BAB KELIMA PENUTUP
berisi kesimpulan dari hasil pembahasan dan perancangan pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah dan saran untuk pengembangan pembahasan manfaat dan alat dirancang.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA A. Sampah Sebagai Sumber Masalah
Pola pengelolaan sampah sampai saat ini masih menganut paradigma lama dimana sampah masih dianggap sebagai sesuatu yang tak berguna, tak bernilai ekonomis dan sangat menjijikkan. Masyarakat sebagai sumber sampah tak pernah menyadari bahwa tanggung jawab pengelolaan sampah yang dihasilkan menjadi tanggung jawab dirinya sendiri.
Apabila sampah-sampah yang luar biasa ini mulai menjadi masalah bagi manusia, barulah manusia menyadari ketidak perduliannya selama ini terhadap sampah dan mulai menimbulkan kepanikan dan menghantui di mana-mana tanpa tahu apa yang harus dilakukan untuk mengatasinya.
Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktifitas manusia, karena setiap aktifitas manusia pasti menghasilkan buangan atau sampah. Jumlah atau volume sampah sebanding dengan tingkat konsumsi kita terhadap barang atau material yang kita gunakan sehari-hari. Sehari setiap warga kota menghasilkan rata-rata 900 gram sampah, dengan komposisi, 70%
sampah organik dan 30% sampah anorganik. Peningkatan jumlah penduduk dan gaya hidup sangat berpengaruh pada volume sampah. (Desimulyanto, 2012).
7
A.1. Penanggulangan Sampah
Perinsip-prinsip yang juga bisa diterapkan dalam keseharian dalam menanggulangi sampah misalnya dengan menerapkan prinsip 4R yaitu :
1. Reduce (Mengurangi), sebisa mungkin lakukan minimalisasi barang atau material yang kita pergunakan semakin banyak kita menggunakan material, semakin banyak sampah yang dihasilkan.
2. Reuse (Memakai kembali), sebisa mungkin pilihlah barang-barang yang bisa dipakai kembali. Hindari pemakaian barang-barang yang disposable (sekali pakai, buang). Hal ini dapat memperpanjang waktu pemakaian barang sebelum ia menjadi sampah.
3. Recycle (Mendaur ulang), sebisa mungkin, barang-barang yang sudah tidak berguna lagi, bisa didaur ulang. Tidak semua barang bisa didaur ulang, namun saat ini sudah banyak industri non-formal dan industri rumah tangga memanfaatkan sampah menjadi barang yang lain.
4. Replace (Mengganti), teliti barang yang kita pakai sehari-hari.
Gantilah barang yang hanya bisa dipakai sekali dengan barang yang lebih tahan lama. Juga telitilah agar kita hanya memakai barang- barang yang lebih ramah lingkungan. Misalnya, ganti kantong keresek kita dengan keranjang bila berbelanja, jangan pergunakan Styrofoam karena kedua bahan ini tidak bisa didegradasi secara alami.
8
A.2. Pengolahan Sampah
Pada umumnya, sebagian besar sampah yang dihasilkan di Indonesia merupakan sampah basah, yaitu mencakup 60-70% dari total volume sampah. Selama ini pengolaan persampahan, terutama di perkotaan, tidak berjalan dengan efisien dan efektif karena pengelolaan sampah bersifat terpusat, dibuang ke sistem pembuangan limbah yang tercampur.
Seharusnya sebelum sampah dibuang dilakukan pengelompokan sampah berdasarkan jenis dan wujudnya sehingga mudah untuk diaur ulang dan atau dimanfaatkan (sampah basah, sampah kering yang dipilih-pilih lagi menjadi botol gelas dan plastik, kaleng aluminium, dan kertas). Untuk setiap bahan disediakan bak sampah tersendiri, ada bak sampah plastik, bak gelas, bak logam, dan bak untuk kertas, pemilahan sampah itu dimulai tingkat RT (rumah tangga).
Pemerintah sendiri menyediakan mobil-mobil pengumpul sampah yang sudah terpilah sesuai dengan pengelompokkannya. Pemerintah bertanggung jawab mengorganisasi pengumpulan sampah itu untuk diserahkan ke pabrik pendaur ulang. Sisah sampahnya bisa diolah dengan cara penumpukan (dibiarkan membusuk), pengkomposan (dibuat pupuk), pembakaran. Dari ketiga cara pengelolaan sampah basah yang biasa dilakukan dibutuhkan TPA (Tempat Pembuangan Akhir) yang cukup luas.
Selain itu efek yang kurang baikpun sering terjadi seperti pencemaran
9
lingkungan, sumber bibit penyakit ataupun terjadinya longsor. . (Desimulyanto, 2012)
B. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah j e n i s p e m b a n g k i t l i s t r i k t e n a g a t h e r m a l y a n g b a n y a k digunakan, karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik. Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu :Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi. Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
PLTU pada umumnya mengunakan bahan bakar minyak dan batu bara. PLTU yang menggunakan minyak sebagai bahan bakarnya memiliki gas buang yang relatif bersih dinbandingkan dengan PLTU yang mengunakan batu bara PLTU batu bara lebih cocok dipakai pada wilayah yang memiliki kandungan batu bara yang banyak seperti daerah sumatera.
1. Siklus Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
PLTU mengunakan kerja fluida air uap yang bersikulasi secara tertutup.
Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-
10
ulang. Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut. Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Di dalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran.
Bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap. Kedua uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperature tertentu diarahkan untuk memu langsung antara turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran. Ketiga generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energy listrik sebagai hasil perputaran medan magnet dalam kumparan. Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air.
Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai pengisi boiler.
Sekalipun siklus fluida kerjanya merupakan siklus tertutup namun jumlah air dalam siklus akan mengalami pengurangan. Pengurangan air ini disebabkan oleh kebocoran baik kebocoran yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Untuk mengantikan air yang hilang maka perlu adanya penambahana air kedalam siklus criteria air penambah ini harus sama dengan air yang ada dalam siklus.
11
2. Keunggulan dan Kelemahan PLTU
Dibandingkan jenis pembangkit lainya PLTU memiliki beberapa keunggulan. keunggulan tersebut antara lain:
a. Dapat dioperasikan dengan menggunakan berbagai jenis bahan bakar seperti padat, cair, dan gas.
b. Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi.
c. Dapat dioperasikan dengan berbagai model pembebanan.
d. Kontinuitas operasinya tinggi.
e. Usia pakai (life time) reatif lama.
Namun PLTU juga memuyai beberapa kelemahan yang harus dipertimbangkan dalam memilih jenis pembangkit termal. Kelemahan itu adalah:
a. Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar.
b. Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasok listrik dari luar.
c. Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinu.
d. Investasi awalnya mahal.
12
C. Boiler ( Ketel Uap )
Gambar 1. Boiler
Boiler (Ketel Uap) adalah alat yang digunakan untuk dapat menghasilkan uap bertegangan tinggi, dimana alat ini berisi air. Air di dalam boiler dipanaskan hingga mendidih. Sampai menghasilkan uap. Dan uap yang dihasilkan akan berubah menjadi tegangan tinggi. Uap yang dihasilkan boiler akan menggerakkan turbin dan diteruskan ke generator untuk membangkit tenaga listrik. Uap (uap air) yaitu gas yang timbul akibat perubahan fasa air cair menjadi uap (gas) dengan cara pendidikan (boiling).
Uap air tersebut dapat dimanfaatkan sebagai penggerak turbin. Untuk membangkitkan tenaga listrik.
Uap air yang digunakan bukan sekedar uap air saja. Tetapi uap air bertekanan tinggi yang dihasilkan dari boiler, dan hal tersebut penulis ingin membuat miniature boiler sederhana dengan memanfaatkan mikrokontroler sebagai pusat kendali, sensor suhu Lm 35 untuk memantau suhu pada boiler. LCD sebagai display, heater listrik sebagai pemanas air, turbin
13
miniature baling-baling kecil dan dinamo DC kecil sebagai miniature dari generator.
Boiler atau ketel uap adalah suatu bejana/wadah yang di dalamnya berisi air atau fluida lain untuk dipanaskan. Energi panas dari fluida tersebut selanjutnya digunakan untuk berbagai macam keperluan, seperti untuk turbin uap, pemanas ruangan, mesin uap, dan lain sebagainya. Secara proses konversi energi, boiler memiliki fungsi untuk mengkonversi energi kimia yang tersimpan di dalam bahan bakar menjadi energi panas yang tertransfer ke fluida kerja.
Bejana bertekanan pada boiler umumnya menggunakan bahan baja dengan spesifikasi tertentu yang telah ditentukan dalam standard ASME (The ASME Code Boilers), terutama untuk penggunaan boiler pada industri-industri besar. Dalam sejarah tercatat berbagai macam jenis material digunakan sebagai bahan pembuatan boiler seperti tembaga, kuningan, dan besi cor. Namun bahan-bahan tersebut sudah lama ditinggalkan karena alasan ekonomis dan juga ketahanan material yang sudah tidak sesuai dengan kebutuhan industri.
Panas yang diberikan kepada fluida di dalam boiler berasal dari proses pembakaran dengan berbagai macam jenis bahan bakar yang dapat digunakan, seperti kayu, batubara, solar/minyak bumi, dan gas. Dengan adanya kemajuan teknologi, energi nuklir pun juga digunakan sebagai sumber panas pada boiler. Dan berikut adalah beberapa jenis boiler:
14
1. “Pot Boiler” atau “Haycock Boiler”
Merupakan boiler dengan desain paling sederhana dalam sejarah. Mulai diperkenalkan pada abad ke 18, dengan menggunakan volume air besar tapi hanya bisa memproduksi pada tekanan rendah. Boiler ini menggunakan bahan bakar kayu dan batubara. Boiler jenis ini tidak bertahan lama penggunaannya karena efisiensinya yang sangat rendah.
2. Fire-Tube Boiler (Boiler Pipa-Api)
Pada perkembangan selanjutnya muncul desain bari boiler yakni boiler pipa-api. Boiler ini terdapat 2 bagian di dalamnya, yaitu sisi tube/pipa dan sisi barrel/tong. Pada sisi barrel berisi fluida/air, sedangkan sisi pipa merupakan tempat terjadinya pembakaran. Boiler pipa-api biasanya memiliki kecepatan produksi uap air yang rendah, tetapi memiliki cadangan uap air yang lebih besar.
3. Water-Tube Boiler (Boiler Pipa-Air)
Sama seperti boiler pipa-api, boiler pipa-air juga terdiri atas bagian pipa dan barrel. Tetapi sisi pipa diisi oleh air sedangkan sisi barrel menjadi tempat terjadinya proses pembakaran. Boiler jenis ini memiliki kecepatan yang tinggi dalam memproduksi uap air, tetapi tidak banyak memiliki cadangan uap air di dalamnya.
4. Kombinasi Boiler Pipa-Api dengan Pipa-Air Firebox
Boiler jenis ini merupakan kombinasi antara boiler pipa-api dengan pipa- air. Sebuah firebox didalamnya terdapat pipa-pipa berisi air, uap air yang
15
dihasilkan mengalir ke dalan barrel dengan pipa-api didalamnya. Boiler jenis ini diaplikasikan pada beberapa kereta uap, namun tidak terlalu populer dipergunakan.
D. Turbin
Gambar 2. Turbin
Turbin adalah perangkat yang digunakan untuk mengekstraksi kerja dari fluida kerjanya. Adalah berbagai macam jenis turbin yang telah dibuat.
Tipe turbin dapat dibagi dari jenis fluida, jumlah bila maupun arah alirannya. Pembahasan yang mengenai turbin ini akan dimulai dengan tipe turbin dengan aliran fluida arah aksial dan fluida kerjanya adalah uap.
Di turbin uap. Uap bertekanan tinggi masuk kedalam satu set bila yang stasioner atau biasa disebut nosel uap dengan kecepatan tinggi dari nosel ini kemudian melewati bilah-bilah yang bergerak. Di sini uap yang melewati rotor digunakan untuk melakukan kerja oleh rotor turbin uap tekanan rendah kemudian dibuang ke condenser. Turbin uap dapat dikategorikan menjadi non condenser uap keluar dengan tekanan yang lebih besar dari tekanan atmosfer. Uap tersebut digunakan untuk bagian lain yang memerlukan panas dari uap untuk proses yang lain turbin jenis ini memiliki
16
efisiensi yang sangat yaitu berkisar 67%-75%. Sedangkan turbin tipe condensing adalah turbin dimana uap keluar ke condensor dan dikondensasikan dengan tekanan kurang dari tekanan atmosfer.
Turbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Turbin sederhana memiliki satu bagian yang bergerak,
"asembli rotor-blade". Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor. Contoh turbin awal adalah kincir angin dan roda air. Sebuah turbin yang bekerja terbalik disebut kompresor atau pompa turbo.
Turbin gas, uap dan air biasanya memiliki "casing" sekitar baling-baling yang memfokus dan mengontrol fluid. "Casing" dan baling-baling mungkin memiliki geometri variabel yang dapat membuat operasi efisien untuk beberapa kondisi aliran fluid. Energi diperoleh dalam bentuk tenaga "shaft"
berputar.
Penggunaan turbin
Penggunaan paling umum dari turbin adalah pemroduksian tenaga listrik. Hampir seluruh tenaga listrik diproduksi menggunakan turbin dari jenis tertentu. Turbin kadangkala merupakan bagian dari mesin yang lebih besar. Sebuah turbin gas, sebagai contoh, dapat menunjuk ke mesin pembakaran dalam yang berisi sebuah turbin, kompresor, "kombustor", dan alternator.
17
Turbin dapat memiliki kepadatan tenaga ("power density") yang luar biasa (berbanding dengan volume dan beratnya). Ini karena kemampuan mereka beroperasi pada kecepatan sangat tinggi. Mesin utama dari Space Shuttle menggunakan turbopumps (mesin yang terdiri dari sebuah pompa yang didorong oleh sebuah mesin turbin) untuk memberikan propellant (oksigen cair dan hidrogen cair) ke ruang pembakaran mesin. Turbopump hidrogen cair ini sedikit lebih besar dari mesin mobil dan memproduksi 70.000 hp (52,2 MW). Turbin juga merupakan komponen utama mesin jet.
E. Generator AC
Gambar 3. Generator AC
Generator AC berfungsi untuk merubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik. Generator ini sering disebut juga sebagai alternator. Generator AC (alternating current). Atau generator sinkron.
Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub-kutub magnet yang berputar dengan
18
kecepatan yang sama dengan medan putar pada stator. Mesin ini tidak dapat dijalankan sendiri karena kutub-kutub rotor dapat mengikuti kecepatan medan putar pada waktu saklar terhubung dengan jala-jala. Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Generator arus bolak-balik satu fasa.
2. Generator arus bolak-balik tiga fasa.
Konstruksi generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama yaitu : 1) stator, yakni dalam yang mengeluarkan tegangan bolak-balik, dan 2) rotor, yakni bagian bergerak yang menghasilkan medan magnet yang menginduksikan ke stator, stator terdiri dari bahan generator yang terbuat dari baja yang berfungsi melindungi bagian dalam generator.
F. Generator DC
Gambar 4. Generator DC
Generator DC adalah salah satu listrik yang mudah dipelajari dan sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari, tetapi DC bukanlah satu- satunya jenis listrik yang dapat digunakan. Sumber listrik tertentu (seperti
19
generator elektro-mekanik putar) secara alamiah dapat menghasilkan tegangan yang polaritasnya dapat berubah-ubah atau berganti-ganti, polaritas positif dan negatifnya saling berkebalikan dalam waktu. Seperti tegangan yang polaritasnya dapat di-Switch (ditukar-tukar) positif dan negatifnya. Atau seperti arus yang arah arusnya dapat di-Switch (ditukar- tukar) maju atau mundur. Listrik yang seperti ini disebut dengan arus bolak-balik alternating current (AC).
G. Tungku
Gambar 5. Tungku
Tungku adalah alat yang dipergunakan untuk memasak dengan bahan bakar kayu bakar. Anglo adalah alat pemasak yang termasuk tradisional dan masih banyak dipakai di daerah pedalaman dan daerah miskin. Tungku pada umumnya terbuat dari bahan tanah liat atau batu bata.
Furnace atau juga sering disebut dengan tungku pembakaran adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk pemanasan. Nama itu berasal dari bahasa latin Fornax, oven. Kadang-kadang orang juga menyebutnya dengan kiln. Furnace sendiri sering di analogikan dengan furnace sebagai keperluan
20
industri yang digunakan untuk banyak hal, seperti pembuatan keramik, ekstraksi logam dari bijih (smelting) atau di kilang minyak dan pabrik kimia lainnya, misalnya sebagai sumber panas untuk kolom distilasi fraksional.
1. Ruang Pembakaran (Furnace)
Furnace adalah dapur sebagai penerima panas bahan bakar untuk pembakaran, yang terdapat fire gate di bagian bawah sebagai alas bahan bakar dan yang sekelilingnya adalah pipa-pipa air ketel yang menempel pada dinding tembok ruang pembakaran yang menerima panas dari bahan bakar secara radiasi, konduksi, dan konveksi. Tungku adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk melelehkan logam untuk pembuatan bagian mesin (casting) atau untuk memanaskan bahan serta mengubah bentuknya (misalnya rolling/penggulungan, penempaan) atau merubah sifat-sifatnya (perlakuan panas).
Karena gas buang dari bahan bakar berkontak langsung dengan bahan baku, maka jenis bahan bakar yang dipilih menjadi penting. Sebagai contoh, beberapa bahan tidak akan mentolelir sulfur dalam bahan bakar. Bahan bakar padat akan menghasilkan bahan partikulat yang akan mengganggu bahan baku yang ditempatkan didalam tungku. Untuk alasan ini :
Hampir seluruh tungku menggunakan bahan bakar cair, bahan bakar gas atau listrik sebagai masukan energinya.
Tungku induksi dan busur/arc menggunakan listrik untuk melelehkan baja dan besi tuang.
21
Tungku pelelehan untuk bahan baku bukan besi menggunakan bahan bakar minyak.
Tungku yang dibakar dengan minyak bakar hampir seluruhnya menggunakan minyak tungku, terutama untuk pemanasan kembali dan perlakuan panas bahan.
Minyak diesel ringan (LDO) digunakan dalam tungku bila tidak dikehendaki adanya sulfur.
Idealnya tungku harus memanaskan bahan sebanyak mungkin sampai mencapai suhu yang seragam dengan bahan bakar dan buruh sesedikit mungkin. Kunci dari operasi tungku yang efisien terletak pada pembakaran bahan bakar yang sempurna dengan udara berlebih yang minim. Tungku beroperasi dengan efisiensi yang relatif rendah (serendah 7 persen) dibandingkan dengan peralatan pembakaran lainnya seperti boiler (dengan efisiensi lebih dari 90 persen). Hal ini disebabkan oleh suhu operasi yang tinggi dalam tungku. Sebagai contoh, sebuah tungku yang memanaskan bahan sampai suhu 1200 derajat Celsius akan mengemisikan gas buang pada suhu 1200 derajat celsius atau lebih yang me ngakibatkan kehilangan panas yang cukup signifikan melalui cerobong.
Seluruh tungku memiliki komponen-komponen :
Ruang refraktori dibangun dari bahan isolasi untuk menahan panas pada suhu operasi yang tinggi.
22
Perapian untuk menyangga atau membawa baja, yang terdiri dari bahan refraktori yang didukung oleh sebuah bangunan baja, sebagian darinya didinginkan oleh air.
Burners yang menggunakan bahan bakar cair atau gas digunakan untuk menaikan dan menjaga suhu dalam ruangan. Batubara atau listrik dapat digunakan dalam pemanasan ulang/reheating tungku.
Cerobong digunakan untuk membuang gas buang pembakaran dari ruangan
Pintu pengisian dan pengeluaran digunakan untuk pemuatan dan pengeluaran muatan. Peralatan bongkar muat termasuk roller tables, conveyor, mesin pemuat dan pendorong tungku.
23
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN A. Lokasi
Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah terdapat beberapa tahap. Dimana salah satu tahap utama yaitu dengan menentukan penelitian dan tempat penelitian. Dibawah ini tercantum tempat penelitian dan waktu penelitian PLTU-Berbahan Bakar Sampah Sbb:
1. Tempat di gedung Al- Iqra lantai 10.
2. Waktu disesuaikan.
B. Data / Parameter
Dalam perancangan sebuah Pembangkit listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah ada beberapa hal yang perlu diketahui antara lain:
1. Energi.
2. Daya.
3. Arus.
4. Tegangan.
5. Temperatur uap.
6. Berat sampah plastik dan kertas.
24
C. Peralatan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah yaitu:
a. Alat dan Bahan
Table 1. Alat pada purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
Alat – Alat Fungsi
1. Thermometer 2. Multimeter 3. Timbangan
Untuk mengukur suhu Untuk mengukur tegangan Untuk mengukur berat
Table 2. Bahan pada purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
Bahan –Bahan Fungsi
1. Turbin/kipas angin komputer 2. Tungku
3. Generator 5 watt 4. Ketel pemanas air 5. Palu
Untuk membangkitkan listrik Untuk membakar benda keramik Sebagai pengubah energi
Untuk membuat air mendidih
25
6. Kayu
7. Plastik dan kertas
D. Cara Kerja 1. Studi Pustaka
Mempelajari teori mengenai bagian pada purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
2. Tahap perancangan
a) Mengenalisa kebutuhan berdasarkan observasi yang dilakukan.
b) Membuat skema / diagram blok purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah.
c) Perancangan purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah berdasarkan perancangan dan skema.
d) Pengujian terhadap perancangan untuk memastikan tidak ada kesalahan pada penyambungan dari alat satu ke alat yang lain.
Jika ditemukan kesalahan pada letak atau kesalahan pada sambungan. dilakukan perbaikan dan pada akhirnya dilakukan pengujian kembali hingga aplikasi dinyatakan sesuai dengan kebutuhan.
e) Seminar / Ujian.
26
E. Langkah Penelitian
Energi Panas uap
Rotasi
tegangan
Gambar 6. Diagram Blok Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah
1. Fungsi tungku adalah untuk membakar benda-benda keramik yang disusun di dalamnya dan dibakar dengan menggunakan bahan bakar khusus (kayu, batu bara, minyak, gas, dan listrik) sampai semua panas menyebar dan membakar semua yang ada di dalam tungku itu.
Pembakaran atau radiasi panas berlangsung di dalam tungku atau di bawah ruang bakar dan kelebihan asap keluar melalui saluran api atau cerobong tungku. Sirkulasi panas harus dibiarkan secara merata dan bebas di sekililing benda pada saat dibakar.
Tungku Boiler Turbin
Generator Listrik
27 2. Boiler fungsi adalah suatu peralatan untuk membuat air mendidih yang uapnya akan dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Yaitu tungku dari gerabah yang bagian atasnya ada semacam kisi lubang-lubang untuk tempat arang dan dibawahnya ada ruangan yang diberi pintu dibawah kisi-kisi. Agar arang bisa menyala dalam pembakaran sempurna. Maka perlu dihembuskan udara dari bagian, secara tradisional dengan menggunakan kipas, dalam boiler industri udara ini disediakan oleh alat yang dikenal dengan “air heater”. Udara dipanaskan dulu untuk meningkatkan efisiensi. Dapur dibuat dengan menggunakan batu bahan api.
3. Turbin berfungsi untuk mengubah energy dari uap yang dibangkitkan dari boiler menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Turbin yang digunakan adalah turbin implus dengan 12 tingkat blode. Uap masuk ke dalam sudut-sudut turbin dan diarahkan ke nosel. Selain untuk mengarahkan uap. Nosel berfungsi menaikkan tekanan uap yang masuk ke turbin. Banyaknya uap yang masuk ke turbin dikontrol oleh govertor yang mengatur pembukaan main steam valve yang akan masuk ke turbin. Govertor akan membuka main steam valve pada saat beban naik sehingga jumlah uap yang masuk akan bertambah banyak begitu juga sebaliknya jika beban turun maka control valve akan menutup untuk mengurangi jumlah uap yang masuk ke turbin.
28
4. Generator berfungsi adalah bagian dari peralatan atau software.
elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik.
Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemilu diperlukan, secara internal ataupun eksternal.
Tingkat karakteristik yang serba bergantung frekuensi, pada suatu rangkain elektronik.
29
F. Flowchart Alur Penelitian
Gambar 7. Flowchart Alur Penelitian Studi Pustaka
Persiapan Alat dan Bahan
Penelitian
Perancangan Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah
Uji Alat / Simulasi
Pengamatan dan Pengambilan Data
Analisa Data
Selesai Mulai
Tidak
Ya
30
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Tujuan Pengujian
Pengujian merupakan tahapan penting yang harus dilakukan dalam merancang alat ini. Pengujian dilakukan agar rancangan yang dibuat sesuai dengan hasil yang diharapkan. dimana hasil rancangan diharapkan dapat berkerja sesuai dengan spesifikasinya, sehingga alat ini dapat bekerja dengan baik.
Gambar 8. Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah
Keterangan gambar:
1. Turbin/generator (Kipas laptop). 4. Tungku.
2. Pipa.
3. Boiler.
1
4 3 2
31
B. Alat – Alat yang Digunakan:
Pada rancangan ini menggunakan beberapa peralatan antara lain:
1. Multimeter
Multimeter adalah sebagai alat bantu yang digunakan untuk mengukur arus listrik, tegangan listrik, dan resistansi atau ketahanan suatu benda yang biasa disebut avometer. Yang memiliki berbagai kegunaan atau fungsi dalam mengukur tegangan atau arus listrik pada suatu benda dan mengatur tegangannya. Pada setiap multimeter yang kita miliki keseluruhannya memiliki bagian-bagian yang kompleks dan memiliki berbagai macam fungsi atau kegunaan masing-masing dalam suatu multimeter. Multimeter sendiri memiliki 2 jenis yaitu multimeter analog dan multimeter digital, yang memiliki fungsi yang sama tetapi memiliki tingkat kesulitan yang berbeda dalam menggunakannya, tetapi dalam kehidupan sehari-hari multimeter analog lah yang paling banyak dipakai oleh orang pada umumnya.
Pada multimeter analog memiliki berbagai bagian yang memiliki banyak fungsi untuk masing-masing bagiannya, berikut ini adalah pengertian multimeter analog yang dilihat dari fungsi bagian-bagian yang terdapat pada multimeter analog ini contohnya:
32
a. VA Terminal atau lubang kutub plus (+) yang memiliki fungsi sebagai tempat untuk masuknya test lead yang berarus plus (+) dan biasanya memiliki warna merah.
b. Common Terminal atau lubang kutub negatif (-) yang memiliki fungsi sebagai tempat untuk masuknya test lead yang berarus negatif (-) dan biasanya memiliki warna hitam.
c. Knife Edge Pointer atau biasa disebut sebagai jarum penunjuk meter, yang memiliki fungsi sebagai penunjuk suatu besaran yang ingin diukur.
d. Meter Cover atau bisa disebut dengan kotak meter ini memiliki fungsi sebagai tempat yang sengaja dibuat untuk menyimpan komponen- komponen multimeter.
e. Scale atau skala yang memiliki fungsi sebagai alat pembaca skala meter.
f. Polarity Selector Switch atau saklar pemilih polaritas dengan komponen ini kita dapat memilih polaritas yang diinginkan baik AC mupun DC.
g. Zero Adjust Screw atau sekrup penunjuk kedudukan pada jarum penunjuk yang memiliki fungsi untuk mengatur dan menentukan kedudukan jarum penunjuk yang bisa kita atur dengan menggunakan obeng pipih sebagai alat bantu untuk mengubahnya.
33
h. Range Selector Switch atau biasa disebut sebagai saklar pemilih, saklar ini berfungsi sebagai komponen untuk memilih dan mengukur batasan atau posisi pengukuran arus.
i. Zero Ohm Adjust Knob atau tombol pengatur jarum pada kedudukan nol atau zero, merupakan komponen yang ada di multimeter yang memiliki kegunaan sebagai komponen yang dapat mengatur jarum pada multimeter agar kembali pada posisi nol.
Oleh karena itulah mengapa multimeter analog merupakan jenis alat multimeter yang paling banyak digunakan oleh orang pada umumnya pada kehidupan sehari-hari, selain mudah digunakan tetapi juga sangat simpel cara menggunakannya.
2. Timbangan
Timbangan adalah alat yang dipakai melakukan pengukuran massa suatu benda. Timbangan/neraca dikategorikan kedalam sistem mekanik dan juga elektronik/Digital. Salah satu contoh timbangan adalah neraca pegas (dinamometer). Neraca pegas adalah timbangan sederhana yang menggunakan pegas sebagai alat untuk menentukan massa benda yang diukurnya. Neraca pegas (seperti timbangan badan) mengukur berat, defleksi pegasnya ditampilkan dalam skala massa (label angkanya sudah dibagi gravitasi).
34
3. Thermometer
Termometer adalah alat untuk mengukur panas atau suhu. Pada umumnya, termometer terbuat dari tabung kaca yang diisi zat cair termometrik. Termometer berasal dari bahasa Latin thermo, yang artinya panas, dan meter, yang artinya untuk mengukur. Zat cair termometrik adalah zat cair yang mudah mengalami perubahan fisis jika dipanaskan atau didinginkan, misalnya air raksa dan alkohol. Termometer mempunyai banyak jenis, antara lain termometer klinis, termometer dinding, termometer bimetal, dan termometer maksimum-minimum. Termometer yang paling sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah termometer air raksa. Berikut ini jenis-jenis termometer yang umum dikenal:
Termometer Air Raksa: Termometer air raksa adalah termometer cairan yang menggunakan air raksa sebagai pengisinya. Termometer air raksa merupakan thermometer yang banyak digunakan dibandingkan dengan termometer alkohol. Termometer air raksa sering disebut termometer maksimum karena dapat mengukur suhu yang sangat tinggi. Jika suhu panas, air raksa akan memuai sehingga kita akan melihat air raksa pada tabung kaca naik. Ketika suhu turun, air raksa akan tetap berada pada posisi ketika suhu panas. Hal itu disebabkan adanya konstraksi yang menghambat air raksa untuk kembali ke keadaan semula. OIeh karena
35
itu, untuk mengembalikan air raksa ke posisi dasar, kita harus mengibas-ngibaskan termometer ini dengan kuat.
Termometer Alkohol: Termometer alkohol adalah termometer cairan yang menggunakan alkohol sebagai pengisinya. Alkohol lebih peka daripada air raksa sehingga ketika memuai, perubahan volumenya lebih terlihat jelas. Termometer alkohol disebut juga termometer minimum karena mampu mengukur suhu yang sangat rendah. Untuk menghindari gaya gravitasi bumi, termometer minimum diletakkan mendatar.
Apabita suhu dingin, cairan alkohol akan bergerak ke kiri dan membawa indeks penunjuk berwarna. Sebaliknya, apabila suhu naik, indeks penunjuk berwarna akan tetap berada di posisinya walaupun cairan alkohol mengembang dan bergerak ke kanan.
Termometer Klinis: Termometer klinis adalah termometer yang digunakan untuk mengukur suhu badan yang banyak dimanfaatkan di bidang kedokteran. Suhu badan dapat diukur dengan termometer klinis melalui rongga mulut, ketiak, atau di antara lekukan tubuh lainnya.
Suhu manusia normal berkisar pada 37°C dan tidak pernah lebih rendah dan 35°C dan tidak pernah lebih dari 42°C. Termometer klinis bisa dibedakan menjadi dua, yaitu termometer klinis analog dan termometer klinis digital. Perbedaan keduanya terletak pada penampilan nilai suhu.
Pada termometer klinis analog, nilai suhu ditampilkan oleh naiknya air raksa dan kita mengetahui nilainya dengan melihat angka yang dicapai
36
oleh air raksa pada pipa kapiler. Sementara itu, pada termometer klinis digital, nilai suhu ditampilkan langsung dalam bentuk angka yang tertera pada layar kecil termometer.
Termometer Inframerah: Termometer inframerah digunakan untuk mengukur suhu benda yang sangat panas. benda yang bergerak cepat, atau benda yang tidak boleh disentuh karena berbahaya. Termometer inframerah bisa juga disebut termometer laser, jika menggunakan sinar laser untuk mengukur suhu benda.
Termometer Bimetal Mekanik: Termometer bimetal mekanik adalah termometer yang terbuat dari dua buah kepingan logam yang memiliki koefisien muai yang berbeda. Bimetal merupakan gabungan dari dua kata, yaitu bi dan metal. Bi artinya duo dan metal artinya logam. Dua kepingan logam pada termometer bimetal mekanik akan melengkung jika terjadi perubahan suhu. Prinsip kerja dari termometer bimetal adalah pada suhu tinggi, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai lebih tinggi. Sebaliknya, jika suhu rendah, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai yang lebih rendah.
4. Sampah plastik dan kertas
Hampir setiap orang pasti tidak akan terlepas dari yang namanya bahan plastik dalam aktivitasnya sehari-hari. Ya, memang plastik telah menjadi komponen penting dalam kehidupan modern saat ini dan peranannya telah
37
menggantikan kayu dan logam mengingat kelebihan yang dimilikinya antara lain ringan dan kuat, tahan terhadap korosi, transparan dan mudah diwarnai, serta sifat insulasinya yang cukup baik.
Sifat-sifat bahan plastik inilah yang membuatnya sulit tergantikan dengan bahan lainnya untuk berbagai aplikasi khususnya dalam kehidupan sehari-hari mulai dari kemasan makanan, alat-alat rumah tangga, mainan anak, elektronik sampai dengan komponen otomotif. Peningkatan penggunaan bahan plastik ini mengakibatkan peningkatan produksi sampah plastik dari tahun ke tahun. Sebagai gambaran konsumsi plastik di Indonesia mencapai 10 kg perkapita pertahun, sehingga dapat diprediksikan sebesar itulah sampah plastik yang dihasilkan.
Seperti telah kita ketahui bersama bahwa plastik sangat sulit terurai dalam tanah, membutuhkan waktu bertahun-tahun dan ini akan menimbulkan permasalahan tersendiri dalam penanganannya. Pembuangan di Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah bukanlah solusi yang cukup bijak dalam pengelolaan sampah plastik ini. Peranan para pemulung dalam mengurangi timbunan sampah plastik patut mendapat apresiasi meskipun ini tidak bisa menghilangkan seratus persen sampah plastik yang ada. Perlu adanya manajemen sampah plastik mulai dari lingkungan terkecil yaitu rumah tangga hingga skala besar meliputi kawasan kota yang dikelola oleh pemerintah kota atau daerah setempat. Untuk memudahkan pengelolaan sampah plastik pada skala rumah tangga, maka perlu adanya pemahaman
38
tentang jenis-jenis plastik, kandungan materialnya, hingga dampaknya terhadap lingkungan sehingga diharapkan terbentuk manajemen pengelolaan yang tepat.
C. Pengujian
Analisa pada alat yang dibuat yang didapat sementara hanya proses sampai menghasilkan uap namun untuk menjalankan kipas laptop yang merupakan turbin belum dapat berputar dan juga tidak dapat menghasilkan arus sehingga lampu tidak dapat menyala, dan akan diusahakan yang lebih baik.
D. Metode Pengukuran 1. Mengukur berat sampah
a) Sampah kertas 1 kg.
b) Sampah plastik 1 kg.
2. Mengukur tekanan uap pada boiler
a) Mengukur tekanan uap pada boiler dengan bahan bakar kertas.
b) Mengukur tekanan uap pada boiler dengan bahan bakar bakar kertas.
c) Mengukur tegangan pada generator.
39
3. Hasil pengukuran Table 3. Hasil Pengukuran Bahan
Bakar
Jumlah Bahan Bakar
Waktu
Pengukuran Uap Lama
Pembakaran Keterangan Kertas
Plastik
1 Kg 1 Kg
4-5 menit 12-13 menit
50 oC 100oC
6 menit 25 detik 19 menit 38 detik
Turbin tidak Berputar Turbin tidak Berputar
Dari hasil pengukuran tekanan dapat dilihat bahwa uap yang dihasilkan dari boiler dengan bahan bakar sampah kertas berkisar 100˚C, dengan uap besar uap yang sangat kecil tidak dapat mendorong turbin sehingga tegangan yang dihasilkan oleh generator dari turbin juga sangat kecil.
40
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan
Setelah melakukan perancangan dan pembahasan dalam penyelesaian tugas akhir ini maka dapat disimpulkan bahwa, Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah dapat menghasilkan tegangan kurang lebih 2V.
Adapun beberapa kesimpulan lain yaitu :
1. Sampah dapat digunakan sebagai salah satu sumber energi terbarukan yang efektif dan efisien.
2. PLTsa merupakan salah satu alternatif untuk menyelesaikan masalah sampah yang sudah sangat meresahkan karena selain dapat mengurangi sampah juga dapat menghasilkan listrik 7 Megawatt dari 500-700 ton sampah tiap harinya.
3. Dampak negatif yang ditimbulkan dari PLTSa adalah meningkatnya kadar emisi CO2 dan Metana yang berbahaya bagi tubuh dan lingkungan.
41
B. Saran
1. Untuk mendapatkan tegangan yang lebih besar baiknya menggunakan turbin/generator yang lebih bagus seperti menggunakan dynamo.
2. Perlunya pengembangan penelitian dalam purwarupa pembangkit listrik tenaga uap berbahan bakar sampah lebih lanjut.
42
DAFTAR PUSTAKA
Alpenstee, (2013.), ‘’ Pembangkit listrik tenaga sampah.
Desimulyanto, (2012), (Http:// pengolahan sampah.htm).
Godamaiku, (2013), (Http:// pengolahan sampah.htm).
(Studikeramik, 2009), (Http:// pengolahan sampah.htm).
(Steampowergenerations, 2012), (Http:// pengolahan sampah.htm).
http://yefrichan.wordpress.com/2010/06/10/proses-konversi-thermal- pembangkit-listrik-tenaga-sampah/
Proses Perakitan Purwarupa Pembangkit Listrik Tenaga Uap Berbahan Bakar Sampah
Tungku
Boiler
Turbin
