ELECTRIC EEL POWER PLANT SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF GUNA MENGATASI MASALAH KEKURANGAN PASOKAN LISTRIK DI PULAU PULAU KECIL Muhammad Zainuddin Lubis, Irwan Rudy Pamungkas, Pratiwi Dwi Wulandari ABSTRAK Konsumsi listrik di Indonesia setiap tahun semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk dan semakin majunya dunia perindustrian. Sementara cadangan sumber energi semakin menipis dari tahun ke tahun. Satu masalah lagi muncul selain permasalahan sumber energi tersebut, yaitu listrik di Indonesia masih belum tersebar secara merata. Salah satu contohnya adalah kondisi listrik di pulau-pulau kecil. Oleh karena itu perlu ada suatu inovasi yang dapat memanfaatkan sumber energi terbarukan yang dapat dipasang secara mudah untuk membantu pasokan listrik di pulau pulau kecil tersebut. Sehingga muncullah ide untuk memanfaatkan belut listrik sebagai pembangkit listrik alternatif. Tekknologi ini diharapkan mampu membantu pasokan listrik di pulaupulau kecil. Teknologi tepat guna ini selanjutnya kami namai Electric Eel Power Plant. Bahan yang digunakan untuk membuat teknologi ini adalah belut listrik, makanan belut, ikan palsu, air, akuarium, elektroda alumunium, transformator, komponen elektronik, dan kabel. Electric eel power plant akan dibuat dengan model akuarium. Akuarium dirancang khusus agar belut listrik dapat bertahan lebih lama. Akuarium dibuat bersekat dan memiliki fungsi masing-masing. Sekat pertama dibuat untuk menyaring kotoran dan sisa-sisa makanan serta bakteri dalam air. Sekat lainnya berfungsi sebagai tempat hidup belut listrik. Elektroda yang digunakan adalah elektroda alumunium, dan kabel yang digunakan juga kabel khusus yang tahan terhadap tegangan tinggi. Kabel ini merupakan tipe kabel yang berupa tembaga sehingga tidak mudah rusak seperti halnya kabel serabut. Konverter dirancang sedemikian sehingga arus yang keluar dapat stabil dan mampu menyimpan energi listrik walaupun belut listrik tidak menghasilkan listrik pada saat itu. Berdasarkan hasil uji coba, konverter yang kami rancang mampu menyimpan listrik selama kurang lebih 240 detik untuk tegangan kejut, dan 345 detik untuk tegangan konstan. Namun, listrik yang mampu dihasilkan untuk menyalakan lampu LED hanya selama 62 detik untuk tegangan kejut, 146 detik untuk tegangan konstan selama 5 detik, dan 160 detik untuk tegangan konstan 10 detik. Ini artinya kita masih punya waktu selama 62 sampai 160 detik cadangan listrik sampai belut listrik kembali menghasilkan listrik. 1
Rencana tahapan berikutnya adalah mencarai belut listrik yang hingga saat ini masih belum bias kami temukan. Setelah belut listrik didapatkan, maka akan dilakukan uji coba dengan menggabungkan semua komponen. Latar Belakang Masalah PENDAHULUAN Listrik sudah menjadi kebutuhan pokok bagi kehidupan umat manusia. Terutama di Indonesia yang memiliki jumlah penduduk sebesar 237.641.326 jiwa pada tahun 2010 (indonesiadata, 2011). Konsumsi listrik di Indonesia setiap tahun semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk dan semakin majunya dunia perindustrian. Peningkatan tersebut terbukti dengan adanya kenaikan konsumsi listrik dari bulan Mei 2012 hingga Mei 2013 yang sebesar 9,96 % (PLN, 2013). Kebutuhan listrik di Indonesia saat ini sebagian besar disupply dari sumber energi fosil. Dalam beberapa waktu terakhir ini, harga minyak, gas dan batu bara mengalami kenaikan yang sangat berarti. Cadangan sumber energi pun semakin menipis dari tahun ke tahun. Berdasarkan data dari IEA (International Energy Agency), cadangan minyak bumi akan bertahan hingga sekitar 41 tahun, gas bumi 67 tahun, dan batu bara 192 tahun ke depan. Satu masalah lagi muncul selain permasalahan sumber energi tersebut, yaitu listrik di Indonesia masih belum tersebar secara merata. Salah satu contohnya adalah kondisi listrik di pulau-pulau kecil. Padahal pulau-pulau tersebut menjadi salah satu aset wisata Indonesia. Contohnya saja pulau Pramuka yang hanya dapat dapat memanfaatkan listrik pada waktu tertentu saja. Hal ini tentunya sangat mereshkan bagi para warga dan wisatawan yang berkunjung ke sana. Oleh karena itu perlu ada suatu inovasi yang dapat memanfaatkan sumber energi terbarukan yang dapat dipasang secara mudah untuk membantu pasokan listrik di pulau pulau kecil tersebut. Salah satu inovasi yang memanfaatkan sumber energi terbarukan yang sudah ada adalah solar panel. Namun dalam pemasangannya masih terbentur dengan biaya yang tinggi. Pemasangan satu buah solar panel saja membutuhkan biaya minimal Rp 4 juta rupiah. Hal ini tentunya menjadi faktor pembatas bagi warga untuk memasang solar panel. Indonesia memiliki banyak binatang yang bermanfaat yang bisa menghasilkan listrik. Salah satunya adalah belut listrik. Sehingga muncullah ide untuk memanfaatkan belut listrik sebagai pembangkit listrik alternatif. Ide ini adalah membuat sebuah teknologi yang dapat memnfaatkan listrik pada belut listrik agar dapat digunakan oleh masyarakat Indonesia. Tekknologi ini diharapkan mampu membantu pasokan listrik di pulau-pulau kecil. 2
Perumusan Masalah Kesediaan listrik di pulau-pulau kecil yang masih terbatas merupakan masalah yang cukup serius. Ditambah lagi sumber energi listrik yang saat ini sudah mengalami penyusutan. Sehingga masyarakat Indonesia membutuhkan teknologi inovasi yang dapat memanfaatkan sumber energi terbarukan agar pasokan listrik di pulau-pulau kecil dapat terpenuhi. Tujuan Kegiatan Kegiatan ini bertujuan mengembangkan teknologi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga belut listrik yang nantinya akan dimanfaatkan sebagai solusi alternatif untuk penerangan di pulau-pulau kecil. Luaran Yang Diharapkan Luaran yang diharapkan dari kegiatan ini adalah menghasilkan teknologi tepat guna sebagai sumber energi alternatif untuk membantu pasokan listrik di pulau-pulau kecil agar dapat dimanfaatkan oleh masyarakat. Kegunaan Kegiatan Electric eel power plant ini dapat membantu pemerintah dalam mengatasi krisis listrik di Indonesia sehingga tidak perlu melakukan pemadaman listrik secara bergilir dan tiba-tiba karena hal tersebut sangat meresahkan masyarakat dan merugikan perindustrian. Belut Listrik TINJAUAN PUSTAKA Sidat listrik atau belut listrik (Electrophorus electricus) adalah sejenis ikan yang dapat menghasilkan aliran listrik kuat (sampai 650 volt) untuk berburu dan membela diri. Walaupun disebut sidat atau belut, ia termasuk anggota ordo Gymnotiformes, yang tidak mencakup keduanya. Belut listrik biasa ditemukan di sungai Amazon dan sungai Orinoko serta daerah-daerah disekitarnya. Ia bisa tumbuh hingga panjang 2,5 m (8,2 kaki) dan berat 20 kg (44 pound), walaupun biasanya ukuran rata-ratanya adalah 1 m 3
Gambar 1. Belut listrik (Sumber: http://safitrianakindonesia.blogspot.com/) Cara Belut Listrik Menghasilkan Listrik Belut listrik merupakan spesies ikan laut dengan susunan sel saraf dan sel otot bermuatan listrik. Sel-sel tersebut membentuk piringan yang menghasilkan elektrosit, yaitu berupa lendir. Piringan tersebut tersusun sejajar dan menghadap ke satu arah, biasanya mencapai 150 200 piringan dalam satu susunan. Semakin besar ukuran belut tersebut maka susunan piringan akan semakin banyak dan listrik yang dihasilkan semakin besar (Kompas, 2013) Gambar 2. Anatomi belut listrik Belut hanya akan mengeluarkan daya listrik jika menerima pesan dari otot syaraf yang langsung mengaktifkan cairan elektrositnya. Ketika semua voltase pada setiap piringan menyatu maka torpedo mampu menghasilkan 220 volt dan belut listrik mencapai 650 volt. 4
Gambar 3. Listrik yang dihasilkan oleh belut listrik Bentuk belut listrik lebih didominasi pada ekor, ekor lebih panjang dari tubuh belut sendiri. Pada ekor inilah sebenarnya menyimpan energi listrik potensial dari lempengen-lempengan horisontal da vertikal mencapai 5.000 buah. Meskipun pada satu lempengan hanya menghasilkan listrik berdaya kecil namun jika disatukan akan menimbulkan daya listrik besar yang mampu menghidupkan sebuah kapal besar. Cara Memanfaatkan Listrik dalam Belut Listrik Belut listrik akan menghasilkan listrik ketika merasa terancam dan saat akan makan. Oleh karena itu perlu adanya perangsang berupa ikan mainan yang berfungsi untuk menghasilkan perasaan terancam bagi belut listrik dan makanan yang berupa cacing atau ikan kecil. Selanjutnya dibutuhkan elektroda untuk mengambil listrik dari lingkungan sekitar belut listrik agar dapat dimanfaatkan. Selanjutnya dibutuhkan transformator dan converter untuk merubah arah arus dan menurunkan tegangannya agar dapat dimanfaatkan. Gambar 4. Transformator (kiri) dan elektroda (kanan) METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Pembuatan Electric Eel Power Plant Penelitian ini dikerjakan selama 2 bulan, yaitu Februari Maret 2015 yang bertempat di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, FPIK IPB. 5
Bahan yang Digunakan Bahan yang digunakan adalah belut listrik, makanan belut, ikan palsu, air, akuarium, elektroda alumunium, transformator, komponen elektronik, dan kabel. Elektroda alumunium berfungsi untuk mengambil listrik yang berada di sekitar air lingkungan belut listrik. Selanjtunya listrik yang diambil tersebut dialirkan ke transformator untuk diturunkan tegangannya. Komponen elektronik dibutuhkan untuk membuat converter yang digunakan untuk merubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Setelah melalui converter, listrik siap digunakan. Rancangan Electric Eel Power Plant Electric eel power plant akan dibuat dengan model akuarium. Akuarium dimanfaatkan sebagai tempat menampung dan tempat hidup belut listrik. Dibagian ujung akuarium akan diinstal elektroda positif dan diujung lainnya diinstal elektroda negatif. Elektroda ini berfungsi untuk mentransfer listrik yang dikeluarkan oleh belut listrik ke transformator melalui kabel. Trasformator akan menurunkan tegangan listrik tersebut. Setelah itu, listrik diubah ke bentuk listrik searah menggunakan konverter. Setelah listrik menjadi arus searah maka listrik siap digunakan sebagai media penerangan dan kebutuhan rumah tangga. Gambar 5. Desain awal konstruksi Electric eel power plant Perencanaan Pembuatan Electric Eel Power Plant Rencana perancangan electric eel power plant ini terdiri dari tiga tahap, yaitu: perencanaan, pembuatan, dan uji coba. Tahap perencanaan merupakan tahap persiapan yang di dalamnya terdiri dari persiapan proposal. Tahap pembuatan merupakan tahap konstruksi electric eel. Tahap ketiga merupakan tahap uji coba yang merupakan pengujian kinerja electric eel power plant agar benar-benar berfungsi dengan baik. Penjelasan mengenai perencanaan pembuatan 6
Gambar 6. Diagram alir perencanaan Pembuatan Electric Eel Power Plant Akuarium HASIL YANG DICAPAI Akuarium dirancang khusus agar belut listrik dapat bertahan lebih lama. Akuarium dibuat bersekat dan memiliki fungsi masing-masing (Gambar 7). Sekat pertama dibuat untuk menampung bioball dan berbagai macam filter. Bioball digunakan untuk menahan bakteri agar tidak masuk ke lingkungan belut listrik. Filter digunakan untuk menyaring kotoran belut dan sisa-sisa makanan. Sekat ini dibuat agar kotoran dan bakteri dapat tersaring sehingga kondisi lingkungan belut listrik tetap terjaga. Sekat lainnya adalah lingkungan tempat belut listrik. Elektroda Elektroda adalah media untuk mengalirkan listrik yang ada di lingkungan belut listrik ke konverter agar dapat dimanfaatkan. Elektroda yang digunakan adalah elektroda alumunium (Gambar 8). Alumunium adalah penghantar listrik yang baik dan tidak bereaksi ketika bersentuhan dengan air seperti halnya besi. Sehingga kondisi air di lingkungan belut dapat terjaga. 7
Gambar 8. Konstruksi elektroda pada Electric Eel Power Plant Kabel yang digunakan juga kabel khusus yang tahan terhadap tegangan tinggi. Kabel ini merupakan tipe kabel yang berupa tembaga sehingga tidak mudah rusak seperti halnya kabel serabut. Kabel ini dihubungkan ke setiap ujung elektroda yang berfungsi untuk mengalirkan listrik dari elektroda ke converter. Konverter Belut listrik mampu menghasilkan listrik yang besar (650 volt). Oleh karena itu dibutuhkan konverter khusus yang mampu menjangkau tegangan sebesar itu. Sayangnya di pasaran jarang sekali ada konverter seperti itu, sehingga perlu dirancang khusus untuk keperluan belut listrik ini. Namun, untuk model pertama, kami membuat konverter yang dapat menjangkau tegangan 220 volt (Gambar 9). Konverter dirancang sedemikian sehingga arus yang keluar dapat stabil dan mampu menyimpan energi listrik walaupun belut listrik tidak menghasilkan listrik pada saat itu. Gambar 9. Konverter yang dirancang untuk Electric Eel Power Plant 8
Gambar 10. Hasil uji coba konverter Electric Eel Power Plant Gambar 10 merupakan hasil uji coba konverter yang telah kami rancang. Uji coba dilakukan dengan tegangan 220 volt dengan tegangan kejut, tegangan stabil selama 5 detik dan tegangan stabil selama 10 detik. Kami berasumsi bahwa paling lama belut listrik mengeluarkan listrik selama 5 detik. Dan umumnya tegangan yang dihasilkan belut listrik adalah tegangan kejut, artinya tegangan yang dikeluarkan hanya hitungan milisekon. Berdasarkan hasil uji coba, konverter yang kami rancang mampu menyimpan listrik selama kurang lebih 240-340 detik. Namun, listrik yang mampu dihasilkan untuk menyalakan lampu LED hanya selama 62 detik untuk tegangan kejut, 146 detik untuk tegangan 5 detik, dan 160 detik untuk tegangan 10 detik. Ini artinya kita masih punya waktu selama 62-160 detik cadangan listrik sampai belut listrik kembali menghasilkan listrik. DAFTAR PUSTAKA Indonesiadata. 2011. Hasil Sensus penduduk Tahun 2010. www.indonesiadata. co.id. (diakses pada 20 Oktober 2013) PLN, 2012. Konsumsi Listrik Indonesia. www.pln.go.id (diakses pada 20 Oktober 2013) Kompas, 2013. Keistimewaan Belut Listrik dalam Menghasilkan Listrik. http://forum.kompasiana.com (diakses pada 20 Oktober 2013) 9