PROPOSAL PENELITIAN. Penghemat BBM Sepeda Motor Berbasis Termoelektrik. Disusun oleh : 1. Yuasti Hasna Fauziyah (37764)

Transkripsi

1 PROPOSAL PENELITIAN Penghemat BBM Sepeda Motor Berbasis Termoelektrik Disusun oleh : 1. Yuasti Hasna Fauziyah (37764) Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada 2014

2 A. LATAR BELAKANG MASALAH Energi merupakan kebutuhan dasar manusia, dan sumber energi yang paling banyak digunakan adalah minyak bumi yang tidak dapat diperbaharui namun setiap tahunnya kebutuhan akan energi dari minyak bumi ini selalu meningkat. Seperti di Indonesia, kenaikan harga minyak pada tahun 2005 oleh pemerintah Indonesia secara signifikan dari harga premium yang awalnya Rp2400,- menjadi Rp4500,- perliter naik sekitar 87%. Hal ini terjadi karena harga minyak mentah dunia yang menyentuh level US$100 /barel, dan pada tahun 2012 ini wacana kenaikan harga BBM sudah pasti akan diajukan pemerintah ke DPR melalui perubahan APBN 2012 karena pemerintah tidak sanggup lagi menanggung subsidi yang terlalu besar. (Kompas.com, 2012) Belum lagi masalah gas buang yang dihasilkan dari pembakaran minyak bumi yang akan menyebabkan pemanasan global, sehingga diperlukan pengembangan teknologi yang ramah lingkungan. Teknologi yang didesain untuk memanfaatkan limbah panas buang kendaraan, yang menggunkan teknologi Thermoelektrik Generator. Salah satu sumber limbah panas yang banyak dijumpai adalah panas buang kendaraan bermotor, data statistik pada tahun 2010 menyatakan bahwa jumlah kendaraan bermotor yang terbanyak adalah sepeda motor dengan persentase rata-rata sekitar 77,95% dari seluruh kendaraan bermotor yang ada di Indonesia. Sementara, mobil penumpang, meski menempati urutan yang kedua tapi jumlahnya jauh di bawah sepeda motor. Persentase rata-rata mobil penumpang dari keseluruhan kendaraan bermotor di Indonesia hanya sekitar 11,96% (indoprogress.com, 2012). Sehingga hal ini dapat digunakan sebagai potensi sumber panas buang yang besar untuk bisa dikonversi langsung menjadi energi listrik dengan teknologi Thermoelektik Generator, maka perlu adanya suatu perangkat yang dapat memanfaatkan sumber panas buang sepeda motor yang jumlahnya sangat banyak, yang direalisasikan dalam suatu peragkat yang bernama Penghemat BBM Sepeda Motor Berbasis Termoelektrik. Daya listrik yang dapat dikonversi ini selanjutnya dikolerasikan dengan pengurangan konsumsi bahan bakar dan pengurangan emisi gas hasil pembakaran. Sampai sejauh ini, kepemilikan sepeda motor masih didominasi oleh masyarakat kelas menengah ke bawah, yang masih menggunakan bahan bakar yang disubsidi pemerintah. Diharapkan ditemukan landasan awal penghematan konsumsi BBM disepeda motor agar dapat membantu masyarakat kecil khususnya dan negara pada umumnya.

3 B. TUJUAN Menciptakan alat yang dapat memanfaatkan panas buang kendaraan sepeda motor menjadi energi listrik, sehingga dapat dikolerasikan dengan pengurangan tingkat konsumsi bahan bakar minyak dan pengurangan emisi gas buang hasil pembakaran. C. METODE Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Penghemat BBM Sepeda Motor Berbasis Termoelektrik D. TINJAUAN PUSTAKA Efek termoelektrik pertama yaitu efek Seebeck menyatakan bahwa gaya gerak listrik dapat dihasilkan dengan memanasi ujung sambungan antara dua konduktor listrik yang berbeda. Efek ini dapat didemonstrasikan dengan membuat sambungan antara dua kawat dari material yang berbeda. Ujung kawat lainnya dihubungkan dengan terminal voltmeter. Jika ujung

4 sambungan antara kawat itu dipanaskan, akan didapati alat ukur tersebut mencatat adanya tegangan kecil. Dua kawat tersebut dikatakan membentuk suatu termokopel. Didapati besarnya tegangan sebanding dengan perbedaan temperatur di ujung sambungan termokopel dan disabungkan ke alat ukur. Apabila arus listrik dialirkan melalui termokopel tersebut maka akan menghasilkan efek pemanasan dan pendinginan tergantung dari arahnya. Efek ini merupakan efek termoelektrik yang kedua, yang disebut efek Peltier.(Rowe, 2005) Gambar 2. Termoelektrik generator (atas) dan Termoelektrik pendingin (bawah) (Rowe, 2005) Apabila konduktor A kedua ujung-ujungnya disambungkan dengan ujung konduktor B, dan konduktor B dibagi menjadi dua bagian sehingga voltmeter dapat disambungkan diujung yang terbagi ini, seperti terlihat di gambar 2. Maka beda temperature ΔT akan muncul antara dua sambungan ini dan dua ujung bebas konduktor B dijaga pada temperatur yang sama, maka beda potensial V akan muncul antara dua ujung bebas ini. (Rowe, 2005) Gambar 3. Termokopel sederhana (Rowe, 2005)

5 Di mesin bensin, sekitar 30% energi utama terbuang sebagai limbah panas yang dinamakan gas buang. Jika sekitar 6% dari panas gas buang ini dikonversi menjadi daya listrik, kurang lebih sama besar dengan driving energy yang digunakan untuk menghasilkan daya listrik, maka memungkinkan untuk mengurangi konsumsi bahan bakar sekitar 10%. Inilah alasannya mengapa generator thermoelektrik dapat menguntungkan di industri otomotif (Vasques, 2002). Hi-Z Technology Inc sebagai salah satu produsen TEG terbesar di dunia, sudah mempelopori penelitian aplikasi TEG di kendaraan bermotor. Hasil dari test terakhir untuk mesin diesel Cummin NTC 350 dihasilkan daya keluaran TEG sebesar 1068 W pada kondisi keluaran mesin 300 hp dan 1700 rpm (Bass, 1995). Proyek bersama antara Universitas Clarkson, General Motor, Delphi Corparation dan produsen thermoelekrik generator. Hi-Z Technology Inc didasari kondisi di Amerika Serikat, antara lain separuh seluruh konsumsi bahan bakar dialokasikan untuk mobil dan truk, emisi karbon yang tertinggi di dunia, dan kenaikan beban kelistrikan pada kendaraan bermotor mendesign Automobile Exhaust Thermoelectric Generator (AETEG) dengan modul termoelektrik HZ-20 sejumlah 16. AETEG ini dipasangkan di exhaust GM Sierra Pickup V8 270 HP berbahan bakar bensin. Didapatkan daya keluaran AETEG lebih dari 140 W pada kecepatan kendaraan 70 mph bahkan dengan tambahan PCU (Power Conditioning Unit) mampu menghasilkan daya keluaran lebih dari 300 W (Thacher., E.F, dkk., 2007). Kelayakan studi pengintegrasian TEG pada tiga jenis kendaraan Hybird Electric Vehicle ( midsize sedan, midsize SUV dan Class 4 truck) untuk memanfaatkan gas buang mesin. Jenis SUV (bermesin bensin) dan truk kelas 4 (bermesin diesel) diprediksi dapat menghemat konsumsi bahan bakar 3% dan 5,5% berturut-turut dengan pemanfaatan panas gas buang mesin 5 dan 10 %. (Smitch K, 2007).