Perancangan Sistem Propulsi Fishing Boat 8M Displacement Dengan Solar Cell Sebagai Energi Alternatif

Transkripsi

1 Perancangan Sistem Propulsi Fishing Boat 8M Displacement Dengan Solar Cell Sebagai Energi Alternatif Oleh : Nama : Mukty Baktiar Nrp : Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rawa Sumber air berupa genangan air yang terbentuk secara terus menerus atau musiman. Rawa sebagai tempat konservasi alam. Ikan Sumber mata pencaharian masyarakat setempat. Hobi mancing-memancing.

3 Perahu Rakit Fishing Boat Alternatif pengganti rakit : - Aman - Efisien - Ekonomis perahu

4 Desain

5 RENCANA UMUM FISHING BOAT 8M

6 1.2 Perumusan Masalah Permasalahan yang muncul dalam tugas akhir ini adalah apakah geladak yang tersedia pada fishing boat tersebut mampu menampung sejumlah panel surya sesuai dengan kebutuhan? Sehingga mampu memenuhi kebutuhan sistem propulsi itu sendiri. 1.3 Batasan Masalah 1. Sistem propulsi ini dirancang pada fishing boat dengan ukuran utama sebagai berikut : Lwl : 8.0 M Loa : 9.0 M B : 5.0 M H : 1.5 M T : 0.8 M Vs : 5 Knots

7 Tidak dilakukan perhitungan konstruksi pada fishing boat dan juga EPM. Sistem propulsi yang akan dirancang menggunakan motor listrik sebagai penggerak utama fishing boat. Nilai tahanan total dan kharakteristik badan kapal didapat saat mendesain lambung fishing boat dengan perangkat lunak MAXSURFT. 1.4 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan pada tugas akhir ini adalah untuk mendapatkan perencanaan sistem propulsi fishing boat dengan solar cell sebagai sumber energi alternatif.

8 1.5 Manfaat Penulisan Manfaat yang ingin dicapai pada penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Mengembangkan teknologi tepat guna yang bermanfaat bagi nelayan disekitar waduk. 2. Pengaktualisasian potensi mahasiswa dalam bentuk nyata. 3. Meningkatakan kualiatas Sumber Daya Manusia (SDM) dibidang perkapalan.

9 2.1 Fishing Boat Design 2.2 Hambatan Kapal BAB II TINJAUAN PUSTAKA Perhitungan tahanan kapal Metode Foude Perhitungan tahanan kapal Metode Tefler Perhitungan tahanan kapal Metode ITTC 1957 Perhitungan tahanan kapal Metode Hughes Perhitungan tahanan kapal Metode Prohaska Perhitungan tahanan kapal Metode ITTC 1978 Perhitungan Tahanan kapal Metode Gudhamer 2.3 Stabilitas Kapal 2.4 Motor Penggerak 2.5 Sistem Tenaga Surya

10 BAB III METODOLOGI START Perancangan dengan MAXSURF. Pengumpulan Data Perancangan Bentuk Lambung Fishing Boat Analisa Tahanan Pada Fishing Boat Dengan Maxsurf Buku, Internet Perhitungan Daya Motor Penggerak Perhitungan Kebutuhan Panel Surya Memenuhi? TIDAK YA

11 Perhitungan Kebutuhan Baterai Kesimpulan dan Saran FINISH

12 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Desain Model Lambung Fishing Boat Desain model fishing boat ini dilakukan dengan menggunakan software maxsurf pro.

13 4.2 Analisa Karakteristik Lambung Kapal Untuk mengetahui semua nilai karakteristik lambung kapal tersebut, dilakukan dengan menggunakan software bagian dari maxsurf yaitu speed hull.dari hasil analisa tersebut, data karakteristik fishing boat dapat dilihat ditabel berikut.

14 Character of Ship Value Unit LWL m Beam 5 m Draft 0.8 m Displaced volume m³ Wetted area m² Prismatic coeff Waterplane area coeff /2 angle of entrance deg. LCG from midships m Transom area m² Transom draft m Max sectional area m² Draft at FP 0.8 m Hard chine Hard chine Air density tonne/m³ Appendage Factor 1 Correlation allow Kinematic viscosity E-06 m²/s Water Density 1 tonne/m³

15 4.3 Analisa Tahanan Kapal Untuk mengetahui semua nilai tahan yang terjadi pada lambung kapal tersebut, dilakukan dengan menggunakan software bagian dari maxsurf yaitu speed hull.dari hasil analisa tersebut, data karakteristik fishing boat dapat dilihat ditabel berikut.

16 Speed Resist (kn) Delft Methode I, II Power (kw) Delft Methode I, II

17 4.4 Pemilihan Motor Penggerak Berdasarkan nilai tahanan total dari lambung kapal tersebut, maka kebutuhan daya motor penggerak dapat ditentukan. Yaitu sebesar 4 kw.

18 4.5 Perancangan Sistem Tenaga Surya

19 4.6 Perhitungan Besar Energi Listrik Yang Disuplai Daya pada motor DC yang digunakan pada fishing boat ini adalah 4000 watt, dimana daya pada motor tersebut akan difungsikan satu kali dalam sehari. Besarnya energi listrik yang harus disuplai oleh sistem tenaga surya ini adalah sebagai berikut. 1kW EL hari 1000W EL 4kWh

20 4.7 Perhitungan daya yang dibangkitkan (Watt Pak) Perhitungan Fill Factor (FF) FF Vmp Im p Voc Isc Dimana : FF : Fill Factor Vmp : Maximum Power Voltage (V) Imp : Maximum Power Current (A) Voc : Open Circuit Voltage (V) Isc : Short Circuit Current (A)

21 Spesifikasi Panel Surya Type HILIGHT SOLAR CELL Specification Value Unit HSPV-300Wp M Max. Power (Pmax) 300 W Max. Power Voltage (Vmp) 36.7 V Max. Power Current (Imp) 8.17 A Open Circuit Voltage (Voc) 45 V Short Circuit Current (Isc) 8.64 A Standart Test Conditions (STC) Dimensions Irradiance 1000 W/ m² Module temp 25 C Width 1956 mm Hight 992 mm Thicknes 50 mm Sehingga : FF

22 Nilai FF yang telah diketahui dari perhitungan diatas digunakan sebagai variable untuk menghitung nilai daya maksimal, dimana : Pmax Voc Isc FF Pmax Pmax Watt Selanjutnya adalah menentukan besarnya Pin yang masuk ke panel surya, dimana : Pin IntensitasCahaya AreaModul Pin Pin 1940Watt

23 Dari perhitunga besarnya daya maksimal dan daya input, maka dapat diketahui berapa nilai effisiensi dari sistem tenaga surya ini, dimana : Pmax Effisisnsi ( ) 100% Pin Effisisnsi ( ) 100% 1940 Effisisnsi ( ) 0.15

24 4.7.2 Perhitungan PV Area PVarea GAV EL pv TCF out Dimana : EL : Besarnya energi listrik yang disuplai (kwh) GAV : Insolasi harian matahari ηpv : Effisiensi panel surya TCF : Temperature Coefficient Factor ηout : Effisiensi Inverter

25 Besarnya EL untuk sistem propulsi pada fishing boat ini adalah 4 kwh. Insolasi harian matahari (GAV) diambil nilai terendah yaitu sebesar 4.75 kwh/m². Nilai tersebut diambil berdasarkan data radiasi di kota Solo. Effisiensi panel surya 300Wp adalah 15%, berdasarkan perhitungan. Sedangkan untuk mengetahui berapa besarnya Temperature Correction Factor (TCF), menggunakan persamaan sebagi berikut : = Pmax x 0.5% x 3 = watt x 0.5% x 3 = 4.5 W

26 Sehingga besarnya daya yang disebabkan oleh kenaikan temperature (Pmpp) 3 C adalah : Pmpp = Pmax(W) 4.5W = W 4.5W = W Dari hasil perhitunga tersebut maka nilai TCF dapat diketahui.

27 Untuk nilai effisiensi output (ηout), diambil berdasarkan beberapa komponen yang melengkapi kinerja sistem tenaga surya. Dimana sistem tersebut dilengkapi dengan Baterai, charger, dan perkabelan. Diasumsikan effisiensinya sebesar 0.8%. Berdasarkan perhitungan diatas maka besarnya PVarea dapat diketahui. PVarea = 7.09 m²

28 4.7.3 Perhitungan Watt Peak

29 4.8 Perhitungan Kebutuhan Panel Surya Dari perhitungan tersebut diatas, maka kebutuhan panel dengan spesifikasi 300 Wp adalah : = 3.6~ 4 Panel

30 4.9 Perhitungan Kebutuhan Baterai Diketahui : P motor : 4 kw = 4000 Watt V motor : 24 Volt t baterai : 3 jam Sehingga, P batterai AH kebutuhan = Pmotor x t = 4000 x 3 hour = watt hour = P batterai/voltase = /24 = 500 AH

31 Dari hasil perhitungan AH kebutuhan tersebut, dapat dilakukan pemilihan batterai. Data dari spesifikasi baterai yang dipilih : AH = 200 Voltase = 24 v Sehingga, jumlah batterai yang dibutuhkan : = AH kebutuhan AH baterrai = 500/200 = 2.5 =3 unit

32 HARGA Solar modul Hilight Rp Charger Control TS-MPPT Rp Baterai Rp

33 KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa dan perhitungan yang telah dijelaskan pada pembahasan di BAB sebelumnya, maka dapat ditarik sebuah kesimpulan sebagai berikut : Besarya tahanan yang akan dialami oleh lambung fishing boat ini adalah 0.8 kn dan daya yang digunakan untuk melawan tahanan tersebut adalah 3,42 kw. Dengan demikian berdasarkan spesifikasi motor listrik yang tersedia, dipilih motor listrik dengan daya 4 kw. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, daya motor listrik sebesar 4 kw tersebut memiliki daya bangkit (watt peak) sebesar Wp. Sedangkan daya yang dihasilkan satu buah panel surya dengan spesifikasi 300 Wp, akan mengalami kerugian 0,5% tiap kenaikan suhu melebihi spesifikasi panel surya yaitu dari 25 C menjadi 28 C (naik 3 C) sehingga hanya menghasilkan Wp. Dengan demikian fishing boat ini harus ada 4 unit panel surya yang terpasang di atas geladak. Fishing boat ini dirancang untuk 2 kali operasai, dimana dalam satu kali operasi membutuhkan waktu satu jam (pergi-pulang) dan ditambah spare 1 jam, jadi total operasional adalah 3 jam. Sehingga daya total motor listrik untuk operasional tersebut dalah watt, dengan voltase baterai sebesar 24 V maka kapasitas baterai yang dibutuhkan adalah sebesar 500 AH, sedangkan spesifikasi baterai yang dipilih adalah 200AH makan jumlah baterai yang harus disediakan adalah 3 unit.

34 TERIMAKASIH