BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring berjalannya waktu semakin bertambah pula jumlah populasi Manusia di Bumi, maka dengan demikian kebutuhan energi akan semakin bertambah. Untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut maka dibutuhkan juga pengembangan teknologi yang lebih efisien seiring semakin terbatasnya sumber energi yang tersedia di alam. Permasalahan umum yang dihadapi dunia pada dewasa ini adalah semakin menipisnya cadangan bahan bakar minyak, disamping dampak negatif yang ditimbulkan dari penggunaan bahan bakar minyak tersebut. Fenomena ini mendorong manusia untuk berusaha mencari bahan bakar alternatif yang diharapkan mampu mengatasi kedua permasalahan di atas secara serentak. Salah satu jenis bahan bakar alternatif yang dimungkinkan untuk menggantikan bahan bakar minyak, terutama yang digunakan baik untuk kendaraan bermotor maupun untuk menghasilkan listrik adalah Bahan Bakar Gas (BBG) dalam hal ini adalah biogas. Biogas merupakan gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Dimana gas metana Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbondioksida yang lebih sedikit. Berkenaan dengan hal tersebut, sebagai upaya pencarian dan pengembangan bahan alternatif dan berpotensi untuk menjadi bahan baku pengganti solar. Diharapkan akan menjadi salah satu energi terbarukan yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai dengan potensi wilayah di Indonesia berupa biogas.

2 Dalam penulisan tugas akhir ini akan dibahas tentang pengaplikasian mesin dua bahan bakar (dual fuel) yaitu solar dan biogas pada mesin diesel yang ditujukan untuk menghemat bahan bakar solar dan meningkatkan efisiensi dari mesin diesel itu sendiri. Sebagaimana kita tahu bahwa pada mesin mesin diesel konvensional pemakaian bahan bakar solar dan efisiensinya masih kurang maksimal. Seiring meningkatnya jumlah kendaraan baik itu roda empat dan roda dua yang berimbas pada polusi udara yang sangat buruk di daerah perkotaan menuntut pabrikan harus berinovasi, salah satunya adalah Catalytic Converter yang sudah terdapat pada mobil dan motor saat ini. Alat tersebut berfungsi untuk mengurangi intensitas pencemaran udara gas buang dikarenakan proses kendaraan bermotor. 1.2 Tujuan Pengujian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Untuk menjawab tantangan global akan krisis energi fosil, khususnya bahan bakar diesel/solar. 2. Untuk memperoleh unjuk kerja mesin diesel dengan sistem dua bahan bakar (dual fuel) solar-biogas. 3. Untuk memperoleh komposisi opacity, HC, dan CO dari mesin diesel satu silinder dengan menggunakan bahan bakar solar + biogas. 4. Melihat Pengaruh Catalytic Converter dalam pengurangan emisi dan pengaruhnya terhadap performansi mesin. 1.3 Batasan Masalah 1. Bahan bakar yang digunakan dalam pengujian yaitu solar dan biogas purifikasi dengan kandungan methan 70%. 2. Laju aliran biogas yang digunakan dalam penelitian ini adalah 2, 4, 6 l/min 3. Mesin yang digunakan sebagai mesin utama pembakaran gas adalah mesin diesel 4-langkah dengan 1-silinder TIGER R175AN.

3 4. Generator yang digunakan sebagai penghitung daya adalah Generator POWER FULL berkapasitas 3 kw dengan pembebanan lampu pijar. Diasumsikan efisiensi generator 100%. 5. Tranmisi yang digunakan adalah sabuk dan puli ( belt and pulley) dengan rasio 1:1. Diasumsikan efisiensi sabuk dan puli 100 %. 6. Unjuk kerja mesin yang dihitung adalah : Torsi (Torsion) Daya (Brake Power) Rasio perbandingan udara bahan (Air Fuel Ratio) Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel Consumption) Efisiensi Thermal Brake (Brake Thermal Efficiency) Tekanan efektif rata-rata (bmep) Emisi gas buang 7. Alat uji yang digunakan untuk mengetahui komposisi emisi gas buang dari mesin adalah Smoke Meter (Opacity) Model HD 410 dan Gas Analyzer Model HG Gas buang mesin diesel yang diamati adalah Opacity, HC (Hydro Carbon), dan CO (Carbon Monoksida). 9. Perhitungan nilai ekonomis bahan bakar dengan sistem dua bahan bakar dibandingkan dengan nilai ekonomis bahan bakar solar. 1.4 Manfaat Pengujian 1. Untuk menjawab tantangan global saat ini yaitu penghematan penggunaan bahan bakar fosil, khususnya solar. 2. Untuk memaksimalkan penggunaan gas yang akan digunakan menjadi bahan bakar yang ekonomis dan ramah lingkungan. 3. Untuk memberikan dukungan terhadap pemerintah dalam mengurangi ketergantungan bahan bakar fosil khususnya solar. 4. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan penggunaan mesin diesel dengan sistem dua bahan bakar (dual fuel) solar-biogas. 5. Untuk melihat pengaruh penggunaan Catalytic Converter pada mesin diesel dan signifikannya terhadap pengurangan emisi gas buang dari mesin diesel.

4 1.5 Metodologi Penulisan Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut : a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisantulisan yang terkait. b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan. c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil pengujian yang dilakukan di laboratorium motor bakar fakultas teknik. Selain itu pengambilan data juga dilakukan dari Laboratorium tempat pengambilan biogas Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS). d. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. 1.6 Sistematika Penulisan Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai berikut : Bab I : Pendahuluan Bab ini berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, dan ruang lingkup pengujian. Bab II : Tinjauan Pustaka Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan yaitu mengenai bahan bakar hidrokarbon, biogas, mesin diesel, dual fuel, performansi motor bakar, nilai kalor, karakteristik mesin diesel, dan generator set yang digunakan. Bab III : Metodologi Penelitian Bab ini memberikan informsasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian, bahan dan peralatan yang dipakai serta tahapan dan prosedur pengujian. Bab IV : Hasil dan Analisa Pengujian

5 Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan memarpakan kedalam bentuk tabel dan grafik. Bab V : Kesimpulan dan Saran Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh. Daftar Pustaka Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan. Lampiran Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam bentuk tabel dan gambar.