1
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini merupakan deskripsi singkat dari bab i Pendahuluan. Isi bab i Pendahuluan meliputi : latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan kerangka penelitian.
1.1 Latar Belakang
Energi adalah kemampuan untuk melakukan berbagai aktivitas proses.
Krisis energi merupakan masalah yang harus dihadapi saat ini, seperti yang diketahui bersama, pasokan energi dari bahan bakar fosil merupakan tuntutan utama untuk membantu kehidupan manusia. Permintaan bahan bakar fosil sebagai sumber energi juga menjadi salah satu masalah pemenuhan kebutuhan manusia akan listrik dalam jumlah yang besar. Indonesia memiliki kapasitas energi terbarukan yang cukup besar yang dapat digunakan sebagai penunjang pemenuhan kebutuhan listrik.
Energi terbarukan adalah jenis energi yang terbentuk dalam proses alam berkelanjutan yang berasal dari sumber daya alam dan dapat diregenerasi. Energi terbarukan memiliki klasifikasi antara lain energi angin, energi surya, tenaga air, bioenergi dan energi panas bumi, yang kemudian digunakan untuk aplikasi energi menggunakan energi baru terbarukan (Sugiyono, 2016).
Energi listrik merupakan sumber energi yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Listrik merupakan salah satu peran penting umat manusia, terutama penggunaan energi listrik untuk penerangan dan teknologi proses produksi di bidang industri. Pesatnya perkembangan teknologi telah meningkatkan aktivitas penggunaan energi listrik dari tahun ke tahun. Pada tahun 2018, kebutuhan listrik Indonesia sebesar 18%, batubara sebesar 11%, gas alam sebesar 11%, dan bahan bakar sebesar 39%. Saat ini, energi fosil masih menjadi penyedia energi yang memenuhi kebutuhan listrik. Dengan munculnya teknologi yang membutuhkan listrik, maka penggunaan listrik akan semakin meningkat. Pada tahun 2050,
2 permintaan listrik akan terus tumbuh pada tingkat tahunan rata-rata 3,9%
(Sugiyono, 2016).
Mengurangi pemakaian listrik merupakan salah satu usaha dan upaya untuk menghemat energi fosil. Terdapat berbagai sumber air di Kalimantan seperti selokan air, waduk yang mempunyai aliran air dengan kecepatan rendah dan mempunyai daya tampung ketinggian air yang tidak terlalu tinggi. Sehingga pemanfaatkan energi terbarukan dapat dilakukan melalui penggunaan energi air.
Sumber aliran fluida berupa air yang memiliki kecepatan aliran air yang tidak terlalu deras dapat digunakan secara baik oleh penggunaan kontruksi peralatan yang tepat serta sesuai. Penggunaan teknologi dan inovasi untuk memanfaatkan energi terbarukan berupa air adalah dengan memakai turbin air Savonius. Turbin Savonius merupakan turbin yang ditemukan oleh Sigurd Savonius insinyur asal Firlandia di tahun 1922. Turbin Savonius bisa diterapkan pada aliran air dengan kecepatan rendah dikarenakan sudu pada turbin Savonius dapat menangkap aliran air dengan kecepatan rendah. Turbin air Savonius dapat dimanfaatkan pada sungai dan waduk karena turbin Savonius mempunyai keuntungan dalam konstruksi turbin yang sederhana, dan cocok untuk aliran fluida dengan kecepatan yang relatif rendah (Rohman, 2019). Turbin air Savonius mempunyai kekurangan dalam penerapannya yaitu adalah pada turbin air Savonius memiliki efisiensi yang rendah. Turbin air Savonius mampu mengkonversikan energi yang ada pada fluida air berupa energi kinetik menjadi energi mekanik yaitu saat fluida air menabrak turbin pada bagian sudu akan menyebabkan turbin Savonius berputar. Penerapan turbin Savonius, terdapat suatu kontruksi yang dapat meningkatkan nilai koefisien daya yang dihasilkan turbin Savonius dengan menggunakan deflektor. Deflektor adalah alat kontruksi yang bertujuan untuk mengarahkan suatu aliran fluida kearah tertentu, dapat memperkecil luasan pada aliran fluida, mengurangi gaya drag pada saat turbin berputar, serta meningkatkan kecepatan suatu fluida. Deflektor dapat dikatakan sebagai pengarah aliran karena deflektor akan mengarahkan aliran fluida langsung mengenai sudu pada turbin air Savonius (Kailash dkk, 2012).
Penelitian terdahulu yaitu dalam mengaplikasikan turbin Savonius meyimpulkan bahwa terdapat salah satu faktor yang mempengaruhi performa turbin Savonius adalah jumlah sudu yang digunakan pada turbin (Jamal, 2019).
3 Menerapkan sebuah konsentrator pada aliran air akan meningkatkan koefisien daya terhadap performa turbin air Savonius (Alit dkk, 2019). Penelitian yang dilakukan oleh Jamal menyimpulkan bahwa turbin Savonius dua sudu menghasilkan putaran yang relatif besar dibandingkan dengan tiga sudu dan empat sudu, namun dua sudu memiliki momen torsi yang rendah dibandingkan dengan tiga dan empat sudu, Efisiensi yang rendah pada turbin dua sudu disebabkan pada kecepatan fluida rendah dengan pembebanan tinggi. Penelitian ini menggunakan turbin Savonius dengan jumlah tiga sudu dengan menambahkan deflektor agar menghasilkan performa yang lebih baik.
1.2 Perumusan Masalah
Penelitian tugas akhir ini terdapat perumusan masalah yaitu adalah bagaimana pengaruh bentuk deflektor terhadap performa yang dihasilkan turbin air savonius tiga sudu?
Dalam penelitian ini ada beberapa batasan masalah yaitu antara lain:
1. Eksperimen ini dilakukan dengan rangkaian model skala laboratorium.
2. Poros, bearing atau bantalan, bushing, dan kerangka turbin tidak diperhitungkan.
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh bentuk deflektor terhadap performa yang dihasilkan turbin air savonius tiga sudu.
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat-manfaat yaitu sebagai berikut:
1. Menambah kepustakaan penelitian teknologi modern dalam pemanfaatan penerapan bentuk deflektor pada turbin air savonius.
2. Sebagai rekomendasi penelitian yang dapat dikembangkan serta diterapkan pada pemanfaatan pembangkit listrik tenaga mikrohidro sebagai solusi untuk meminimalisir kebutuhan listrik di Indonesia.
4 3. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi pembanding serta
referensi penelitian sebelumnya maupun penelitian yang akan datang.
1.5 Kerangka Berpikir Penelitian
Konsep kerangka berpikir untuk menjelaskan alur berpikir pada penelitian ini dibuat dari latar belakang hingga metode penelitian diperlihatkan pada Gambar 1.1 yakni sebagai berikut:
5
Peningkatan Kebutuhan Energi
di Indonesia
Sumber Energi
Energi Tak Terbarukan
Energi Terbarukan
Surya
Air Angin
Bioenergi Panas Bumi
Turbin Air
Turbin Sumbu Vertikal
Turbin Sumbu Horizontal
Reaksi
Impuls
Savonius
Eksperimen Jumlah Sudu
Bentuk Sudu
Tinggi Sudu Jarak Antara Deflektor Dengan
Turbin
Deflektor Cembung Deflektor Rata Deflektor Cekung
Putaran Turbin
Torsi Turbin Variabel Kontrol
Variabel Bebas
Variabel Terikat Analisis Pengaruh
Deflektor Terhadap Turbin
Air Savonius
Daya Turbin
Koefisien Daya Turbin
Gambar 1.1 Kerangka Berpikir Penelitian
