Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun

Transkripsi

1 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun RANCANG BANGUN PERAHU SURYA A(6)SOLUT3 POLINERI (BAGIAN: BODI) Rahayu Mekar Bisono Dosen Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin, Politeknik Kediri Abstrak Perahu surya A(6)solut3 adalah perahu surya buatan Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin (Politeknik Kediri). Perahu surya merupakan perahu listrik yang memanfaatkan energi matahari untuk sumber dayanya. Energi matahari ditangkap dengan menggunakan sel surya untuk menggerakkan motor listrik yang dihubungkan ke propeler. Hal ini merupakan salah satu solusi untuk mengatasi kelangkaan bahan bakar fosil dan mengurangi polusi udara, disamping itu untuk memberikan nilai tambah pada wisata Sungai Brantas. Pada perahu surya terdapat empat bagian utama, yaitu: sistem sel surya, bodi, sistem transmisi, dan propeler. Pembahasan dikhususkan pada bagian bodi. Metode rancang bangun bagian bodi meliputi: perencanaan desain, perencanaan elemen bodi, pembuatan, dan biaya produksi. Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan, maka di dapatkan hasil sebagai berikut: massa total 260 kg; dimensi bodi perahu surya dengan panjang 4,46 m, lebar 0,624 m; tinggi 0,479, sarat 2,28 m; displacement perahu surya 247,46 N, volume displacement perahu surya 24,746 m 3 ; koefisien blok sebesar 0,390; titik berat perahu surya 0,2874 m; Perkiraan Tenaga Penggerak Berdasarkan Hambatan Total hambatan gesek 58,21 kg, hambatan sisa 1609 N, hambatan total 1667,21 N; estimasi berat perahu surya LWT 1860 N, DWT 700 N; Moment Pengganggu Stabilitas moment cikar 0,088 kg/m, moment angin 0,061 kg/m, momen pengganggu 0,149 kg/m; biaya produksi rupiah; bahan baku berupa kayu. Kata kunci: bodi, perahu surya, perahu listrik, A(6)solut3, Polineri PENDAHULUAN Menurut Direktorat Jenderal Migas tahun 2016 ketersediaan bahan bakar fosil di Indonesia semakin menipis hal tersebut menjadi permasalahan terbesar di Indonesia setiap tahunnya. Indonesia merupakan negara pengkonsumsi energi yang cukup tinggi di dunia. Berdasarkan data Direktorat Jendral Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian ESDM, dalam beberapa tahun terakhir pertumbuhan energi Indonesia mencapai 7% per tahun. Angka tersebut berada diatas pertumbuhan konsumsi energi dunia yaitu 2,6% per tahun. Konsumsi energi Indonesia tersebut dibagi untuk sektor energi (50%), transportasi (34%), rumah tangga (12%), dan komersial (4%). Konsumsi energi Indonesia yang cukup tinggi tersebut hampir 95% dipenuhi dari bahan bakar fosil. Menurut data dari Naibaho tahun 1994 Indonesia memiliki banyak potensi energi alternatif yaitu, panas bumi, aliran sungai, panas surya, suhu kedalaman laut, angin, biofuel, dan biogas. Hal ini didukung oleh letak geografis Indonesia yang strategis antara 0º sampai 10º Lintang Utara dan Lintang Selatan menjadikan Indonesia memiliki sumber energi alternatif atau energi terbarukan yang beragam. Berdasarkan Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional, bahwa energi terbarukan adalah sumber energi yang

2 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun dihasilkan dari sumber daya energi secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan jika dikelola dengan baik. Potensi tersebut hanya dimiliki oleh negara beriklim tropis. Salah satu potensi yang ada yaitu tenaga surya. Tenaga surya adalah energi yang dihasilkan dari sel surya untuk menangkap energi matahari dan diubah menjadi energi listrik secara efisien. Energi listrik yang dihasilkan dari tenaga surya dapat diaplikasikan antara lain pada sektor perumahan, transportasi, radio pemancar, perangkat komunikasi, dan pompa air (Jha, 2010). Karena Indonesia memiliki iklim tropis dan intensitas cahaya matahari yang tinggi (18 lokasi di Indonesia). Radiasi matahari di lokasi tersebut dapat diklasifikasikan sebagai berikut: untuk distribusi penyinaran di kawasan barat sekitar 4,5 KWH/m2/hari dengan variasi bulanan berkisar 10%, sedangkan di kawasan timur sekitar 5,1 KWH/m2/hari dengan variasi bulanan berkisar 9%. Sehingga potensi radiasi matahari rata-rata Indonesia sekitar 4,8 KWH/m2/hari dengan variasi bulanan berkisar 9%. Menurut data Kota Kediri potensi pemanfaatan radiasi matahari sebagai sumber energi alternatif juga dimiliki kota Kediri. Kota Kediri terletak diantara 111,05º sampai 112,03º Bujur Timur, dan 7,45º sampai 7,55º Lintang Selatan. Dari aspek topografi, kota Kediri terletak pada ketinggian rata-rata 67 m diatas permukaan laut, dengan tingkat kemiringan 0% sampai 40%. Salah satu pemanfaatan matahari sebagai sumber energi alternatif di kota Kediri, yaitu sebagai sarana transportasi wisata sungai. Kota Kediri merupakan salah satu kota yang dilalui oleh Sungai Brantas. Pemikiran yang kreatif diperlukan untuk memberikan nilai tambah pada wisata Sungai Brantas baik nilai ekonomi maupun sosial. Nilai tambah ekonomi dapat diwujudkan melalui perahu surya sebagai sarana transportasi wisata yang ekonomis. Sedangkan nilai sosial adalah membuka lapangan pekerjaan baru kepada warga sekitar kota Kediri. Untuk menunjang wisata sungai tersebut, maka dibuatlahlah perahu surya. Oleh karena itu, akan dirancang bangun perahu surya A(6)solut3 - Polineri yang merupakan produk buatan Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin (Politeknik Kediri). Perahu surya tersebut menggunakan sel surya untuk menangkap energi matahari sebagai penggerak motor listrik yang dihubungkan ke propeler. Perahu surya ini terdiri dari lima bahasan, yaitu bagian: sistem sel surya, sistem transmisi, bodi, propeler, dan perencanaan perawatan. Dalam jurnal ini, akan dibahas mengenai bagian bodi dari perahu surya. METODE Metode pelaksanaan elemen bodi pada rancang bangun perahu surya ditunjukkan pada gambar 3.1. sebagai berikut: Gambar 1. Diagram Alir Metode Pelaksanaan 1. Langkah-langkah Pelaksanaan a. Pengumpulan Informasi Langkah-langkah pengumpulan informasi elemen bodi pada perahu surya sebagai berikut: Studi literatur berupa buku pustaka, jurnal, dan artikel yang dilaksanakan di Perpustakaan Politeknik Kediri, Perpustakaan PPNS, Perpustakaan ITS, IHL dan website.

3 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun Observasi langsung mengenai perahu di PPNS, tempat wisata Sungai Brantas (Kediri), Pantai Gerdu Laut (Tuban), dan Pantai Prigi (Trenggalek). Observasi langsung mengenai aplikasi teknologi surya di Politeknik Kediri dan ITS. b. Perencanaan Desain Menurut (Sudiyono, 2008) perahu surya memiliki bagian-bagian utama yaitu bodi, kemudi, sel surya, battery controller unit (BCU), baterai, inverter, motor listrik, system transmisi, dan propeller. Berdasarkan hal tersebut, maka dihasilkan perencanaan desain pada perahu surya seperti ditunjukkan pada gambar 2 sebagai berikut: Keterangan: 1. Buritan 2. Haluan 3. Lambung Gambar 3. Perencanaan Desain Bodi c. Perencanaan Elemen Mesin Langkah-langkah perencanaan elemen bodi pada perahu surya sebagai berikut: a. Ukuran Utama Kapal b. Moment Penggangu Stabilitas c. Bahan Bodi d. Pembuatan Elemen Bodi Langkah-langkah pembuatan bagian bodi pada perahu surya sebagai berikut: Pembuatan bodi. Perakitan bodi. Keterangan: 1. Propeler 7. Motor Listrik 2. Sirip Kemudi 8. Transmisi 3. Panel Surya 9. Poros 4. Bodi 10. Charger Controler 5. Kemudi 11. Storage 6. Pedal Gas 12. Inverter Gambar 2. Perencanaan perahu surya Sumber: Penulis,2016 Sedangkan hasil perencanaan desain elemen bodi pada perahu surya ditunjukkan pada gambar 3 sebagai berikut: e. Pengujian Langkah-plangkah pengujian pada perahu surya sebagai berikut. Pengujian mengenai faktor unjuk kerja Pengujian mengenai faktor keamaanan. f. Pembuatan Elemen Bodi Biaya Produksi Langkah-langkah biaya produksi pada perahu surya sebagai berikut: Biaya Bahan Baku Biaya Tenaga Kerja Biaya Permesinan Biaya Perakitan. HASIL 1. Perencanaan Pemilihan Bahan Bodi Pada perencanaan pemilihan bodi perahu surya A(6)solute - polineri

4 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun menggunakan bahan baku berupa kayu. Kayu merupakan salah satu bahan dasar dari pembuatan perahu. Dipilih bahan dasar kayu karena kayu lebih ringan dan tidak mudah pecah. 2. Posisi Panel Surya Perencanaan dimensi perahu surya a(6)solut3 - polineri ini berdasarkan pada dimensi yang dibutuhkan panel surya untuk dapat menggerakan motor listrik juga untuk memperoleh keseimbangan perahu saat perahu berjalan dan ruang untuk pengemudi, pada perencanaan ini panel surya terletak pada dua bagian, yaitu pada bagian depan pengemudi dan pada belakang pengemudi. Dimensi kedua panel surya tersebut berukuran panjang 784 mm dan lebar 506 mm. 3. Dimensi Bodi Perahu Surya Dengan mengetahui penempatan dan ukuran panel surya serta pengemudinya, maka didapatkan dimensi bodi perahu surya a(6)solut3 polineri yang terlihat pada gambar 4. Penempatan panel surya pada bagian depan dan belakang pengemudi dimaksudkan untuk keseimbangan pada perahu. c. Tinggi Kapal (H) d. Sarat Kapal (T) 5. Estimasi Koefisien Block Gambar 4. Dimensi Bodi Perahu Surya 4. Perencanaan Ukuran Utama Perahu a. Panjang Kapal (LBP) 6. Displacement Kapal b. Lebar Kapal (B)

5 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun Volume Displacment 8. Perhitungan Titik Berat (KG) c. Perkiraan Hambatan Total 9. Perkiraan Tenaga Penggerak Berdasarkan Hambatan Total a. Perkiraan Hambatan Penggerak 10. Estimasi Berat Kapal ( LWT & DWT) a. Perencanaan Berat Kapal Kosong (LWT) b. Perencanaan Berat Bagian (DWT) 11. Moment Pengganggu Stabilitas Langkah-langkah yang dilakukan untuk melakukan perhitungan momen pengganggu stabilitas adalah dengan menentukan jenis momen-momen pengganggunya, yaitu dengan menghitung momen cikar (MC) dan momen angina (MW), (Yoga, 2016): a. Moment Cikar (MC) b. Perkiraan Hambatan Sisa b. Moment Angin

6 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun c. Momen Penganggu (MP) 12. Pembuatan Bodi Perahu Surya A(6)Solute Polineri a. Pembuatan Rangka Perahu Surya Langkah-langkah untuk membuat rangka perahu surya a(6)solut3- polineri sebagai berikut. 1) Pembuatan body plan 2) Pembuatan rangka menggunakan kayu 3) Pelapisan rangka dengan triplek Pembuatan lines plan dan body plan perahu surya a(6)solut3 - polineri di gambarkan seperti pada gambar 5. Gambar 5. Lines Plan dan Body Plan Sumber: b. Pembuatan Rangka Perahu Surya Pengerjaan Finishing Bodi Perahu Surya A(6)Solute Polineri Langkah-langkah pengerjaan Finishing Bodi Perahu Surya A(6)Solute Polineri sebagai berikut. 1) Pendempulan pada permukaan perahu 2) Pemberian poxy dengan menggunakan spraygun 3) Pemberian cat pada perahu. 4) Pemberian lapisan clear Gambar 6. Pengerjaan Finishing Bodi Perahu 13. Biaya Produksi Biaya adalah pengorbanan sumber ekonomi yang diukur dalam satuan uang yang terjadi atau kemungkinan telah terjadi untuk tujuan tertentu dalam pembuatan alat. Sedangkan biaya produksi adalah biaya-biaya yang tejadi untuk mengolah bahan baku menjadi produk jadi yang siap untuk dijual. Menurut objek pengeluaranya biaya produksi ini dibagi menjadi biaya bahan baku, biaya tenaga kerja, biaya permesinan, biaya perakitan. (Mulyadi, 1993) Biaya Produksi Bodi Perahu Surya A(6)Solute Polineri a. Biaya Bahan Baku Tabel 1. Daftar Harga Material Bodi

7 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun b. Biaya Produksi (tenaga kerja, pemesinan, dan perakitan) Besarnya biaya produksi sebagai berikut: 1) Biaya Operasional Selama Tiga Puluh Hari: 1) Biaya pekerja perhari Rp x 2 orang Rp ) Biaya konsumsi Rp ) Biaya Transportasi Rp ) Biaya Bahan Baku Rp Sehingga total biaya produksi adalah Rp c. Harga Jual Alat Besarnya harga jual alat adalah biaya total pembuatan alat ditambah keuntungan yang direncanakan serta pajak penjualan (Pujawan, 2009). Pada perencanaan ini, keuntungan yang diambil 25% dari biaya produksi. Sehingga didapatkan harga jual alat sebagai berikut. Keuntungan = 25 x = Harga Jual Alat = Biaya Produksi + Keuntungan = = Biaya Produksi Bodi Perahu Surya A(6)Solute Polineri Berikut ini adalah biaya keseluruhan untuk membuat perahu surya A(6)Solute Polineri. Tabel 2. Biaya Produksi Perahu Surya A(6)Solute - Polineri Sumber: Penulis 2016 Hasil yang didapatkan dari tabel biaya produksi perahu surya A(6)Solute-Polineri adalah rupiah. Dari biaya produksi diambil keuntungan sebesar 25% sehingga didapatkan harga jual perahu surya sebesar rupiah. Untuk dapat mengembalikan modal, maka perahu surya ini disewakan dengan harga sewa lima ratus ribu rupiah per hari. Agar perahu surya tetap dalam dalam kondisi baik, maka diperlukan biaya perawatan atau biaya tidak tetap. Biaya perawatan perahu surya A(6)Solute - Polineri sebesar lima puluh ribu rupiah. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa dimensi perahu surya dengan panjang 4,46 m, lebar 0,624 m, tinggi 0,479 dan sarat 0,2283 m, Koefisien bentuk kapal dengan nilai 0,390, displacement kapal 247,46 N, volume displacment 24,746 m3 perhitungan titik berat (KG) 0,2874 m, perkiraan hambatan gesek 58,21 N, perkiraan hambatan sisa 1609 N, perkiraan hambatan total 1667,21 N, perencanaan berat kapal kosong (LWT) 1860 N, perencanaan berat bagian (dwt) 700 N, moment cikar yang didapat 0,088 kg/m, moment angin yang didapat 0,061 kg/m, moment pengganggu 0,149 kg/m, bahan pembuat perahu dari kayu, biaya pembuatan sebesar rupiah DAFTAR RUJUKAN Dwi yoga S. (2016). Perencanaan Kapal Container 7000 Dwt. Diakses tanggal: 5 Maret ESDM. (2015). Pemanfaatan Energi Surya di Indonesia. Diakses: 10 Maret Jha, A.R. (2010), Solar Cell Technology and Aplicationss. New York: Taylor and Francis Group. Kodotie, j Robert. (2005). Analisis Ekonomi Teknik. Yogyakarta: Andi. Mulyadi. (1993). Akuntansi Biaya Edisi ke-5. Yogyakarta: BP-STIE YKPN. Naibaho. (1994). Teknik Tenaga Listrik, Tenaga Surya. Malang: PPPGT VEDC. Diakses: 18 Maret Pujawan, I Nyoman. (2009). Ekonomi Teknik Edisi II. Surabaya: Guna Widya. Phoels Hafald Dalam Dedi

8 Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun Irwansyah Arham (2016). Pra Rancang Kapal. Diakses: 5 Maret 2016 Sudiyono, et al. (2008). Perancangan dan Pembuatan Kapal Wisata Dengan Motor Generator Listrik Tenaga Surya Sebagai Energi Alternatif Penggerak Propeler. Jurnal Pemesinan Kapal: Volume 10, Nomor 1.